Smart Homes und das Internet der Dinge

Smart Homes und das Internet der Dinge

1923 beschrieb der in der Schweiz geborene brillante Architekt Le Corbusier (1887–1965) ein Haus als „Maschine zum Leben“ – und im 20. Jahrhundert wurde diese Metapher langsam Wirklichkeit. Erstens begann die Ankunft von bequemer elektrischer Energie , die Plackerei von allen Arten von Hausarbeiten zu befreien, einschließlich des Waschens von Kleidung und Geschirr und des Staubsaugens des Bodens. Als Transistoren Mitte des 20. Jahrhunderts die Elektronik erschwinglicher machten , begannen die Geräte, sich mit eingebauten Sensoren und Programmierern nur sehr begrenzt selbst zu steuern. Aber erst jetzt, im 21. Jahrhundert, ist die Vision des vollautomatisierten Smart Home tatsächlich realisiert. Dank des Internets ist es einfach, praktisch jedes Elektrogerät in Ihrem Haus einzurichten, sodass Sie es von einem Webbrowser überall auf der Welt aus steuern können. Und in Kürze werden alle Arten von netzgebundenen Maschinen miteinander sprechen und viel mehr von unserem Leben automatisch über das sogenannte Internet der Dinge laufen . Wie die Idee, in einem Smart Home zu leben? Oder eine automatisierte Zukunft, die für sich selbst sorgt? Schauen wir uns genauer an, wie es funktionieren könnte!

Was ist ein Smart Home?

Bei einem Smart Home sind die verschiedenen Elektro- und Elektronikgeräte mit einem zentralen Computersteuerungssystem verbunden, sodass sie zu bestimmten Zeiten entweder ein- und ausgeschaltet werden können (z. B. kann die Heizung so eingestellt werden, dass sie um 6:00 Uhr automatisch eingeschaltet wird an Wintermorgen) oder wenn bestimmte Ereignisse eintreten (Lichter können nur dann eingeschaltet werden, wenn ein Lichtschrankensensor erkennt, dass es dunkel ist).

Die meisten Haushalte haben bereits ein gewisses Maß an „Intelligenz“, da viele Geräte bereits eingebaute Sensoren oder elektronische Steuerungen enthalten. Praktisch alle modernen Waschmaschinen verfügen über Programmierer, mit denen sie einer bestimmten Reihe von Waschvorgängen, Spülungen und Drehungen folgen können, je nachdem, wie Sie die verschiedenen Wählscheiben und Knöpfe beim ersten Einschalten einstellen. Wenn Sie ein mit Erdgas betriebenes Zentralheizungssystem haben , haben Sie höchstwahrscheinlich auch einen Thermostat an der Wand, der es je nach Raumtemperatur ein- und ausschaltet, oder einen elektronischen Programmierer, der es zu bestimmten Tageszeiten aktiviert, unabhängig davon, ob dies der Fall ist oder nicht Du bist im Haus. Vielleicht bist du wirklich Hightech und hast einen Roboterstaubsauger das kriecht ständig um deine Böden und fegt den Staub?

All diese Dinge sind Beispiele für Heimautomation, aber sie sind nicht wirklich das, was wir unter einem Smart Home verstehen. Dieses Konzept geht noch einen Schritt weiter und führt eine zentralisierte Steuerung ein. In der fortschrittlichsten Form von Smart Home gibt es einen Computer, der das tut, was Sie normalerweise selbst tun: Er überwacht ständig den Zustand des Hauses und schaltet Geräte entsprechend ein und aus. So überwacht es beispielsweise die Lichtverhältnisse, die durch die Fenster kommen, und hebt und senkt automatisch die Jalousien oder schaltet das Licht in der Dämmerung ein. Oder es erkennt Bewegungen über den Boden und reagiert angemessen: Wenn es weiß, dass Sie zu Hause sind, schaltet es Licht und Musik in verschiedenen Räumen ein, während Sie zwischen ihnen gehen. Wenn es weiß, dass Sie nicht da sind, ertönt ein Einbruchalarm.

Wie funktionieren Smart Homes?

Angenommen, Sie sind (noch) nicht in der Bill Gates-Liga, ein millionenschweres Smart Home von Grund auf neu bauen zu lassen, dann sind Sie wahrscheinlich mehr daran interessiert, Ihre vorhandenen Geräte mit möglichst wenig Aufwand ein wenig zu automatisieren. Bescheiden intelligente Häuser wie dieser Bereich in der Komplexität von Basissystemen , die ein paar Plug-in – Module und Haushalt verwenden Strom Verkabelung bis hin zu anspruchsvollen Wireless – Systemen Sie das Internet programmieren über können. Hier sind die drei häufigsten Geschmacksrichtungen:

Plug-in X-10-Module

Das älteste und bekannteste Smart-Home-Automatisierungssystem wurde 1975 entwickelt und heißt X-10 (manchmal als „X10“ bezeichnet). Mit Ihren normalen Haushaltskabeln können Sie bis zu 256 Geräte ein- und ausschalten, ohne dass zusätzliche Kabel erforderlich sind montiert werden.

Sie schließen jedes Gerät, das Sie automatisieren möchten, an eine kleine Steuereinheit (normalerweise als Modul bezeichnet) an und schließen diese an eine normale Steckdose an. Mit einem kleinen Schraubendreher stellen Sie dann zwei Wählscheiben an jedem Modul ein. Ein Zifferblatt ist der sogenannte Hauscode, und Sie stellen einen Buchstaben von A bis P ein. Sie können den Hauscode verwenden, um Geräte miteinander zu verbinden (z. B. können alle Lampen im ersten Stock Ihres Hauses als gesteuert werden) eine Gruppe). Die andere Wahl eingestellt ist , so dass jedes einzelne Gerät eine eindeutige Kennung , bekannt als seinen hat Einheitencode , der eine Zahl 1-16. Als nächstes schließen Sie eine zentrale Steuereinheit an eine andere Steckdose an und programmieren sie so, dass die verschiedenen Geräte jederzeit ein- und ausgeschaltet werden (indem Sie sie anhand ihrer Codes identifizieren).

Wie funktioniert es? Die zentrale Steuerung sendet regelmäßig Schaltsignale über die normale Haushaltsverkabelung und behandelt sie effektiv als eine Art Computernetzwerk. Da diese Signale mit etwa der doppelten Schaltfrequenz einer normalen Wechselstromversorgung (die bei 50 bis 60 Hz arbeitet) arbeiten, stören sie diese in keiner Weise. Jedes Signal enthält einen Code, der die Einheit identifiziert, auf die es sich bezieht (z. B. eine Tischlampe in Ihrem Wohnzimmer oder ein Radio in Ihrem Schlafzimmer), und eine Anweisung wie Ein-, Ausschalten oder (für Lampen) Aufhellen oder Dimmen. Obwohl alle Steuergeräte alle Signale abhören und empfangen, wirkt sich ein bestimmtes Signal nur auf das Gerät (oder die Geräte) mit dem richtigen Code aus. Neben Geräten, die Signale empfangen, können Sie auch Sensoren wie Bewegungsmelder und Thermostate anschließen usw., damit das System automatisch auf Änderungen des Tageslichts, der Temperatur, Eindringlinge oder was auch immer Sie für wichtig halten, reagiert. Bei den meisten Systemen können Sie auch schalten Geräte ein- und ausschalten mit Hand Fernbedienung (ähnlich einer TV – Fernbedienung). Die Fernbedienungen entweder senden Signale direkt an jedes Modul unter Verwendung von Radiowellen (RF) -Signale oder kommunizieren mit der zentralen Steuereinheit, die die Signale entsprechend weiterleitet.

X-10 ist zu einem internationalen Standard für die Steuerung von Geräten geworden, aber es ist nicht das einzige System, das auf diese Weise funktioniert.

Computergesteuertes X-10-System

Wenn Sie nur ein paar Sicherheitsleuchten automatisieren, sollte ein einfaches X-10-System mit wenigen Modulen und einem einzelnen Controller mehr als genug für Ihre Anforderungen sein. Wenn Sie jedoch ein komplexeres Setup ausführen möchten, bei dem viele verschiedene Geräte auf unterschiedlichste Weise ein- und ausgeschaltet werden, sollten Sie stattdessen Ihren Heimcomputer als Controller verwenden. Das ist auch einfach! Sie kaufen ein X-10-Heimcomputer-Schnittstellenkit, das aus einem Modul (das wie jedes andere Modul an eine Steckdose angeschlossen wird), einem Schnittstellenkabel zum Anschließen des Moduls an Ihren Computer (entweder über einen seriellen Standard- oder einen USB-Anschluss) und einer Software besteht . Typische Software zeigt eine grafische Darstellung aller Ihrer Geräte und ermöglicht das Ein- und Ausschalten von Mustern für einen Tag, eine Woche oder sogar länger. Sie können auch eigene Makros erstellen, sodass Gruppen von Appliances jeden Tag zu einer bestimmten Zeit in einer bestimmten Reihenfolge ein- und ausgeschaltet werden. Es gibt X-10-Software für Windows undLinux systems.

Wireless Internet system

Sicherheit ist einer der Hauptgründe, warum sich viele Menschen für Smart Homes interessieren. Wenn Sie auf der Arbeit oder im Urlaub sind, ist es eine gute Möglichkeit, Eindringlinge davon abzuhalten, Ihr Zuhause als bewohnt zu betrachten. Ein einfaches X-10-System kann das Licht und den Fernseher zu unvorhersehbaren Zeiten ein- und ausschalten. Wenn Sie das Boot jedoch wirklich aus Sicherheitsgründen ausschalten möchten, ist ein drahtloses System mit Netzverbindung viel besser. Tatsächlich handelt es sich um ein computergesteuertes X-10-System mit einer Schnittstelle, auf die Sie über das Web zugreifen können. Mit einem solchen System können Sie Webcams anschließen, um Ihr Zuhause (oder Ihre Haustiere) zu überwachen, Geräte in Echtzeit ein- und auszuschalten oder sogar das gesamte System neu zu programmieren. Harmony Home Automation ist ein Beispiel für ein System, das so funktioniert.

DIY Smart Homes

Viele Leute mögen einfache Plug-and-Play-Systeme von der Stange wie X-10: Kaufen Sie sie, nehmen Sie sie mit nach Hause, schließen Sie sie an und los geht’s. Aber viel mehr von uns sind Hobbyisten, Hacker und Geeks, für die die Herausforderung, etwas zu tun, mindestens genauso wichtig ist – manchmal sogar wichtiger – als das, was wir tatsächlich versuchen. Wenn Sie einer dieser Menschen sind, führt der Weg zu einem Smart Home eher über den Hacker, Hersteller oder die DIY-Community. Möglicherweise verwenden Sie einen Arduino- Mikrocontroller, um Ihren Computer mit Geräten in Ihrem Zuhause zu verbinden. Es gibt einige Projekte dieser Art auf Websites wie Instructables, und ich habe sie im Abschnitt „Weitere Informationen“ unten aufgeführt.

Aber brauchen Sie wirklich ein Smart Home?

Sie könnten denken, die Idee eines Smart Home ist leichtfertig und albern. Ist es nicht faul und nachsichtig, wenn eine Maschine das Licht für Sie ein- und ausschaltet, wenn Sie es ganz einfach selbst tun können? Bedenken Sie jedoch, dass viele ältere und behinderte Menschen sowie Menschen mit besonderen Bedürfnissen mit einfachen Haushaltsaufgaben zu kämpfen haben. Die Hausautomation könnte den Unterschied ausmachen, ob sie glücklich und unabhängig in ihrem eigenen Zuhause leben können oder in teure, geschützte Unterkünfte umziehen müssen.

Mit zunehmendem Alter der Bevölkerung setzen Regierungen und medizinische Wohltätigkeitsorganisationen zunehmend auf Heimautomation: Warum nicht Computer, Roboter und andere Technologien einsetzen, um die Unterstützung zu bieten, die schutzbedürftige Menschen benötigen, um glücklich, gesund und unabhängig zu bleiben? Zum Beispiel können Menschen mit Demenz ihre Häuser mit automatisierten Sensoren ausstatten lassen, die prüfen, ob die Herde eingeschaltet oder die Wasserhähne übergelaufen sind. Ältere Menschen, die zu Stürzen neigen, können ihre Häuser mit einer Beleuchtung ausstatten, die durch Bewegungssensoren aktiviert wird, damit sie, wenn sie mitten in der Nacht aufstehen, nicht gefährlich im Dunkeln herumstolpern. Blinde können endlich normale Haushaltsgeräte kaufen und eine einfache Computersteuerung verwenden, die auf ihre persönlichen Bedürfnisse zugeschnitten ist, um sie alle zu verwalten.

Wenn Sie älter oder behindert sind, können solche Hausautomationssysteme Ihre Lebensqualität entscheidend verbessern, aber sie bringen auch wichtige Vorteile für den Rest von uns. Am offensichtlichsten verbessern sie die Sicherheit, den Komfort und die Bequemlichkeit zu Hause. Noch wichtiger ist, dass sie Ihnen helfen können, die Energiekosten im Haushalt zu senken , wenn sie Energiemonitore wie Thermostate oder Sensoren enthalten, die das Licht in nicht besetzten Räumen ausschalten. Automatisierte Systeme wie Bye Bye Standby, die die Stromversorgung von Geräten unterbrechen, wenn sie nicht verwendet werden, können den Energieverbrauch von Geräten wie Waschmaschinen, Geschirrspülern und Fernsehgeräten, wenn sie nicht tatsächlich verwendet werden, drastisch reduzieren .

Vielleicht sind Sie immer noch nicht überzeugt – und vielleicht haben Sie Recht. Brauchen Sie so etwas wirklich? Müssen Sie noch mehr kaufen?Geräte, nur um die zu steuern, die Sie bereits haben? Ist es nicht genauso einfach, sich daran zu gewöhnen, Dinge selbst auszuschalten? Geräte, die den Standby-Modus Ihres Fernsehgeräts beenden, klingen cool, aber wie schwer ist es, den Stecker herauszuziehen? Wie wäre es, den Fernseher ganz auszuschalten und ein Buch zu lesen? Oder stellen Sie Ihre Spielekonsole in den Schrank und machen Sie es sich zur Gewohnheit, stattdessen auf dem Land spazieren zu gehen? Und anstatt große Anstrengungen zu unternehmen, um Ihr Haus während Ihres Urlaubs zu verkabeln, können Sie sich mit den Nachbarn anfreunden und sie bitten, stattdessen nach Ihnen Ausschau zu halten. Für viele von uns ist ein Haus wirklich eine Maschine zum Leben – und wenn Sie so gerne leben, ist es in Ordnung. Aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es auch viele Alternativen gibt, so zu leben. Wenn klein schön und einfach am besten ist.

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