Система «Интернет вещей». Создание системы умного освещения

Тема урока: Система «Интернет вещей». Создание системы умного освещения

Цель урока: что такое система контроля света и как устроена система умного освещения

Тип урока: лекция

Оборудование: компьютер, проектор

1. Оргмомент

2. Актуализация знаний и подведение к теме урока

3. Изучение нового материала

Система освещения в умном доме: конструкция и принцип работы

Смысл системы умного освещения заключается в возможности управления светом с помощью голоса или автоматизированных сценариев. Система позволяет контролировать работу осветительных приборов, установленных внутри и снаружи дома. 

Можно сразу приобрести умные световые приборы. Однако обычные устройства тоже легко превратить в интеллектуальные. Достаточно совместить их с умными розетками и выключателями. Для этой цели подойдут светодиодные ленты, встраиваемые и локальные светильники. 

Компонентами системы контроля света являются:

• Силовой блок управления светом, принимающий команды и распределяющий их.

• Контроллеры.

• Панели управления, пульты.

• Умные выключатели.

• Диммеры для настройки уровня освещенности.

• Датчики движения, реагирующие на присутствие и отсутствие человека в комнате или на придомовом участке.

Для еще большего удобства можно настроить голосовое управление системой. Например, через виртуальных помощников — Siri, Алису.

Применение и преимущества умного освещения

Интеллектуальное освещение широко используется как в больших частных домах, так и в городских квартирах, а также в производственных помещениях, офисах и гостиницах. Преимущества технологии:

• Возможность контролировать включение и выключение света даже находясь вдали от дома — это удобно, если вы переживаете, что забыли выключить свет или электроприборы.

• Сокращение затрат на коммунальные услуги за счет снижения потребления электроэнергии.

• Простая и интуитивно понятная система управления освещением, с которой справится любой член семьи..

Функционал «умного освещения»

Умная система света дарит новые возможности, которые очень пригодятся в быту. Рассмотрим пять важных функций.

1.Выключение и включение ламп по таймеру

Автоматизация освещения подразумевает использование таймеров. Можно выставить в программе определенные временные промежутки, когда свет будет включаться и выключаться. 

Не обязательно устанавливать одинаковое время для всех светильников. Например, ближе к вечеру можно автоматически включать основное освещение, а в более поздний час — бра, торшеры и ночники. Утром функция таймера тоже незаменима — включившийся свет поможет проснуться без будильника. 

2.Автоматическое управление светом 

Система умного освещения имеет несколько вариантов управления. Можно воспользоваться пультами, предназначенными отдельно для каждого помещения. Кнопки на устройстве запрограммированы на управление всеми осветительными приборами, которые есть в комнате. Контролировать свет с помощью пульта можно из любого уголка дома или квартиры. 

Второй способ — установка специальных устройств для полной автоматизации контроля. Самый распространенный вариант — датчики движения, которые реагируют на появление человека. Свет включится, как только вы зайдете в комнату и выключится через несколько минут, когда выйдете.

У датчиков движения есть один минус. Если вы войдете в помещение и захотите находиться там без света, все-таки придется подойти к выключателю. Однако этот незначительный недостаток не умаляет удобства конструкции. 

3.Смена яркости света

Система умного освещения позволяет с легкостью регулировать яркость свечения ламп за счет специальных устройств — диммеров. Они позволяют вручную изменять мощность освещения.

4.Освещение в зависимости от времени суток и количества естественного света

Можно установить специальные датчики, которые будут фиксировать изменение уровня освещенности в разных комнатах. Когда в помещении воцарится полумрак, лампы сразу включатся. Датчик реагирует и на насыщенность освещения. Чем темнее в комнате, тем ярче горит свет.

Такая система света применяется не только внутри дома, но и снаружи. Умные светильники часто размещают на участках возле светолюбивых растений, чтобы посадки не страдали от отсутствия солнечных лучей.

5.Создание световых сценариев

С помощью функции световых сценариев программа запоминает определенные комбинации одновременно включенных светильников. При необходимости система может их повторить — достаточно нажать кнопку на пульте управления.

Контроллер освещения

Контроллер в умном доме — микропроцессор, в который заложен "интеллект" системы. Устройство оценивает поступающие команды и выбирает подходящий алгоритм для совершения действия. 

Контроллеры могут быть установлены прямо в светильники. Дизайнеры называют это системой распределенного интеллекта. Такая схема считается более гибкой и удобной в управлении.

Можно установить один контроллер для всей системы. Такая схема называется централизованной. Это решение подходит для домов и квартир, где не много комнат.

Умная розетка с таймером

Умный таймер представляет собой компактное устройство, которое выглядит как обычный переходник. Его нужно интегрировать в розетку, после чего подключить туда бытовой прибор. 

Возможности розеточных таймеров:

• Отключение питания через заданный отрезок времени.

• Включение электропитания в определенное время.

• Удаленный контроль за работой электроприборов.

• Расчет потребления энергии.

Розетка с таймером очень полезна в быту. Установив даже самое простое устройство, можно больше не переживать, выключен ли утюг. Даже если вы про него забыли, умная система среагирует и заблокирует электропитание. 

С помощью розетки с таймером можно настроить работу приборов в определенное время. Например, запрограммировать включение кофеварки в утренние часы.

Таймеры на розетке пригодятся и в праздники. Перед новым годом в домах появляются гирлянды и другой световой декор. Перед сном многие забывают отключить устройства, в результате чего приборы могут перегореть. Умные розетки помогут избежать такой участи. 

И главное преимущество системы — возможность сравнить показатели затраченной электроэнергии для разных приборов.

Умный выключатель

Умный выключатель — высокотехничное приспособление, способное функционировать в автоматическом режиме. Конструкция устройства:

• Приемник: бесшумное импульсное реле, которое фиксирует полученные сигналы и размыкает цепь электропроводки. Управление устройством осуществляется с помощью пульта или смартфона. Миниатюрный приемник можно монтировать прямо в светильники или в распределительные щитки.

• Передатчик: конструкция, оснащенная компактным электрогенератором. После отправки команды прибор вырабатывает электроток, который трансформируется в определенным сигнал. После выполнения действия передатчик транслирует информацию на смартфон или контроллер. 

• Умный выключатель — удобная замена привычному. Интеллектуальный рычаг управления светом выглядит практически также, как и обычный. Он не требует подключения к выделенной ветви электропроводки, поэтому может располагаться на любой поверхности.

Для монтажа некоторых моделей умных выключателей нужен нулевой провод в подрозетнике. Если его нет, лучше отдать предпочтение изделию, которое получает питание от ламп. 

Есть версии голосовых выключателей света, которые не требуют нулевого провода в подрозетнике и функционируют через WiFi. Если вы остановитесь на этом варианте, убедитесь, что интернет всегда работает бесперебойно. Однако существует возможное неудобство — включение света с небольшой задержкой.

Диммерный переключатель

Диммеры, отвечают за яркость освещения в комнатах. С помощью таких переключателей легко добиться как приглушенного, так и очень яркого света. Для создания эффектной подсветки можно активировать функцию художественного мерцания. 

Некоторые модели диммеров отвечают не только за яркость, но и за цветопередачу. С их помощью можно делать потоки света более теплыми и холодными.

Пульты для управления лампами

Пульты — устройства для дистанционного управления осветительными приборами. По функционалу они могут быть одноканальным и многоканальными. Первые работают только с определенным светильником, вторые — одновременно с несколькими приборами. 

На пульте обозначены все возможные функции выбранной системы. Для активации желаемого режима освещения достаточно просто нажать на нужную клавишу. Через несколько секунд после этого действия команда будет выполнена.

Датчики в умной системе

Датчики для интеллектуального освещения выполняют важную функцию — они активируют автоматическое включение ламп. Рассмотрим два типа устройств, которые широко применяются в системе.

Датчики движения для наружного освещения

Благодаря устройствам, реагирующим на движение, свет будет включаться, как только на участке появится человек. Аналогичный эффект возникает, если на территорию въезжает транспортное средство. Освещение выключится спустя несколько минут после того, как перемещения прекратятся. 

Датчики присутствия для внутреннего света

Внутренние датчики работают также, как и наружные. Они тоже реагируют на движения и присутствие человека. Свет включится, когда вы зайдете в комнату и будет гореть, пока не выйдете. Это идеальное решение для любого помещения в доме или квартире.

Наружное автоматическое управление освещением

Интеллектуальную технологию умного света широко используют для наружного применения. Устанавливают специальные датчики, которые управляют работой уличных светильников и регистрируют изменение естественного освещения. Как только становится темно, электрические устройства автоматически включаются. 

Уровень освещенности зависит от времени суток. Чем темнее на улице, тем ярче будут гореть светильники. Можно "приглушить" их, поменяв настройку в программе. Если в отсутствие людей освещение участка не потребуется, достаточно установить ночной режим. В этом случае датчики среагируют только тогда, когда к дому подойдет человека

1. Подведение итогов урока и д/з подготовить мини-проект «Умное освещение моего будущего дома»