Smart home คืออะไร? เรื่องที่ต้องรู้ก่อน ออกแบบ สร้างบ้านอัจฉริยะ

Home Automation หรือบางคนเรียกว่า Smart Home คืออะไร? สิ่งที่หลายคนให้ความสนใจ และเริ่มใช้เป็นประจำ เราจะมาทำความเข้าใจว่า มันคืออะไร องค์ประกอบหลัก และมีความสามารถอะไรที่น่าสนใจ

Smart Home คืออะไร?

Smart Home หรือบ้านอัจฉริยะ คือการนำเทคโนโลยี และอินเตอร์เน็ตมาปรับปรุงฟังก์ชั่นต่างๆของบ้าน ให้สามารถควบคุม และจัดการได้ง่ายขึ้น ทำให้การใช้ชีวิตของผู้อยู่อาศัยสะดวกสบายยิ่งขึ้น บ้านอัจฉริยะนั้นมักประกอบด้วยระบบต่างๆ ที่สามารถสื่อสารกัน และสามารถควบคุมผ่านแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน หรือคอมพิวเตอร์

อินเตอร์เน็ต เน็ตเวิร์คภายในบ้าน

เราเตอร์แถมจากผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตความเร็วระดับ Gigabit (จากโฆษณาซึ่งจริงๆแล้วไม่ใช่ความเร็วแต่มันคือ bandwidth เราจะยังไม่พูดกันตอนนี้) เพียงพอไหมที่จะทำบ้าน Smart Home ปัยจัยแรกต้องดูขนาดพื้นที่ของบ้าน และความหนาของกำแพง รวมถึงวัสดุที่ใช้ตามทฤษฎีแล้วคลื่น 5 GHz มีอำนาจในการทะลุทะลวงสูง แต่ไปได้ไม่ไกล ซึ่งก็มีไม่กี่อุปกรณ์ที่รองรับคลื่นนี้ ยกตัวอย่างเช่น สมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ หรือทีวี

ส่วนคลื่น 2.4 GHz จะสามารถไปได้ไกล แต่มีอำนาจในการทะลุทะลวงต่ำ บ้านที่มีกำแพงอิฐตัน กำแพงสองชั้น หรือครอบด้วยวัสดุที่เป็นโลหะ สบายใจได้เลยว่าสัญญาณที่จะไปถึงห้องข้างๆนั้นน้อยมาก ซึ่งอุปกรณ์ Smart Home ส่วนใหญ่รองรับคลื่น 2.4 GHz และมีกำลังส่งต่ำ

ดังนั้นการออกแบบระบบเน็ตเวิร์คควรใส่ใจเรื่องความครอบคลุมพื้นที่ของ Wi-Fi เป็นหลัก แล้วจะรู้ได้อย่างไรว่า Wi-Fi ครอบคลุมทั่วทั้งบ้านเช็กโดยการเชื่อมต่อสมาร์ทโฟนเข้ากับ Wi-Fi บ้าน แล้วเดินช้าๆดูสัญญาณในจุดที่ต้องการจะติดตั้ง Smart Device แนะนำว่าจุดนั้นสัญญาณที่สมาร์ทโฟนควรจะเต็ม เพราะเสาสัญญาณของ Smart Device นั้นเล็กกว่าสมาร์ทโฟนถ้าเช็กด้วยสมาร์ทโฟนแล้วสัญญาณไม่เต็มมีความเป็นไปได้เมื่อติดตั้ง Smart Device จะไม่เสถียร

เมื่อมีจุดที่สัญญาณอ่อนมีวิธีแก้อย่างเช่น ติดตั้ง Mesh Wi-Fi หรือติดตั้ง Access Point ซึ่ง Access Point แนะนำให้มีฟังก์ชันการ Roming อธิบายสั้นๆคือ เมื่อ Client เดินจากจุด A ไป B เมื่อ A สัญญาณอ่อน B สัญญาณแรงระบบจากส่ง Client ให้ไปเกาะที่ B อัตโนมัติ ต่างจากแบบธรรมดาคือ Client จะพยายามเกาะ A ไม่ปล่อยแม้สัญญาณอ่อนจนกว่าจะหลุดไปเองแล้วสแกนหาใหม่ เจอ B จึงไปเกาะ

ส่วนการออกแบบ Wi-Fi เบื้องต้นดูได้จากรูปนี้

ประเภทของอุปกรณ์

อุปกรณ์ควบคุม (Control Devices)

อุปกรณ์ที่ควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยตรง ที่นิยมที่สุดก็คงหนีไม่พ้นปลั๊กไฟอัจฉริยะ (Smart Plug) ที่มีให้เลือกหลายหลายแบรนด์ และราคาที่เข้าถึงง่าย เรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์แรกของคนส่วนใหญ่

สวิตช์อัจฉริยะ (Smart Switch) ก็เป็นที่นิยมไม่แพ้กัน แต่การติดตั้งผู้ใช้จำเป็นต้องมีความรู้ด้านไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัย สวิตช์อัจฉริยะมีให้เลือกใช้งานหลายแบบเช่น

รีโมทควบคุม (Universal IR Remote Control) การเลือกใช้จะขึ้นอยู่กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน อย่างเช่น ทีวี เครื่องปรับอากาศ หรือพัดลม ที่มีรีโมทอินฟาเรดเราสามารถรวมรีโมททุกอื่นไว้ที่รีโมทอันเดียว ซึ่งการใช้งานจะใช้คู่กับสมาร์ทโฟน แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าบางรุ่นที่ไม่มีคำสั่งรีโมทมาให้ในแอปพลิเคชัน จำเป็นต้องสอนให้ Universal IR Remote Control รู้จักคำสั่งของรีโมทนั่นๆด้วยตัวเอง

เซ็นเซอร์ และตัวรับรู้ (Sensors and Detectors)

เซ็นเซอร์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ใน Home Automation เปรียบเหมือนประสาทสัมผัสของบ้าน เป็นตัวเริ่มต้นในการเริ่มคำสั่งยกตัวอย่างการใช้งาน เช่น

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวมีทั้งแบบพบความเคลื่อนไหวทำงานทันที หรือ PIR ที่จะทำงานเมื่อพบความเคลื่อนไหว และอุณหภูมิความร้อนร่างกายจึงจะทำงาน ตัวอย่าง การใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว เมื่อเดินผ่านให้เปิดไฟอีก 1 นาที ไม่พบความเคลื่อนไหวให้ปิดไฟ

เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และความชื้น นอกจากการใช้งานในบ้านแล้ว ยังนิยมใช้กันในโรงเรือนเพาะปลูกเพื่อทำ Smart Farm

อุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัย (Security Devices)

ความปลอดภัยเป็นเรื่องที่สำคัญ ที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันอย่างกล้องวงจรปิดคงไม่ต้องอธิบายเพิ่มเติม

ประตูดิจิทัลโดยทั่วไปจะไม่สามารถเชื่อมต่อกับอะไรได้เลย จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมซึ่งส่วนใหญ่จะมีการเชื่อมต่อผ่าน Bluetooth 2.0 มีระยะสัญญาณอยู่ที่ 10 เมตร สามารถปลดล็อคได้ผ่านสมาร์ทโฟน ถ้าหากต้องการเชื่อมต่อ Wi-Fi เพื่อปลดล็อคจากระยะไกล หรือนอกบ้าน ก็จะมีอุปกรณ์เสริมอีกตัว

อุปกรณ์ควบคุมสภาพแวดล้อมภายใน (Environmental Control Devices)

เครื่องปรับอากาศในประเทศไทยยังมีไม่กี่รุ่นที่รองรับการเชื่อมต่อ Wi-Fi และยิ่งน้อยไปอีกเมื่อบางแบรนด์บังคับให้ใช้เฉพาะแอปพลิเคชันของตัวเอง การนำมาใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นจึงเป็นเรื่องที่ยุ่งยาก แต่ก็ยังสามารถทำได้ด้วยการใช้ Universal IR Remote Control ที่เราได้เขียนไว้ก่อนหน้านี้

เครื่องฟอกอาการมีปัญหาเดียวกับเครื่องปรับอากาศ คือมีรุ่นที่รองรับการเชื่อมต่อ Wi-Fi เพียงไม่กี่รุ่น

อุปกรณ์อำนวยความสะดวก (Convenience Devices)

ความสะดวกสบายที่มากขึ้นด้วยการควบคุมด้วยเสียง เมื่ออุปกรณ์ภายในบ้านสามารถเข้ากันได้กับ Google Home หรือ Amazon Alexa

อุปกรณ์เชื่อมต่อ (Connectivity Devices)

การเชื่อมต่อเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับสมาร์ทโฮม ซึ่งแต่ละอุปกรณ์มีมาตราฐานการเชื่อมต่อที่หลากหลายบางอุปกรณ์ใช้ร่วมกันได้ บางอุปกรณ์ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ ผู้ใช้ต้องคำนึงถึงการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์โดยมีมาตราฐานการเชื่อมต่ออย่าง Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave และ Matter

เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจเราจะยกตัวอย่างประเภทการเชื่อมต่อหลักๆมา 3 รูปแบบ

เชื่อมต่อกับ Cloud อย่างเดียว

เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับ Wi-Fi ผ่าน Application ของแบรนด์นั้นๆ อุปกรณ์ในบางรุ่นจะเชื่อมต่อผ่าน Cloud ของผู้ผลิตเพียงอย่างเดียว โดยเมื่อมีการสั่งจากสมาร์ทโฟน คำสั่งจะถูกส่งไปที่ Cloud Server แล้วส่งกลับมาที่อุปกรณ์ภายในบ้าน ทำให้เมื่ออินเตอร์เน็ตในบ้านขัดข้องก็จะไม่สามารถสั่งงานอุปกรณ์ได้เช่นกัน และการทำงานในรูปแบบนี้จะมีความหน่วงอยู่ประมาณ 1-2 วินาที ขึ้นอยู่กับอินเตอร์เน็ตของบ้าน และความหนาแน่นของปริมาณการรับ-ส่งข้อมูลของ Cloud Server

เชื่อมต่อกับ Cloud และ Network ภายในบ้าน

รูปแบบนี้จะมีความคล้ายกันกับรูปแบบแรก แตกต่างกันตรงที่เมื่อมีการสั่งอุปกรณ์ภายในวงเน็ตเวิร์คบ้านคำสั่งจะผ่านเร้าเตอร์ไปที่อุปกรณ์โดยตรง และอัปเดตสถานะไปที่ Cloud Server ซึ่งการทำงานรูบแบบนี้จะยังสามารถทำงานได้แม้อินเตอร์เน็ตขัดข้อง และมีความรวดเร็วกว่าแบบแรก ส่วนเมื่ออยู่นอกบ้าน หรือนอกวงเน็ตเวิร์คบ้านก็จะเป็นการสั่งผ่าน Cloud Server (เว้นแต่จะมีการใช้ VPN ซึ่งมีวิธีการที่ซับซ้อนกว่าเราจะยังไม่พูดถึงในบทความนี้ 😄)

เชื่อมต่อกับ Home Server

อีกหนึ่งเรื่องที่น่าปวดหัวคือ อุปกรณ์แต่ละแบรนด์มีแอปพลิเคชันของตัวเอง อุปกรณ์บางแบรนด์ ต่างรุ่น ต่างแอปพลิเคชัน Home Server จึงเข้ามาแก้ปัญหานี้แต่ก็ใช่ว่าจะรองรับทุกอุปกรณ์บนโลก ดังนั้นการเลือกซื้อควรเลือกจากแบรนด์ชั้นนำที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้ Home Server ยังเหมาะกับบ้านที่มีอุปกรณ์สมาร์ทโฮมจำนวนมาก หรือความซับซ้อนในการใช้งานโดย Home Server นั้นมีอยู่ 2 ประเภท

ขั้นตอนในการออกแบบ และสร้าง Smart Home

จิตนาการถึงบ้านในฝันของคุณ

ต้องบอกว่า คิดให้มากแล้วลด ดีกว่าคิดน้อยแล้วเพิ่มทีหลัง เพราะการจะสร้างบ้าน Smart Home ที่ดีต้องเริ่มวางระบบตั้งแต่งานโครงสร้าง คนส่วนมากเข้าใจว่าสร้างบ้านให้เสร็จก่อนแล้วสิ่งอำนวยเอาไว้ทีหลัง ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องที่ผิด ถ้ายอมรับได้ว่าการต่อเติมบ้านทีหลัง จะมีท่อวางระบบสายไฟฟ้า ต้องเจาะ ต้องรื้อสายไฟฟ้าภายใน แน่นอนในเรื่องความสวยงามอาจจะไม่เท่าการวางระบบสายภายในตั้งแต่แรก เว้นแต่บางคนจะชอบงานท่อ

ออกแบบ วางแผน และเลือกอุปกรณ์

เริ่มต้นออกแบบเลือกอุปกรณ์ และรูปแบบการเชื่อมต่อ เราจะทำเป็นเช็คลิสต์เพื่อช่วยในการออกแบบ

1. ระบบอินเตอร์เน็ต เน็ตเวิร์คภายในบ้าน มีความเสถียรครอบคุมทั่วทั้งบ้าน หรือไม่? และสามารถรองรับอุปกรณ์จำนวณมากได้ หรือไม่?
2. ระบบไฟฟ้าในจุดที่ต้องการใช้ Smart Device วางสายไฟฟ้าไว้ตามที่อุปกรณ์ต้องการหรือไม่?
3. อุปกรณ์ที่ต้องการใช้ทุกชิ้นมีความเข้ากันได้หรือไม่?

การดูแล และบำรุงรักษา

แน่นอนว่าบ้านของเราไม่ได้อยู่กันแค่วันสองวัน ดังนั้นการอัพเดตอุปกรณ์ บำรุกรักษา เพื่อให้ใช้งานได้ในระยะยาวจึงเป็นเรื่องที่ขาดไม่ได้ อย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่ส่วนใหญ่จะมีการใช้งานแบตเตอรี่ที่ควรเปลี่ยนทุก 1 ปี เพื่อให้ใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง และไม่ขัดข้องในเวลาสำคัญ หรือบางการอัพเดตการตั้งค่าของอุปกรณ์อาจเปลี่ยนไปจำเป็นต้องตั้งค่าใหม่เพื่อให้ใช้งานได้อย่างราบรื่น

ประโยชน์ของ Smart Home

ความปลอดภัย

ระบบความปลอดภัย อย่างสถานะการเปิด-ปิด ของประตูหน้าต่าง การตรวจจับการเคลื่อนไหว หรือการตรวจจับควัน สามารถช่วยป้องกันเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ และแจ้งเตือนผู้ใช้ทันทีเมื่อเกิดปัญหา

ประหยัดพลังงาน

อาจดูเป็นเรื่องเล็กๆ แต่การปิดไฟ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าในเวลาที่ไม่ได้ใช้อัตโนมัติ สามารถปรับการใช้พลังงานให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ใช้ ช่วยลดการใช้พลังงานไม่จำเป็น และประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว

ความสะดวกสบาย

บ้านอัจฉริยะทำให้การควบคุม และจัดการฟังก์ชั่นต่างๆ ของบ้านง่ายขึ้น สามารถควบคุมคุมบ้านด้วยเสียงอาจจะไม่ใช่เรื่องที่น่าตื่นเต้นแต่เมื่อใช้งานไปได้ระยะหนึ่ง คุณจะลืมไปเลยว่าสวิตช์อยู่ตรงไหน และทุกระบบในบ้านยังสามารถรู้สถานะ ควบคุมได้จากระยะไกลผ่านสมาร์ทโฟน

ข้อสรุป

Smart Home หรือบ้านอัจฉริยะคือ การนำเทคโนโลยีมาปรับปรุงบ้านให้สามารถควบคุม และจัดการได้ง่ายขึ้น นำไปสู่การใช้ชีวิตที่สะดวกสบาย และปลอดภัยยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงถึงความปลอดภัยของข้อมูล ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ และการดูแลรักษาอุปกรณ์ ในการใช้งาน เพื่อให้เกิดประโยชน์ที่ดีที่สุดในการใช้ชีวิตประจำวัน

ถ้าเนื้อหานี้ช่วยให้คุณตัดสินใจได้ง่ายขึ้น และคุณสนใจที่จะสร้างบ้าน Smart Home อย่ากังวลที่จะพูดคุยกับเรา ด้วยประสบการณ์ที่มีเรายินดีที่จะให้คำปรึกษา เพื่อให้คุณได้มีบ้านในฝันอย่างที่ต้องการ