Как я пришёл в умный дом: личная история автоматизации

Привет, Хабр! Меня зовут Михаил, и последние 10 лет я помогаю делать квартиры и дома людей умными. Параллельно с воодушевлением слежу за тем, как эта технология становятся всё доступнее и проще в освоении за счет развития решений с беспроводной передачей данных по Z-Wave, ZigBee и теперь еще Thread с поддержкой стандарта Matter.

В этой статье я хочу поделиться наблюдениями о развитии технологий умного дома за последние десятилетия и рассказать, когда лучше применять те или иные решения — от проводных систем на крупных и производственных объектах до беспроводных решений, с которыми сегодня справится даже начинающий энтузиаст без глубоких познаний в области силовой электрики и нюансов работы исполнительной электорники.

Зачем на самом деле нужен умный дом (и нет, не ради управления с телефона)

Прежде чем перейти к выбору технологий, стоит честно ответить себе на вопрос: зачем вообще вам нужен умный дом? Основное назначение таких систем — автоматизация повседневных процессов и оптимизация энергозатрат. Первоначально технологии умного дома чаще всего внедрялись в больших загородных резиденциях площадью в несколько тысяч квадратных метров. Основной задачей тогда было централизованное управление освещением и климатом: когда в доме десятки комнат и в каждой по несколько групп света, управлять этим вручную становится откровенно неудобно. Так при входе в комнату начали появляться красивые выключатели с гравировкой и подписями на клавишах, а заодно и терморегуляторы для управления климатом рядом.

Силовая исполнительная часть таких устройств выносится в распределительный щит, и для их управления уже нужны простые контроллеры, чтобы связать все элементы системы и включать устройства по таймеру или по сигналам от датчиков движения в проходных зонах.

Как правило, эти устройства взаимодействуют между собой через открытый протокол KNX, неспешно общаясь на скорости 9600 бит/с по толстой четырехжильной витой паре и именно центральный контроллер объединяет различные бренды выключателей, датчиков и актуаторов в одну систему. Вся логика проводной системы обрабатывается на этом контроллере, и если по каким-то причинам он выйдет из строя, то вся система перестанет работать. В таком случае, включить свет или управлять другими устройствами можно будет только напрямую из щитка, так как система централизована.

Проводной умный дом: о чем не расскажут в рекламе

Проводные системы умного дома — это довольно сложные в реализации решения, требующие участия целой команды инженеров: проектировщиков, монтажников, электриков пуско-наладчиков, программистов для логики и графического интерфейса, а также менеджмент, который будет координировать весь процесс и взаимодействовать с заказчиком. По секрету скажу, что во многих компаниях нет всех этих специалистов в штате, и часть работы, особенно монтажной, отдают на аутсорс. В результате, часто какие-то моменты выполняются некачественно, и проблемы проявляются со временем. При этом разобраться и выявить неисправность в проводной системе умного дома — та еще задача, и это важно учитывать при планировании расходов на дальнейшую поддержку и обслуживание подобных систем.

Помимо этого, сами блоки проводного умного дома, расположенные в щитке, часто имеют множество входов и выходов для различных задач в одном устройства. И бывает так, что при повреждении одного из выходов, например, если выходит из строя некачественный трансформатор питания в освещении, все это устройство может выйти из строя, утягивая за собой несколько комнат или связанных функций. В такой ситуации недостаточно просто приобрести такой же новый блок (который, к тому же, может быть снят с производства). Нужно будет заново настроить логику взаимодействия между входами и выходами. И тут возникает вопрос: сохранили ли вы проектную документацию и резервные копии конфигурации спустя 5-10 лет после установки? И доступна ли та команда, которая все это устанавливала, чтобы выполнить необходимое обслуживание?

Тем не менее, проводные системы по-прежнему востребованы — в первую очередь на крупных объектах, где важна монолитность, а гибкость и бюджет не являются приоритетом. У проводных решений есть и другие плюсы: широкий выбор дизайнерских, премиальных панелей и выключателей. Конечно, если для вас приемлема цена в 500 евро за каждый.

Беспроводной умный дом, который работает без интернета

По причинам выше, в большинстве проектов я отдаю предпочтение беспроводным системам умного дома. Они децентрализованы: каждый элемент работает автономно и взаимодействует с другими по принципу mesh-сети. Это значит, что отказ одного устройства не выводит из строя всю систему. Более того, локальное управление — с кнопок, выключателей или терморегуляторов — продолжает работать даже при отсутствии интернета или отключении центрального контроллера или хаба.

Это критически важно для стабильности: свет включается по нажатию, отопление регулируется по температуре в комнате, и всё это — без облака, без внешних серверов и без единой точки отказа. Управление со смартфона и голосом остаётся как дополнительный удобный уровень через облако, но не является обязательным.

Большинство актуальных решений, таких как Zigbee, Z-Wave и Thread, используют топологию mesh-сети: каждый стационарный элемент (например, умная розетка или выключатель) может ретранслировать сигнал другим устройствам. Таким образом, вся сеть не строится вокруг одного роутера или контроллера, а формируется децентрализованно. Потеря одного узла не обрушит всю систему — остальные продолжат работать и пересылать команды по альтернативным маршрутам.

Это сильно отличается от Wi-Fi-решений, где падение роутера ведет к отказу сети. В Zigbee или Z-Wave система продолжит жить даже без интернета, при этом я стараюсь минимально использовать датчики на батарейках, все основные устройства всегда запитаны постоянно от электросети.

Сценарии автоматизации — вот ради чего нужен умный дом на самом деле

Управление светом и техникой со смартфона — это прикольно, но настоящая ценность умного дома раскрывается в сценариях автоматизации. Именно они позволяют устройствам работать без участия человека, реагируя на время суток, ваше присутствие или события в доме.

Типичные сценарии выглядят так:

🌅 Утром автоматически открываются шторы, температура в комнате повышается, включаются теплый пол в санузле;

🌇 Вечером после заката включается дежурная подсветка, шторы закрываются, светильники переходят в режим теплого тона.

🌙 Ночью — дом уходит в «режим сна», отключая свет, технику и переводя отопление в экономичный режим.

🚶‍♂️ Когда вы уходите, система выключает всё лишнее, закрывает шторы, снижает температуру и может запустить уборку.

😴 Если в спальне стало слишком жарко пока все спят — включаем кондиционер в тихий режим.

💧 Если понизилось энергопотребление на линии стиральной или сушильной машины озвучиваем через Алису что пора разобрать белье.

🎙️ Каждый раз озвучиваем через колонки что была открыта входная дверь

💨 Утром и вечером гоняем полчаса вытяжные вентиляторы в санузлах и на кухне для лучшего воздухообмена. Аналогично при привышении влажности в этих помещениях.

💡 По датчикам присутствия в проходных зонах и санузлах включаем разные режимы освещения в зависимости от времени суток — днем яркий свет, ночью приглушенный.

Раньше сценраии нужно было программировать, чаще всего на Lua или JavaScript, но сейчас благодаря развитию облачных платформ и голосовых помощников все стало куда проще. Достаточно сказать "Алиса, открывай шторы в спальне каждый день в 7 утра" и сценарий готов и появляется в мобильном приложении.

Для более сложных и хитроумных взаимодействий чаще применяется режим визуального редактора в самих системах, например если мы хотим не просто открыть шторы, а сначала приоткрыть на 10% и лишь спустя 15 минут открыть полностью, реализуя световой будильник. Но честно говоря со временем я редко стал так заморачиваться и сейчас чаще создаю шаблоны сценариев голосом. Это и есть та самая «магия», ради которой умный дом начинает работать вместо вас, а не через вас.

При использовании локальных хабов вроде Home Assistant, SprutHub или Fibaro Home Center 3 — подобная автоматизация работает с полной автономией от облаков, но требует базовых навыков программирования, вот пример локальных сценариев для Fibaro:

Больше скриншотов и пример кода с локальным программированием сценариев

local light = 304   -- id освещения, или несколько {[1] = 21, [2] = 142}
local motion = 197  -- id датчика движения

local maxTime = 5 * 60  -- время работы света в секундах (5 минут умножить на 60 секунд)
local sleepTime = 35    -- время опроса датчика в секундах

local morningTime = 8   -- утреннее время полной яркости
local nightTime = 1     -- ночное время приглушенной яркости
local startTime = 19

local sTag = 'СВЕТ В ПРИХОЖЕЙ' -- debug tag

local currentDate = os.date("*t");
local timeHour = tonumber(currentDate.hour);
local timeMin = tonumber(currentDate.min);

local safeTime = 0
local allTime = 0
local lockTime = false


if fibaro.getValue(light,"state") == false then -- if light off
	fibaro.debug(sTag,"Сценарий запущен, время работы света " .. maxTime .. " сек, в период с " .. startTime .. " и по " .. morningTime );

	if fibaro.getValue(motion,"value") then
		--fibaro.call(light,"turnOn")
		if timeHour >= nightTime and timeHour < morningTime then -- if night time
			fibaro.call(light, 'setValue', 10)
			fibaro.debug(sTag,"Включить ночную яркость на 10%, текущий час: " .. timeHour)
		elseif timeHour >= startTime or timeHour < nightTime then -- if day time
			fibaro.call(light, 'setValue', 50)
			fibaro.debug(sTag,"Включить яркость на 50%, текущий час: " .. timeHour)
        else
            fibaro.debug(sTag,"В настоящий временной период свет не включается, текущий час: " .. timeHour)
            fibaro.sleep(sleepTime * 1000);
            --fibaro.scene("kill",{71}); -- stop scene id's
			lockTime = true
		end
		fibaro.sleep(2000)      	
	end

	while safeTime < maxTime and allTime < 14400 and not lockTime do
		--fibaro.debug(sTag,"До выключение света осталось секунд: " .. tostring(maxTime - safeTime))  

		fibaro.sleep(sleepTime*1000)             
		safeTime = safeTime + sleepTime
		allTime = allTime + sleepTime
		
		if fibaro.getValue(light,"state") == false then 
			fibaro.debug(sTag,"Свет был выключен вручную, оставалось секунд: " .. tostring(maxTime - safeTime) .. ", свет горел секунд: " .. tostring(allTime) );
			break 
		end
		
	  if fibaro.getValue(motion,"value") then -- motion breached
	  	fibaro.debug(sTag,"Движение обнаружено, оставалось секунд: " .. tostring(maxTime - safeTime) .. ", свет горит уже секунд: " .. tostring(allTime));
		safeTime = 0 -- reset safeTime
	  end
      
	end
	
	if fibaro.getValue(light,"state") and lockTime == false then
		fibaro.call(light,"turnOff")
		fibaro.debug(sTag,"Выключение света, он горел секунд: " .. tostring(allTime))
	end

else 
	fibaro.debug(sTag,"Свет включен вручную")
end
fibaro.debug(sTag,"Сценарий завершен.")

ТОПовые системы для беспроводного умного дома

Рынок беспроводных решений для умных домов сегодня пестрит разнообразием экосистем, каждая из которых имеет свои особенности и преимущества. Если вы ищете доступное и простое готовое решение для автоматизации, стоит обратить внимание на Aqara и Tuya Smart Life, отдавая преимущество Zigbee датчикам. Эти системы известны своей совместимостью с различными устройствами и широким выбором недорогих гаджетов, которые легко интегрируются в повседневную жизнь. Имеют хорошие штатные ценры управления с частичной привязкой некоторых сценариев автоматизации в облака.

Для энтузиастов и DIY сегмента подойдут решения от Sonoff и Shelly. Эти бренды предлагают гибкие и настраиваемые системы, которые могут быть адаптированы под любые потребности, отвязаны от облаков и прошиты на кастомные прошивки. В качестве центра управления чаще всего выступают клоны Raspberry Pi с открытым ПО вроде Home Assistance или Open Hub, реже перепрошитые Android ТВ приставки (привет SprutHub).

Для профессиональных установок отлично подходит Z-Wave для европейского рынка, особенно когда речь идет о сложных проектах с повышенными требованиями к надежности. Одним из главных преимуществ Z-Wave является использование специального радиочастотного диапазона 868-869 Mhz, который минимизирует помехи и обеспечивает стабильную связь на больших расстояниях. Эта экосистема жестко сертифицируется и поддерживает множество устройств — от датчиков и термостатов до интеллектуальных замков и устройств управления освещением. Компании лидеры по производству данного обрудования: Fibaro, Aeotec, Qubino, Heltun, Vitrum, HeatIT и Danalock.

Тем не менее, стоит отметить, что для полноценной работы Z-Wave требуется профессиональная настройка и более дорогостоящее оборудование и центры управления, такие как Fibaro Home Center 3. Кроме того, в последние несколько лет бывают перебои с поставки оборудования и сложности в логистике, по сравнению с китайскими системами, поэтому сегодня я чаще отдаю предпочтение оборудованию Smart Life от Tuya, компании лидеры по оборудованию Tuya: Moes, Aubess, AVATTO, Heiman, Gledopto, Girier, LoraTap, Tongou. Терморегуляторы: BEOK, CALEO, BSEED. Умные карнизы и моторы для штор: Zemismart, Dooya.

Выбор зависит от ваших предпочтений и задач: хотите ли вы простоту и бюджетность или вам важна тонкая настройка и высокая степень интеграции во все инженерные системы.

Я помогаю во всем этом разобраться, пишите вопросы в комментариях!