Розумний будинок сьогодні: з чого почати та на що звертати увагу

Розмови про розумний будинок та автоматизацію керування побутовими пристроями йдуть вже пару десятків років. За цей час технології дуже далеко просунулися, але лише в окремих напрямках. Згадайте, наприклад, чим були смартфони 20 років тому і чим вони стали зараз. Але розумні будинки в нас досі так і не з'явилися. Точніше, з'явилися можливості побудувати будинок за N+1 мільйон доларів, куди ви дійсно зможете інтегрувати все що завгодно, і замовити застосунок, який керуватиме всім цим хазяйством. Але, по-перше, це задоволення для обраних. По-друге, створивши все це, ви кроку не зможете ступити без великих грошей, якщо треба буде щось змінити, додати або модернізувати. Але надія на світле технологічне майбутнє все ж є, і воно все ще створюється на наших очах. Чого можна досягти, якщо проєктувати нове власне житло просто зараз? Ділюся власним досвідом розбудови.

Зміст

• З чого складається розумний будинок, коротко
• Зоопарк технологій або головна проблема розумного будинку
• Що треба знати про протоколи зв'язку
• Нова надія: Matter
• Окреме питання: офлайн чи хмарний сервіс
• Власний досвід: що, нарешті, обрав собі я
  
  • Вибір основної екосистеми для розумного будинку
  • Вибір конкретних пристроїв: завтра робити краще ніж сьогодні
  • Розумна кухня
  • Розумне прання

З чого складається розумний будинок, коротко

Якщо дуже коротко, то архітектура розумного будинку складається з чотирьох компонентів, які взаємодіють одне з одним. Там є фізичні компоненти та програмні, Центральний хаб і конкретні пристрої є апаратною компонентою, а застосунки та протоколи зв'язку — програмною. Найпростіші розумні пристрої (наприклад, лампочки) можуть обійтися без хаба — тоді його роль виконуватиме смартфон. 

• Центральний хаб: пристрій, який об'єднує всі розумні пристрої в одну систему і координує роботу всіх підключених пристроїв, дозволяє налаштовувати автоматизацію та керувати будинком з одного застосунку.
• Розумні пристрої: всі пристрої, які можуть підключатися до системи розумного будинку — лампочки, термостати, розетки, дверні замки, датчики руху, камери спостереження, побутова техніка тощо.
• Протоколи зв'язку: технології, які дозволяють пристроям взаємодіяти між собою — найвідоміші це Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, Matter.
• Програмне забезпечення: застосунки та платформи, які дозволяють керувати розумним будинком — Google Home, Apple HomeKit, Amazon Alexa, Samsung SmartThings.

Зоопарк технологій або головна проблема розумного будинку

Ілюстрація Midjourney

Пам'ятаєте свій перший розумний пристрій? Найімовірніше, це була розумна лампочка або розетка. Ви встановили застосунок і змогли керувати світлом зі смартфона! Але вже за кілька днів ейфорія минає і виявляється, що RGB-світло не потребує налаштувань кожного вечора (як і будь-яка сучасна світлодіодна люстра — зараз інших майже й не виробляють). До того ж, якщо ви фанат технологій і почали доповнювати свій будинок новими пристроями, "виявлялось", що вони несумісні один з іншим. І кожен виробник створює власний застосунок. Ви часто запускаєте свій робот-пилосос із застосунку? Отож — натиснути на кнопку "Пуск", коли ви просто проходите повз місця його стоянки у будинку, значно легше і простіше, ніж дістати смартфон, розблокувати, знайти застосунок, почекати, доки він встановить зв'язок з пилососом, і лише тоді натиснути кнопку.

Я не кажу, що застосунки безглузді — наприклад, той же робот-пилосос зручно один раз налаштувати прибирати за розкладом та й все. Але це не скасовує необхідності тримати застосунок для нього у власному смартфоні.

Коли пристроїв в помешканні стає вже кілька, користувач раптом (це завжди відбувається "несподівано") розуміє, що вони геть несумісні один з іншим. Тоді найбільші технологічні компанії стали рухатися в напрямку створення власних екосистем. Тобто використовувати якісь спільні компоненти для керування пристроями. В такому випадку вам потрібен лише один хаб і один застосунок. Крім того, власна екосистема завжди має окрему компоненту у вигляді голосового помічника, що значно спрощує процес, перетворюючи його на інтуїтивно зрозумілі голосові команди природною мовою. Зараз це війна технологій, яка йде в кількох кіберпросторах і одразу кількох продуктових сегментах — смартфони, телевізори, холодильники. Війна за думки та гаманці споживачів. Ми вже багато бачили подібних війн — Betacam проти VHS у відеокасетах чи DVD-R/-RW проти DVD+R/+RW. І ця війна екосистем йде прямо зараз. Фіналу поки що не видно, але є надія на якусь уніфікацію в майбутньому на рівні протоколів і технологій. 

Що треба знати про протоколи зв'язку

Звісно, розумні будинки не можуть існувати без протоколів бездротового зв'язку. Що таке протокол? Це набір уніфікованих інструкцій і радіочастот, які разом використовуються для обміну даними та командами між різними пристроями. Ми щодня використовуємо Bluetooth і Wi-Fi, вони зрозумілі для нас. І ми знаємо, що кожен наш пристрій має підтримувати Bluetooth чи Wi-Fi (або обидва одразу). Але вони створювалися без урахування потреб розумного будинку. Наприклад Bluetooth працює на відстані лише 10 метрів, а Wi-Fi потребує значного енергоспоживання (для автономних датчиків це може стати проблемою). Тому для пристроїв розумного будинку часто використовують інші протоколи, найпопулярніші з яких це ZigBee та Z-Wave.

ZigBee – це бездротовий протокол зв'язку, розроблений для створення мереж з низьким енергоспоживанням і низькою пропускною здатністю. Він використовує стандарт IEEE 802.15.4 та працює на частотах 2,4 ГГц, 915 МГц і 868 МГц. ZigBee оптимізований для застосувань, які потребують тривалого часу роботи від батареї, таких як розумні будинки, автоматизація будівель, дистанційне керування та системи моніторингу. Переваги ZigBee включають підтримку великої кількості пристроїв у мережі, надійність зв'язку завдяки технології mesh-мереж і низькі витрати на впровадження.

Z-Wave – це бездротовий протокол зв'язку, спеціально розроблений для автоматизації будинку і керування пристроями. Працює на частоті 800-900 МГц, що забезпечує менші перешкоди порівняно з іншими протоколами. Z-Wave використовує технологію меш-мережі (mesh network), дозволяючи пристроям ретранслювати сигнали один одному, що збільшує надійність і дальність зв'язку. Він підтримує до 232 пристроїв у мережі й оптимізований для низького енергоспоживання, що робить його ідеальним для сенсорів та інших пристроїв, що працюють від батареї. Z-Wave широко застосовується в розумних будинках, забезпечуючи сумісність між пристроями від різних виробників.

Ось коротко порівняння цих 4 стандартів зв'язку, якщо їх застосувати до розумного будинку:
 
 Таблиця. Переваги та недоліки різних протоколів зв'язку

Нова надія: Matter

Matter — це відносно новий відкритий стандарт для розумного будинку, розроблений альянсом Connectivity Standards Alliance (CSA), до якого входять такі провідні технологічні компанії, як Google, Amazon, Samsung і Apple. Метою створення Matter є забезпечення сумісності між пристроями різних виробників, що працюють у рамках єдиної екосистеми. Стандарт Matter, раніше відомий як Project CHIP (Connected Home over IP), був офіційно представлений у грудні 2019 року.

Matter підтримує інтероперабельність, тобто здатність різних пристроїв або систем працювати разом і обмінюватися інформацією без проблем, незалежно від того, хто їх виготовив. А також — високу безпеку і спрощене налаштування й управління пристроями. Він працює поверх протоколів, що вже існують (Ethernet, Wi-Fi, Thread і Bluetooth), що дозволяє використовувати наявну інфраструктуру для інтеграції нових пристроїв. Випуск першої версії Matter 1.0 відбувся у жовтні 2022 року, і з того часу стандарт набирає популярності, хоча перші пристрої з підтримкою Matter почали з'являтися лише торік (наприклад, у нас є огляд розумного дверного замка SwitchBot Lock Pro, що підтримує Matter).

Важливий нюанс: Matter підтримує інтеграцію з 4 найбільшими екосистемами розумного будинку — Google Home, Amazon Alexa, Samsung SmartThings і Apple HomeKit. Це автоматично означає, що ви можете тепер купувати будь-які пристрої з підтримкою Matter і бути впевненими, що вони працюватимуть з вашим хабом.

Окреме питання: офлайн чи хмарний сервіс

Нарешті, ще одне важливе питання, яке впливає на вибір архітектури власного розумного будинку — як працюватимуть всі технології? В офлайні чи через хмарні сервіси відповідних компаній (теоретично, ви можете розгорнути і власний хмарний сервіс для обслуговування розумного будинку, але то зовсім інша, складна тема). 

Офлайн пристрої значно підвищують рівень безпеки, оскільки відсутність необхідності підключення до інтернету зменшує ризики кібератак і зломів. Вони також демонструють високу швидкість реакції, оскільки всі команди обробляються локально. Крім того, пристрої, що працюють офлайн, не залежать від наявності інтернет-з'єднання, що забезпечує стабільність системи. Однак, такі пристрої мають обмежені функціональні можливості та можуть не підтримувати віддалене керування або складні сценарії автоматизації. Проблеми з інтеграцією та складність налаштування також можуть створювати труднощі для користувачів, особливо новачків.

Натомість хмарні пристрої пропонують значні переваги завдяки своїй функціональності. Вони забезпечують розширені можливості, включаючи віддалене керування, складні сценарії автоматизації та інтеграцію з голосовими асистентами. Простота налаштування і регулярні оновлення програмного забезпечення є додатковими перевагами. Однак, залежність від інтернет-з'єднання може стати серйозним обмеженням, оскільки у випадку втрати з'єднання деякі функції можуть бути недоступні. Питання безпеки та конфіденційності також є актуальними для них, оскільки передача даних через інтернет пов'язана з ризиком витоку інформації або кібератак. Додаткові витрати можуть виникати через абонентську плату за доступ до розширених функцій або зберігання даних у хмарі.

Зазвичай, перед більшістю людей це питання взагалі не стане — вони просто оберуть ту екосистему, якою вже користуються і відповідні хмарні сервіси. Всі ми вже є користувачами якихось хмарних сервісів, як мінімум, у власному смартфоні. Але знати про цей нюанс варто.

Власний досвід: що, нарешті, обрав собі я

Допитливий читач вже має на цей час здогадатися, що всі ці теоретичні викладки мають розбитися, зіткнувшись з жорсткою реальністю, в якій нічого ідеального не існує. Насправді дійсно, тут і зараз неможливо скористатися всіма цими порадами в повному обсязі.

Спершу я почав думати над тим, які пристрої мені реально потрібні та який ступінь автоматизації я хочу досягти. Розумне освітлення, наприклад, я не розглядав зовсім. Декоративного освітлення у мене нема, а гратися з налаштуванням кольору освітлення кожен день ніхто не буде — кожна світлодіодна люстра має 3 режими яскравості, і цього цілком вистачить. Двигун для штор після невеликого дослідження, я відкинув, бо в продажу є лише якісь китайські екземпляри, які, хоч і можна під'єднати до екосистеми розумного будинку, але виглядають вони не дуже привабливо і недостатньо переконливо для мене. Врешті-решт, мені не складно два рази на день (на практиці - ще рідше) розсунути штори руками. 

Але важливо поміркувати не лише про те, що є вже зараз чи планується у найближчому майбутньому, але й про те, які можливості ви плануєте використовувати "колись". Наприклад, цілком очевидно, що з побутової техніки до екосистеми розумного будинку рано чи пізно увійдуть не лише робот-пилосос і телевізор. Але й, наприклад, холодильник або цілий спектр кліматичної техніки — кондиціонери, зволожувачі-очищувачі, парові шафи теж не будуть зайвими в оселі (в якомусь майбутньому). І щоб все це безшовно і безпроблемно працювало, потрібно думати про все це ще на етапі планування. 

Вибір основної екосистеми для розумного будинку

Екосистеми Google, Amazon чи Apple я відкинув досить швидко, бо крім телевізора (і то без Siri) і, можливо робота-пилососа (якщо обрати якусь модель з підтримкою) використовувати в побуті нема чого. До того ж для цих екосистем (окрім, певно, Google, бо є Android-смартфон) потрібен якийсь хаб, хоча б у вигляд колонки. А на 3-кімнатну квартиру таких колонок потрібно, мабуть, одразу кілька. Залишився лише Samsung. І цей варіант приваблював мене хоча б тим, що вже є смартфон Samsung зі встановленим застосунком SmartThings, до якого вже під'єднані TWS-навушники. Тобто починати можна не прям з нуля, на додачу Samsung виробляє велику кількість побутової техніки, яка рухається саме в потрібному мені напрямку (а для нової квартири все одно треба було купувати буквально все).

Я склав список побутової техніки, що мені потрібна. Розділив її на дві частини — обов'язкову і другорядну. До обов'язкової увійшли пристрої, без яких немає сенсу переїжджати в нову квартиру: холодильник, пральна і сушильна машина, індукційна плита з витяжкою, посудомийна машина та духова шафа. До другої черги я вписав кондиціонери та телевізори, робот-пилосос. Один телевізор в мене вже був, тому це не є нагальним питанням, з кондиціонером можна було почекати до літньої спеки. Нова мікрохвильовка (до речі — Samsung), в мене теж вже була (але без смарт-функцій, хоча таких моделей на українському ринку нема й досі, тому питання було закрите).

Як ні крути — в екосистему SmartThings вже входить багато пристроїв, ілюстрація з сайту Samsung

Якщо повернутися до схеми, з якої я почав, то виходить, що частина з 4 компонентів розумного будинку в мене вже була: застосунок SmartThings і хаб у вигляді смартфона, який можна буде в найближчому майбутньому посилити ще хабом в телевізорі. Питання пристроїв виглядало перспективно — загалом Samsung оголосила у 2024 році курс на штучний інтелект у всій лінійці пристроїв — від телевізорів, в яких штучний інтелект є вже кілька років, до побутової техніки (де все ще тільки починається, хоча номенклатура побутової техніки, що офіційно продається в Україні, вже складає десятки моделей). До того ж Samsung оголосила про підтримку стандарту Matter від цього року, що відкриває простір для розширення екосистеми за рахунок великої кількості виробників. Тобто мій прогноз минулого року я перевірив на собі та прийшов до того ж самого висновку, що і раніше — якщо я хочу доєднати до екосистеми розумного будинку саме те, чим я можу користуватися, то альтернативи Samsung SmartThings я просто не бачу. У кожного з нас вже є вдома побутова техніка Samsung. З великою долею ймовірності, у вас є смарт-телевізор Samsung (якщо нема, то статистика все одно не на вашому боці) або смартфон Samsung. У хибності ідеї будувати екосистему на китайських компонентах мене переконали ще консультанти Ajax. Плюс досвід друзів, в яких постійно щось працює не так, як обіцяно, та швидко виходить з ладу (одна радість — дешево і сердито).

Вибір конкретних пристроїв: завтра робити краще ніж сьогодні

Важливо розуміти, що зараз поняття "розумний пристрій" швидкими темпами заміщується поняттям "пристрій з ШІ". І поки що галузь знаходиться на початку цього руху в напрямку запровадження штучного інтелекту у повній відповідності принципу "Fake it till you make it", відомого будь-якому стартаперу. Тобто "симулюй щось поки це щось не досягне потрібного рівня". Я вже присвятив окрему статтю штучному інтелекту в побутових пристроях, раджу прочитати її, бо тут нема сенсу все це ще раз повторювати. Насправді десять років тому, щоб назвати пристрій розумним, достатньо було додати до нього модуль Bluetooth. Сьогодні потрібно додавати елементи штучного інтелекту, і все це відбувається шаленими темпами — з кожним новим поколінням пристроїв (а оновлення навіть побутової техніки відбувається щороку, а подеколи — щопівроку).

Розумна кухня

Наприклад, я шукав духову шафу (мені хотілося з можливістю готувати одночасно дві страви — у Samsung це пристрої серії Dual Cook). Але з підтримкою SmartThings була лише одна дорогуща модель з піролітичним очищенням. Тому я взяв модель простішу і без SmartThings. Але за кілька місяців у продаж надійшла нова модель духової шафи з AI Dual Cook Steam. І окрім режимів готування на пару, вона має ще вбудований кольоровий дисплей і камеру для зйомки страв (мій улюблений хештег #світмаєзнатищояїв отримав би набагато більше лайків ніж зазвичай). Тобто, загалом, попри більшу ціну цієї шафи, я б всерйоз розглядав саме її. Бо тут і технології, і купа додаткових можливостей: режим Sous Vide для готування м'яса протягом тривалого часу, термощуп та люксове автоматичне відкриття дверцят. Та й піролітичне очищення теж. Але потяг вже пішов, тому я залишився без цих технологічних див.

На жаль, вбудованої 60-сантиметрової посудомийної машини Samsung з підтримкою SmartThings у продажу немає. Як і, наприклад, холодильника. Тому ці два пристрої ми з дружиною обирали вже за іншими характеристиками, зручністю розташування полиць чи органів керування. Зате здійснилася моя мрія взяти індукційну панель з Virtual Flame —  це світлодіодна підсвітка, що імітує газове полум'я. Виглядає чудово і теж має підтримку SmartThings, але поки що там з розумних функцій лише повідомлення про вимкнення після роботи таймера та візуалізація роботи кожної конфорки. Можливо, в майбутньому можна буде додати якісь нові функції, але я наразі не дуже розумію, що можна робити з індукційної панеллю в застосунку, враховуючи, що це просто чотири термостати з таймерами. До того ж все кухонне приладдя, що працює з нагріванням, небезпечно залишати без нагляду, тому чи доцільно додавати сюди автоматизацію — питання відкрите.

Але (завжди ж є якесь "але", так?) це не заперечує того факту, що будь-який пристрій розумного будинку може відправляти пуш-повідомлення про закінчення роботи. Тому я не сумую від того, що варильна поверхня недостатньо мене розважає в застосунку. Хоча насправді я спочатку доволі зневажливо ставився до цих повідомлень, але з часом находжу їх вельми корисними, як і будь-які повідомлення про статус, які всі ми отримуємо щодня. Взяв до уваги та продовжив власні справи. Або навпаки — сидів-чекав і щось гортав на смартфоні, надійшло повідомлення — підірвався і пішов робити наступну операцію зі стравою. 

Розумне прання

Мій вибір пралки та сушарки, на відміну, від умовно нагрівальних пристроїв для кухні, зробив справжній тектонічний зсув у зоні комфорту з дрейфом у напрямку покращення життя. По-перше, я ніколи до цього не мав досвіду використання сушарки. І це, я вам доповідаю, дуже велика помилка. Бо людина, яка хоча б раз користувалася сушаркою (як і посудомийною машиною або півстоліття тому пилососом) більше не захоче від неї відмовитися. Але питання не лише у тому, що ми стали отримувати вже сухі та приємні на дотик речі (та чистити фільтр після кожного циклу роботи сушарки — це зворотний бік комфорту). А й у тому, що я обрав моделі які працюють разом у парі. Вони встановлюються одна на іншу (сушарка обов'язково нагорі, до того ж потрібна спеціальна з'єднувальна планка між пристроями — майте це на увазі, якщо підете моїм шляхом). Та належать до серії Bespoke з підтримкою SmartThings. Пральна машина вміє передавати до сушарки інформацію про використану програму. Тому сушарка одразу знає яку програму їй треба встановити — залишається тільки натиснути кнопку "Старт" (на жаль, зробити це на відстані не можна, як не можна якось на відстані перекласти випрану білизну в сушарку). І це теж ще не все. Нарешті, ми змогли відмовитися від капсул для прання і перейти до рідких пральних засобів. Які додаються до відповідних контейнерів всередині пральної машини та забезпечують надзвичайно ефективне і дозоване використання засобів відповідно програмі прання. Щобільше — якщо вказати в застосунку SmartThings кількість рідин доданих до дозаторів, то можна буде отримати повідомлення про необхідність купити (або просто долити) необхідну рідину. 

Це прям мегазручна штука. Не знаю, скільки там штучного інтелекту, але якщо завантажити пральну машину на половину, то й пральних засобів вона використає менше ніж при повному завантаженні. А якщо використовувати ті ж капсули, то поділити навпіл її просто неможливо. Тобто у випадку з пральною машиною очікування типу "я керуватиму пранням зі смартфона" в реальності трансформувалися до "я лише закидую/перекидую речі та натискаю кнопки, а застосунок просто нагадує коли треба долити рідину".

Розумний кондиціонер, робот-пилосос і телевізор ще попереду

З того, що ще не встановлено і де мені ще треба робити вибір — телевізори, кондиціонери та робот-пилосос. І тут теж все непросто. Телевізорів заплановано аж 4 — в кожній кімнаті та на кухні. До них проведено Ethernet-кабель, щоб не перевантажувати Wi-Fi. Планую хоча б один телевізор брати Samsung, щоб він був з хабом SmartThings. Головних телевізорів буде 2 — у вітальні (для гостей плюс там буде стояти Playstation) та у спальні (там велика площа і планую щось дуже просте, але з великою, понад 65 дюймів, діагоналлю).

З кондиціонером — дивлюся у бік цікавої моделі Samsung WindFree з підтримкою SmartThings і керуванням зі смартфона та AI-сценаріями використання. Він недешевий, але WindFree — цікава функція. Ця технологія використовує 23 000 мікроотворів для рівномірного розподілу прохолодного повітря — в мене дружина дуже боїться протягів, тому в дитячу кімнату було б непогано теж такий. А решту вже як вийде. Щодо робота-пилососа, то я ще остаточно не визначився, треба зробити окреме дослідження і подивитись, що цікавого є на ринку. Але, з урахуванням обраної екосистеми SmartThings, у пилососа Samsung буде додаткова перевага у цьому.

AI Energy Mode

І наостанок ще одна думка щодо вибору побутової техніки для дому: довгий час я (як і всі ми) зневажливо ставився до такої характеристики, як клас енергоспоживання чи всі ці "еко-режими", що дають економію. Бо насправді електрика в нас була настільки дешевою, що ми реально не відчували різниці між різними класами енергоефективної техніки. Зараз, коли питання підвищення тарифів на електрику стає вже в повний зріст, цей фактор набуває значно більшої важливості для всіх нас. І в майбутньому ми звертатимемо більше уваги на клас енергоефективності та можливості заощадити енергію під час роботи наших пристроїв. І застосунок SmartThings все це рахує вже зараз. А у побутових пристроїв Samsung є окремий режим AI Mode, що забезпечує додаткову економію — в пральній машині та сушарці я вже їх використовую.

Для тих, хто хоче знати більше

• Штучний інтелект в побутових пристроях: як це працює?
• Як працює штучний інтелект в телевізорах 2024 року
• Як я встановлював 14 розумних вимикачів Ajax (та 5 розеток) у трикімнатній квартирі
• Магістр води: огляд крана перекриття Ajax WaterStop для розумного будинку
• Samsung SmartThings: чому ця екосистема пристроїв розумного будинку має найбільші шанси на успіх у майбутньому