Tehnične rešitve pametne hiše

Ko nanese tema na pametne hiše je dejstvo da obstajajo različne tehnične rešitve pametne hiše. Običajno je prisoten stereotipni model razmišljanja v smeri upravljanja določenih naprav v hiši preko pametnega telefona. V bistvu je upravljanje z telefonom del pametne hiše sam naziv pametna hiša pa v resnici zajema še precej več. V pravi pametni hiši naj bi bilo ročno upravljanje preko telefona bolj izjema kot pravilo. Hiša oz sistem pametne hiše upravlja vse pametne naprave sam skladno s tem kako smo si zamislili naš način bivanja. Če so že potrebni ročni posegi oz. ročna kontrola je le ta izvedena na osnovi glasovnih ukazov preko pametnega glasovnega asistenta oz. tudi pametnega telefona.

Sliši se zelo futuristično pa vendar povsem realni in po moji oceni smiselni cilj, ki si ga zadamo predno začnemo z izgradnjo pametnega doma. Koraki do omenjenega cilja so seveda lahko postopni in izgradnja lahko traja tudi daljši čas fazno glede na našo zamišljeno dinamiko izgradnje. Zelo pomembno pa je, da v vseh korakih izgradnje zasledujemo zastavljeni cilj in gradimo sistem z ustreznimi tehnološkimi napravami tako, da bo bomo v zaključni fazi lahko povezali vse komponente v sistem pametne hiše v pravem pomenu besede. 

Vsi tisti, ki ste se že zanimali za pametni dom in pregledovali take in drugačne vsebine na to temo veste, da se na trgu  ponuja nepregledna množica raznih pametnih naprav kot so pametne žarnice, pametna stikala in vtičnice, senzorji temperature, gibanja, pametni regulatorji temperature, merilci porabe energije…  

Skupna točka vseh pametnih naprav in tehničnih rešitev pametnih hiš je možnost, da lahko z njimi komuniciramo in jim pošiljamo navodila kako naj delujejo oz. naprave same pošiljajo povrtane informacije o funkciji, ki jo v tistem trenutku opravljajo. Poznamo dva osnovna koncepta in sicer brezžične sisteme kjer komunikacija z napravami poteka po zraku in žične sisteme kjer komuniciramo z napravami preko žic oz LAN omrežja. Glede na to obstajata tudi dve vrsti zagovornikov pametnih hiš. Na spletu boste zasledili veliko člankov tudi in predvsem reklamnih, kjer je zaslediti podcenjujoč ton do brezžičnih sistemov češ, da gre za nezanesljive kitajske izdelke in da je edina prava zadeva, ki omogoča izgradnjo pametne hiše ožičeni sistem. Hkrati pa je tudi veliko člankov na isto temo, ki opisujejo in obljubljajo vsemogoče možnosti uporabe brezžičnih sistemov. Prava resnica pri doseganju uporabnih rezultatov pri izgradnji pametnega doma se, kot je to pogosta praksa v tehniki skriva v majhnih podrobnostih, ki jih je potrebno poznati in ustrezno razumeti. Tudi sam sem bil v svojih začetkih zelo zadržan do tega ali lahko pametna hiša deluje zanesljivo preko brezžičnega sistema. Na osnovi izkušenj, ki sem jih dobil pri izgradnji pametne hiše kjer sem se dnevno srečeval z konkretnimi problemi nezanesljivega delovanja sem ugotovil, da je bila večina problemov posledica nerazumevanja uporabljenih tehnologij in posledično napačne izbire pametnih naprav za reševanje določenih rešitev. Danes lahko trdim, da pravilno načrtovan brezžični sistem pametne hiše preverjeno deluje zelo zanesljivo.

Vezano na zgornje ugotovitve kaj je tisto, ki vpliva na zanesljivost delovanja sistema pametne hiše bi izpostavil na prvem mestu naslednje ugotovitve.

V brezžičnih sistemih večina komunikacije med pametnimi napravami poteka po brezžičnem omrežju zato mora biti le ta nujno stabilen in dovolj zmogljiv. Zagotoviti stabilno Wi-Fi in LAN omrežje je ključna naloga, ki jo moramo opraviti predno se lotimo izdelave pametne hiše. Torej predpogoj za pametno hišo je, da imate kvaliteten, dovolj zmogljiv in predvsem pravilno konfiguriran omrežni usmerjevalnik, ki mora imeti dobro moč Wi-Fi signala povsod kjer so že oz. predvidevamo da bodo še inštalirane pametne Wi-Fi naprave. Ker je v praksi to precej zahtevno zagotoviti oz. bi bila investicija v pokrivanje vseh kotičkov hiše z Wi-Fi signalom infrastrukturno in posledično finančno precej drago (govorimo o oddaljenih delih hiš kot so kleti, garaža, oddaljeni kotički sob ob betonskih stenah v katerih so nameščeni radiatorji, zunanje terase in vrtovi…) uporabljamo v takih primerih še druge specialne tehnologije brezžičnega prenosa podatkov.

V sistemih pametnih hiš poznamo oz. uporabljamo vsaj še dva tipa tehnologije brezžičnega prenosa podatkov. To sta Zigbee in Z-wave tehnologiji, ki sta bili razviti specifično za uporabo na področju pametnih naprav. Za obe tehnologiji velja, da podpirata t.i. mesh network, kar pomeni, da so vse pametne naprave enega ali drugega tipa med seboj povezane in komunicirajo med seboj. Vsaka pametna naprava se v lastnem omrežju obnaša hkrati kot sprejemnik in tudi kot oddajnik. Na tak način z vključevanjem vsake nove naprave avtomatično povečujemo omrežje oz njegov domet. Več kot je naprav in bolj kot so razpršene boljšo brezžično omrežje ustvarimo. Na tak način širimo domet Zigbee oz Z-wave omrežja tudi na bolj oddaljene lokacije našega doma. Za razumevanje je pomembno, da en ali drug tip naprav oz. omrežja delujeta ločeno torej Zigbee in Z-wave omrežje nista medsebojno povezana prav tako nista povezana z Wi-Fi omrežjem. V celoto vse omenjene tipe sistemov povezujemo z ustreznimi vmesniki v programskih orodjih za pametne hiše.

Pri izvedbi pametne hiše uporabimo različne tehnične rešitve pametne hiše. Običajno vsaj eno od obeh mesh network tehnologij za reševanje problemov z namestitvijo pametnih naprav na lokacijah, ki niso v dometu Wi-Fi-ja npr. za odpiranje motoriziranih vrat na dvorišču ali motoriziranih garažnih vrat, pametnih vodnih ventilov na vrtu, pametnih luči na podstrešjih.

Ob začetku izgradnje pametne hiše še predno se podamo v nakupe pametih naprav za pametni dom je smiselno dobro premisliti o tem katere tehnične rešitve pametne hiše bomo uporabili, kar je v nadaljevanju povezano z cenami pametnih naprav. Praviloma so cene pametnih naprav, ki delujejo na osnovi  Wi-Fi omrežja cenejše. Cena Zigbee in Z-wave naprav je dražja ob tem, da naj bi bile Zigbee še nekoliko dražje od Z-wave pametnih naprav.

Na izbiro tehnologije pa ne vpliva samo cena pametnih naprav pač pa se običajno z tehnologijo prilagajamo zatečenemu stanje objekta. Tukaj imam v mislih povsem praktične pristope prilagajanja izvedbe stanju obstoječih električnih inštalacij, dostopnosti do obstoječih stikal in električnih doz, načinom električnih vezav v inštalacijah, tipom in velikosti obstoječih električnih doz, možnostim dodajanja potrebnih dodatnih kablov v obstoječo inštalacijo.

Kot primer navajam izdelavo pametnih luči kjer se pogosto zgodi, da obstoječa izvedba stikal nikakor ne omogoča priključitve pametnega stikala (v stikalu ni nevtralne žice, ali so vezane kakšne svojstvene križne vezave, ki onemogočajo pridobitev aktivne faze na eni žici). V takem primeru je zelo elegantna rešitev, da se namesto pametnih stikal uporabi, kar pametne žarnice če tip luči to omogoča. Žarnice se montira v obstoječo luč in posegi v obstoječo inštalacijo niso potrebni. Prav tako celotna funkcionalnost obstoječih stikal ostaja v prvotni funkciji s tem, da smo dodali še komponento pametnih luči.    

Pri tovrstnih pametni žarnicah so vsi pomembnejši proizvajalci svetil (Osram, Ledvance, Philips Hue, Paulmann, Muller Licht, Ikea, Gledopto…) privzeli kot standard Zigbee način komunikacija.

Ob koncu naj še omenim, da obstajajo tudi proizvajalci sistemov za pametne hiše, ki uporabljajo lastne tehnične rešitve za brezžično komunikacijo in lastne pripadajoče pametne naprave. Praviloma so ti sistemi bolj zaprti v smislu povezovanja z drugimi rešitvami. Če se odločite za tak sistem bo verjetno najbolj optimalno, da se bo vsa oprema kupovali od tega istega proizvajalca.

V sisteme, ki temeljijo na žični komunikaciji t.i. KNX sistemi se v mojih člankih zaenkrat ne bi dotikal. Ti sistemi so primerni predvsem za novogradnje, kjer se sistem pametne hiše načrtuje že pred gradnjo (so že del načrta hiše pred gradnjo). Za tovrstne sisteme velja, da je potrebno že tekom gradnje izvesti precej zapleteno kabelsko mrežno instalacijo. V principu je potrebno vsako pametno napravo povezati v sistem z lastnim kablom. Si lahko predstavljamo koliko kablov je potrebnih za ožičenje vseh možnih naprav v hiši. Izvedba taki sistemov je običajno precej dražja.