Следите за нами в социальных сетях:
97,15
рейтинг
20 ноября 2015 в 08:36

This is kind of magic: о концепте Tion Magic Air

Примерно полтора года назад мы начали работать над системой умного микроклимата Magic Air. Релиз первой версии продукта будет в 2016 году, а уже этой осенью его прототип выиграл международную премию Red Dot Design Award 2015 в номинации Design Concept. В этой номинации оценивается непосредственно концепт продукта. Про него и расскажем.



Коротко о Magic Air. Это система автоматического управления бытовой климатической техникой. Маленькая коробочка (около 10 см в поперечнике) на картинке – базовая станция этой системы. Питание станции – через сетевой адаптер USB. Внутри станции несколько видов сенсоров воздуха, Wi-Fi модуль для связи с облачным сервером и RF-модуль для связи с периферийными модулями и исполнительными устройствами. Magic Air оценивает состояние воздуха, анализирует данные и на их основании управляет исполнительными устройствами (бризер, кондиционер и т.д.).

Обычная система умного дома – это дорогое инженерное решение, развернуть и настроить «умный дом», как правило, не под силу «домохозяйке». Компактный Magic Air является полноценной заменой такой системы, при этом занимает квадратный дециметр стены, работает без проводов (кроме питания) и стоит порядка 10 000 рублей. Вместо отдельного компьютера со специальным ПО – front-end на смартфоне (бесплатное приложение Magic Air) и облачный back-end.


Как родилась идея Magic Air


Наши профессиональные области – вентиляция и очистка/обеззараживание воздуха. Мы, как и наши многочисленные «коллеги по цеху», разрабатываем решения для создания здорового микроклимата в помещениях. Нашими общими стараниями на современном рынке есть устройства для «исправления» почти любого недостатка микроклимата: бризеры, кондиционеры, увлажнители, очистители, системы отопления и т.д. Устанавливаем нужные приборы, правильно их настраиваем – и в помещении здоровый микроклимат. Все это хорошо, но есть две проблемы.

Проблема №1: мы не можем адекватно оценить состояние воздуха, чтобы правильно настроить приборы.
Температуру и влажность еще можно оценить «на ощупь». Но в воздухе часто бывает превышение загрязнителей без цвета и запаха: СО2, СО, радон и другие токсичные газы, а также частицы PM2.5 и РМ10. Ни запахов, ни задымленности. Наши биологические сенсоры молчат: сигналов тревоги нет, а опасность есть.

Проблема №2: чем больше приборов, тем сложнее следить за ними.
Условия постоянно меняются. И в зависимости от них надо менять режим работы климатической техники. Все ушли из дома, упал уровень СО2 – переводим вентиляцию на минимальную скорость (или закрываем окно). Пришли домой – включаем интенсивное проветривание. Стало сыро – отключаем увлажнитель, сухо – включаем. Жарко или холодно – регулируем кондиционер и отопительные приборы. Ежедневно менять конфигурацию «климатической системы» вручную – не самый лучший вариант. Причем не только и не столько с точки зрения удобства, сколько из соображений энергоэффективности. Неправильно настроенная климатическая система — это избыточное энергопотребление.

Решение первой проблемы – правильно подобранный набор сенсоров для точной оценки воздуха в помещении. Решение второй проблемы – автоматическое «умное» управление всеми приборами из одной точки. Мы решили сделать устройство, которое позволяло бы и то, и другое.

Что уже придумано до нас
  • Доступные и недорогие датчики СО2, термометры, гигрометры и другие бытовые сенсоры (примеры: Green Eye, Master Kit)
  • Универсальные стационарные пульты дистанционного управления бытовой техникой (пример: Orvibo AllOne)
  • Умные системы управления одним параметром микроклимата (пример: Google Nest)
  • Инженерные системы адаптивной вентиляции (DCV) – для автоматического управления центральной вентиляцией в офисных зданиях и на промышленных объектах по уровню СО2. Подробнее


В чем наша идея
Обычные датчики «вываливают» на пользователя информацию о состоянии микроклимата. Далеко не каждому пользователю хватает знаний/навыков/терпения, чтобы разобраться в ней. Мы решили создать систему, которая не только следит за микроклиматом, но и гибко его регулирует. Для этого нужна автоматизированная климатическая система умного дома. В стандартном представлении такая система сложная: с большим центральным хабом, сложной архитектурой и проводами по всем помещениям. Порядок стоимости – сотни тысяч рублей.

Мы решили создать аналог такой системы, только с переносом сложной инженерии на облачный back-end. На front-end остается только простой и компактный гаджет. Стоимость на порядок ниже. Погружение в физические/технические нюансы минимальное, управление интуитивно понятное, через мобильное приложение.



От идеи к продукту


Мы сознательно не стали сразу замахиваться на сенсинг всех параметров микроклимата. Разумное решение – начать с самого основного. Это значительно ускоряет и упрощает процесс создания конечного продукта. Для Magic Air v.1.0 мы выбрали три основных параметра: температура воздуха, влажность и уровень СО2 (именно углекислый газ является основным индикатором работы вентиляции).

От идеи к первому макету мы шли недолго. Еще больше года назад студенты Сколтеха под руководством Дениса Волкова, начальника отдела разработок компании Тион, создали на базе Arduino первый простейший макет Magic Air. Он измеряет уровень СО2 в помещении и автоматически управляет бризером. Ребята нацепили на макетную плату сенсор СО2 и ИК-модуль для управления бризером. Облачного сервера еще не было, макет связывался со стационарным компьютером по проводу. На создание макета ушло всего несколько недель. Выглядит он очень просто и сильно отличается от серийного продукта.



Следующий этап разработки, от макета к серийному продукту, был намного дольше – больше года. Работу над прототипом мы завершили в этом году. Что мы сделали к этому времени?

  • Собственная электронная платформа (не делать же серийный продукт на Arduino)
  • Back-end: облачный сервер для хранения данных от сенсоров и связи с front-end
  • Front-end: мобильное приложение Magic Air от Arello Mobile (в первой версии будет доступно только для Android и iOS, в будущем расширимся и на другие ОС)
  • Промдизайн базовой станции (от компании LOGEEKs)
  • Отладка взаимодействия между back-end и базовой станцией


Как выглядит общая конфигурация системы Magic Air

  • В одном помещении находится базовая станция. Она привязана к личному профилю пользователя на облачном сервере. Процессор базовой станции решает, что делать с бризером, кондиционером и другими исполнительными устройствами. Команды определяются на основании пользовательских настроек.
  • В остальных помещениях расположены периферийные сенсоры. Они связываются с базовой станцией по RF-каналу
  • Связь базовой станции с исполнительными устройствами производства Tion – тоже по RF-каналу через встроенный радиомодуль
  • Связь с устройствами сторонних производителей – через ИК-модуль, который можно будет приобрести дополнительно. Сам ИК-модуль тоже представляет собой периферийное устройство, которое общается с базовой станцией через тот же RF-модуль
  • Связь back-end и базовой станции по Wi-Fi
  • Связь back-end и front-end через любой канал связи, по которому смартфон выходит в интернет: Wi-Fi, 3G и т.д.
  • На облачном сервере сохранен личный профиль пользователя, собираются все параметры микроклимата, информация об архитектуре системы и состоянии всех исполнительных устройств. Тут же анализируется big data, отслеживаются корреляции для обучения вычислительных алгоритмов
  • Управление исполнительными устройствами со смартфона осуществляется опосредованно через back-end по всей цепочке: front – internet – back – internet – Wi-Fi – RF




Такой системой без труда можно «накрыть» не только квартиру, но и небольшой этаж офисного здания, бизнес-центра, несколько кабинетов в школе или детском саду. Системой можно управлять вручную со смарфтона, как с пульта. А можно выставить автоматическое управление. В этом случае достаточно задать целевые параметры, и Magic Air сам решит, как управлять климатической техникой. Алгоритмы обеспечат максимально энергоэффективный режим работы системы: с экономией и электроэнергии, и ресурса исполнительных устройств (фильтры, картриджи и т.д.).

Пара слов о дизайне


С системой Magic Air мы изначально рассчитывали не только на российский, но и на международный рынок. Поэтому дизайн устройства должен был соответствовать мировым стандартам. Понимая важность этого вопроса, мы сразу решили отдать задачу специалистам. Выбор был сделан в пользу подрядчика LOGEEKs, так как с ними мы уже работали при создании очистителя воздуха Tion Clever. Мы знаем, что у ребят есть и чувство прекрасного, и опыт в промдизайне, и высокий уровень профессионализма.

Стандартная фраза любого заказчика при получении первого эскиза: «А можно всех посмотреть?» И мы не исключение. LOGEEKs, как ответственный исполнитель, предоставил нам несколько вариантов дизайна для Magic Air. Но когда на горизонте замаячила вероятность бесконечного согласования дизайн-макета, руководитель LOGEEKs Игорь Красовский сделал ход конем. Он «ткнул пальцем» в основной вариант и сказал: «С этим дизайном мы выиграем Red Dot. Зуб даю!»



Заявление громкое, мы согласились, но про зуб запомнили :) Мы приняли предложенный концепт и «выдохнули». И надо отдать должное ребятам, они свое слово сдержали, и Red Dot был взят. Респект!

Дизайн Magic Air получился простой, но «вкусный». Еще перед стартом работы LOGEEKs выбрал концепцию, которую они описали двумя словами: чисто и честно. На их взгляд, именно таким должен быть подход к продуктам Tion: лаконичный внешний вид, легкое понимание, функциональность без ненужных наворотов. Подробнее о дизайне Magic Air вы можете прочитать в блоге PROTOTYPSTER, дочерней компании LOGEEKs. Там же есть информация о некоторых нюансах участия в Red Dot.

Напоследок – пара слов о ближайших планах. Сейчас мы завершаем альфа-тесты и готовимся «выкатиться» на beta. После беты пойдет «ремесло»: подготовка производства, комплектация, логистика. Релиз первой версии Magic Air запланирован на 2016 год.



В следующей версии Magic Air мы планируем расширить набор сенсоров: для PM2.5, PM10, ЛОС (летучие органические соединения), радона. Все датчики можно будет приобрести отдельно, как и ИК-модуль, в виде периферийных модулей в дополнение к базовой станции Magic Air. В дальнейшем мы будем расширять и пул исполнительных устройств. Ведь полученная платформа, по сути, может управлять чем угодно, если «что угодно» снабдить RF-модулем или есть возможность «майнить» коды управления ИК. Подробнее о начинке сможем рассказать после завершения всех патентных работ. Следите за нашим блогом, мы обязательно еще напишем про Magic Air. Или подпишитесь на новости о Magic Air здесь.

Автор: @TIONofficial
Tion
рейтинг 97,15
Следите за нами в социальных сетях:

Комментарии (7)

  • 0
    То есть, у устройств должна быть связь по ИК-каналу?
    У меня в комнате блок сплит-системы, воздухоочиститель и увлажнитель традиционного типа, и только у сплита есть ИК.
    • 0
      У устройств сторонних производителей — да. Без связи по ИК-каналу Magic Air не сможет ими управлять. Для управления нашего бризера ИК не нужен, там управление по RF.
  • +2
    А чем именно занимается backend, и почему эти задачи нельзя возложить на сам девайс?
    Про доставку данных на мобилку понятно, но что с автономностью?
    • 0
      Анализ данных в режиме реального времени и раздача команд исполнительным устройствам делает сам девайс (базовая станция). На бэкэнде хранится вся ценная информация: профайл пользователя, накопительная статистика о параметрах микроклимата, архитектуре системы и состоянии всех исполнительныху стройств. После релиза расскажем про back подробнее, пока, увы, не можем.
  • +1
    1. Ни за что не отдам управление системами жизнеобеспечения облаку.
    2. Котлы и контуры отопления по ИК обычно не управляются. Нужны совместимые реле как минимум.
  • 0
    Есть подвижки? Когда первая партия будет доступна для покупки? Хочу купить!
    • 0
      Подвижки, разумеется, есть. Готовим релиз в этом году. Самый простой способ первым узнать о начале продаж МА — это подписаться на новости о продукте. Это можно сделать здесь.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое