Разработка систем автоматизации «Умный дом»

Домашняя автоматизация

Современные системы «Умный дом» состоят из трех типов устройств:

1. Контроллер - устройство, которое предназначено для соединения всех составляющих системы друг с другом и самой системы с внешним миром.
2. Датчики - устройства, которые получают информацию о внешних условиях.
3. Актуаторы - устройства, которые исполняют команды. Актуаторы являются самой многочисленной группой, в состав которой входят автоматические розетки, автоматические выключатели, сирены, автоматические клапаны, климат-контроллеры и т. п.

Систему домашней автоматизации можно разделить на три основные подсистемы:

1. Система безопасности. В состав данной системы входят камеры видеонаблюдения, видеодомофоны, датчики присутствия, датчики движения, электронные замки. Данные устройства предназначены для запирания дверей, регистрации нежелательного проникновения, включения сирен, запуска видеосъемки, уведомление владельцев. Система безопасности может интегрироваться с охранными системами, которые по тревоге высылают группу реагирования.
2. Система управления освещением. В состав данной системы входят диммеры, умные выключатели, модули управления шторами, жалюзи и рольставнями, датчики присутствия и движения, датчики освещенности. Данные устройства предназначены для автоматического включения света, поддержания освещенности и ее регулирования.
3. Система управления климатом. В состав данной системы входят датчики влажности и температуры, термостаты, терморегуляторы, гигростаты, климат-контроллеры. Данные устройства предназначены для автоматического поддержания комфортной температуры, снижения мощности батарей кондиционера, поддержания комфортной влажности, вентиляции помещения.

Разработка систем автоматизации «Умный дом». Выбор преобразователя частоты и автоматического выключателя

Процесс разработки системы автоматизации «Умный дом» можно разделить на следующие основные этапы:

1. Разработка функциональной схемы. Данный этап состоит из описания систем и элементов, входящих в схему, разработки функциональной схемы и изучения требований.
2. Расчет электрического двигателя для откатных ворот (при их наличии). Данный этап включает расчет моментов статических сопротивлений, предварительный расчет мощности электрического двигателя, составление нагрузочных диаграмм скорости и моментов рабочего органа, расчет мощности двигателя, выбор двигателя, выбор редуктора, приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя, предварительную проверку двигателя по производительности и нагреву, расчет и построение графиков статических нагрузок, построение диаграмм переходных процессов, расчет интегральных показателей.
3. Выбор и описание элементов схемы. Данный этап состоит из выбора преобразователя частоты, автоматического выключателя, основного контроллера, дополнительного контроллера, устройства связи, выбора необходимых датчиков (препятствия, влажности, температуры и т. п.), модуля для сигнализации, диммеров, электронного реле, драйверов для управления и блоков питания.
4. Разработка алгоритмов работы системы.
5. Разработка принципиальной электрической схемы.
6. Программирование микроконтроллеров.

Главным параметром, который необходимо учитывать при выборе частотного преобразователя, является мощность, при этом при проектировании нужно учитывать и его стоимость. Выбор преобразователя осуществляется на основе следующего условия:

$Uпч >= Uнл$

$Iпч >= I1н$

где Uпч - номинальное линейное напряжение частотного преобразователя; Iпч - ток нагрузки частотного преобразователя; Uнл - номинальное линейное напряжение статора двигателя; I1н - фазный ток статора двигателя.

Автоматический выключатель выбирается по следующему условию:

$Uн.вык >=Uсети$

$Iн.вык >=I1н$

где Uн.вык - номинальное напряжения автоматического выключателя; Uн.сети - номинальное напряжение сети; Iн.вык - номинальный ток автоматического выключателя.