Urządzenia do sterowania i interakcji z użytkownikiem w inteligentnym budynku
Rys. redakcja EI
Inteligentne domy wyróżniają się oszczędnością
energetyczną, bezpieczeństwem i komfortem. Dzięki zintegrowaniu wszystkich
instalacji możliwy jest przepływ informacji między nimi. Wymaga to jednolitego
formatu danych i wspólnej magistrali. Każde urządzenie przyłączone do
magistrali ma dostęp do wszystkich informacji nią przesyłanych.
W szczególności dotyczy to urządzeń obsługowych, które można dowolnie
programować. Inteligentny dom to nie tylko automatyka, to przede wszystkim
inteligentny dobór funkcji spełniających potrzeby użytkowników.
Zobacz także
ETI Polam Sp. z o.o. Elektrotermiczne mechanizmy działania wyzwalacza przeciążeniowego MCB
Wyłącznik nadprądowy MCB należy do najbardziej rozpowszechnionych aparatów ochronnych w instalacjach niskiego napięcia. Jego zadanie wydaje się proste: bezpiecznie przewodzić prąd roboczy, a w razie przeciążenia...
Wyłącznik nadprądowy MCB należy do najbardziej rozpowszechnionych aparatów ochronnych w instalacjach niskiego napięcia. Jego zadanie wydaje się proste: bezpiecznie przewodzić prąd roboczy, a w razie przeciążenia lub zwarcia samoczynnie odłączyć obwód. W praktyce wewnątrz niewielkiej obudowy musi jednak współdziałać kilka zjawisk fizycznych: przepływ prądu, wydzielanie ciepła, odkształcenie bimetalu, praca mechanizmu zapadkowego, ruch styków i proces gaszenia łuku. Ochrona przeciążeniowa nie jest...
SONEL S.A. Precyzyjna lokalizacja doziemień przy wykorzystaniu Ramki A od Sonel
Uszkodzenie izolacji kabli nn i SN w gęsto uzbrojonym terenie oznacza ryzyko kosztownych, nietrafionych wykopów. Odpowiedzią na to wyzwanie jest Ramka A LKR-2500 od Sonel. Dzięki cyfrowemu wsparciu operatora...
Uszkodzenie izolacji kabli nn i SN w gęsto uzbrojonym terenie oznacza ryzyko kosztownych, nietrafionych wykopów. Odpowiedzią na to wyzwanie jest Ramka A LKR-2500 od Sonel. Dzięki cyfrowemu wsparciu operatora narzędzie to pozwala na precyzyjne wyznaczanie miejsc uszkodzeń i rewolucjonizuje współczesną diagnostykę kablową.
Erdol Haus Instalacje elektryczne w domu modułowym – co warto wiedzieć przed budową?
Instalację elektryczną w domu prefabrykowanym najlepiej zaplanować przed produkcją elementów. Na tym etapie można uzgodnić położenie gniazd, oświetlenia i urządzeń z konstrukcją ścian oraz pozostałymi...
Instalację elektryczną w domu prefabrykowanym najlepiej zaplanować przed produkcją elementów. Na tym etapie można uzgodnić położenie gniazd, oświetlenia i urządzeń z konstrukcją ścian oraz pozostałymi instalacjami. Projekt obejmuje także zapotrzebowanie na energię, ochronę użytkowników i sposób prowadzenia przewodów. Wczesne ustalenia pomagają uniknąć przeróbek gotowych przegród i przygotować dom do późniejszej rozbudowy.
W artykule:• Komfort siłą sprawczą urządzeń sterujących w inteligentnym budynku• Przyciski i ich funkcje • Czujniki jako źródła wiedzy o stanie sprawności instalacji w inteligentnym budynku • Panele dotykowe i ich możliwości |
Komfort jest główną z cech oczekiwanych od urządzeń obsługowych. A są one różne. Najczęściej używane są przyciski, czujki, panele dotykowe. Jedne służą do realizacji pojedynczych funkcji, inne pozwalają na zarządzanie całymi obiektami. Przy doborze należy się kierować prostotą obsługi, estetyką oraz zakresem funkcjonalności. Pierwszym krokiem jest zawsze analiza funkcji przydatnych w danym miejscu.
Najprostszymi urządzeniami są przyciski. Pod względem wyglądu można podzielić je na wyglądające identycznie jak zwykłe wyłączniki oraz projektowane specjalnie do inteligentnych instalacji.
- Te pierwsze mogą z wyglądu niczym nie różnić się od zwykłych wyłączników jedno- i dwuklawiszowych. Także realizowane funkcje mogą być identyczne. Na przykład naciśnięcie górnej połówki klawisza może załączać oświetlenie, a dolnej gasić.
- Ten sam klawisz może także służyć do ściemniania jakiejś lampy lub grupy lamp. Jest to możliwe, gdyż przycisk odróżnia krótkie naciśnięcia od długich.
- Krótkim można załączać lub wyłączać, a dłuższym przytrzymaniem rozjaśniać i ściemniać.
- Inaczej zaprogramowany sterować będzie roletami, podnosić, opuszczać i zmieniać kąt ustawienia listew.
- Także dzięki krótkim i długim naciśnięciom (krótkie zmienia kąt ustawienia listew, a długie powoduje całkowite zamknięcie lub otwarcie).
- Oczywiście w każdej chwili żaluzję, roletę czy markizę można zatrzymać.
Podobnie działa przycisk dwuklawiszowy. Każdy klawisz do innej lampy lub żaluzji albo jeden do lampy, drugi do żaluzji.
- Możliwe jest też działanie naprzemienne (tak jak w lampce nocnej: jedno naciśnięcie załącza, drugie wyłącza i tak na przemian).
- Osobno programując każdą końcówkę klawisza można ją przeznaczyć do sterowania oddzielnymi odbiornikami. Wtedy dwuklawiszowy przycisk obsłuży np. dwie lampy ściemniane, jedną żaluzję i jedną lampę załączaną.
Klasyczny wygląd łączników magistralnych nie ma wiele wspólnego z tradycyjnymi łącznikami.
W systemach magistralnych nie ma pojęć „wyłącznik”, „przełącznik schodowy”, „wyłącznik i przełącznik świecznikowy czy krzyżowy”, albo „ściemniacz” względnie „przełącznik żaluzjowy”.
W systemie KNX każdy przycisk może być wykorzystany do dowolnej funkcji. Wszystko zależy od jego parametryzacji i zaprogramowania. Dzięki temu nie ma potrzeby doboru innych przycisków do załączania pojedynczych lamp, wyłączania oświetlenia w całym domu, czy sterowania żaluzjami na jednej kondygnacji. To wszystko zależy od wgranej aplikacji.
Przy doborze kierujemy się przede wszystkim liczbą funkcji, które mają być dostępne w danym punkcie.
W miejscach, w których konieczne jest korzystanie z większej liczby funkcji, zwykle używa się przycisków zaprojektowanych specjalnie do instalacji magistralnych. Większość producentów oferuje przyciski jedno- do sześcioklawiszowych.
Za pomocą takich przycisków można realizować wiele funkcji:
- załączanie,
- ściemnianie,
- załączanie na określoną wartość,
- sterowanie żaluzjami,
- nadawanie wartości,
- przywoływanie (i zapamiętywanie) scen,
- zmienianie ustawień, np. regulatora temperatury w pomieszczeniu,
- blokowanie czujników wzgl. przycisków.
Oprócz klawiszy przycisk posiadają różnokolorowe (czerwono-zielono-niebieskie) LED służące do sygnalizacji stanów dowolnych urządzeń, nie tylko tych sterowanych danym przyciskiem. Diody te załączają się na odpowiedni kolor po odebraniu komunikatów magistralnych.
Niezależnie od powyższego diody sygnalizacyjne są także wykorzystywane do informowania o alarmie. Po otrzymaniu takiego komunikatu wszystkie LED-y przycisku zaczynają mrugać. Przyciski z polami opisowymi mają podświetlenie, które może działać w określonych godzinach z różną intensywnością. Dodatkową funkcją jest pomiar temperatury powietrza w pomieszczeniu. Czujnik przyciskowy w sposób ciągły dokonuje pomiaru i odczytaną wartość temperatury wysyła za pośrednictwem magistrali.
Każdy klawisz takiego przycisku może być zaprogramowany jako dwa niezależne przyciski, podobnie jak wyżej opisane przyciski o wyglądzie tradycyjnym. Dlatego czasem przyciski te są skonstruowane jako osobne, a nie jako końcówki klawisza. Przycisk trójklawiszowy jest równocześnie sześcioprzyciskowy.
Niektórzy, np. Gira, dodają dodatkowo możliwość zaprogramowania kolejnej funkcji wywoływanej naciśnięciem środka klawisza.
Większość przycisków KNX dokonuje pomiaru temperatury otaczającego powietrza. Niektóre z nich dodatkowo są wyposażone w regulatory temperatury i zegary sterownicze. Z wyglądu różnią się najczęściej tym, że w miejscu górnego klawisza znajduje się wyświetlacz LCD. Regulator, na podstawie dokonanych pomiarów i w porównaniu do wartości zadanej, wysyła do magistrali telegramy sterujące pracą napędów zaworów. W zależności od pory dnia i otrzymywanych telegramów pracuje w kilku trybach:
- komfort: utrzymywanie komfortowej temperatury w okresie aktywności użytkowników,
- standby: utrzymuje temperaturę oczekiwania w okresie nieobecności,
- noc: dokonuje korekty temperatury, gdy użytkownicy śpią,
- ochrona przed zamarzaniem w czasie długich nieobecności lub awarii, na przykład rozbicia szyby lub otwarcia okna,
- podobnie ochrona przed przegrzaniem w pomieszczeniach klimatyzowanych.
Tryby pracy zmieniane są automatycznie za pomocą wbudowanego zegara lub wymuszane przez zdarzenia nadzwyczajne, np. wywołane alarmem sygnalizującym otwarcie (na dłużej) okna lub drzwi. Niezależnie od ustawień zegara i regulatora można ręcznie zmieniać temperaturę zadaną albo przedłużać temperaturę komfortową, gdy obecni postanowią później udać się na spoczynek.
Jeden przycisk z regulatorem ogrzewania steruje dwoma źródłami ciepła (lub zimna). Na przykład ogrzewaniem konwekcyjnym i podłogowym lub ogrzewaniem i chłodzeniem. Zwłaszcza ta druga możliwość jest pożądana, gdyż całkowicie eliminuje możliwość jednoczesnej pracy ogrzewania i chłodzenia.
Między ogrzewaniem a chłodzeniem zawsze jest zaprogramowana martwa strefa zapobiegająca zbyt szybkim przełączeniom przy zmiennej temperaturze otoczenia. Regulator używa dwóch algorytmów, proporcjonalno-całkującego lub dwustanowego z histerezą.
W przypadku PI jest możliwa regulacja ciągła (za pomocą napędów, które otwierają zawory termostatyczne zgodnie z rozkazami regulacyjnymi) lub PWM (sterowanie szerokością impulsu za pomocą napędów dwustanowych).
W dużych pomieszczeniach usprawnieniem regulacji jest skorzystanie z dwóch dodatkowych źródeł informacji o temperaturze. Do regulatora można przyłączyć sondę temperaturową. A ponadto można do niego wysyłać informacje pomiarowe z innego urządzenia, np. ze zwykłego przycisku KNX (tj. bez regulatora).
Zadanie wyświetlacza LCD nie ogranicza się do podawania temperatury czy stanu grzejnika. Zegar sterowniczy (28 terminów sterowniczych) wyświetla także aktualną godzinę. Poza tym mogą pojawiać sie na nim komunikaty tekstowe (jedno- lub dwuwierszowe). Po zmierzchu LCD jest podświetlany.
Do urządzeń obsługowych zalicza się także różnego rodzaje czujki i czujniki. Najczęściej czujki ruchu i czujki obecności. Umieszczane w strefach przejściowych, a także łazienkach i ubikacjach. Samoczynnie wykrywają ruch i załączają oświetlenie (lub także wentylację) w zależności od jasności otoczenia.
Ich działanie można też uzależnić od pory dnia lub innych czynników. Wyłączenie następuje po nastawionym czasie od wykrycia ostatniego ruchu. Wiele z nich dokonuje pomiaru natężenia oświetlenia i zaobserwowaną wartość wysyła do magistrali.
Nieco rzadziej instaluje się czujki wilgotności względnej i czujki stężenia dwutlenku węgla. Mierzone wartości służą do uruchamiania wentylacji w salach szkoleniowych czy konferencyjnych lub łazienkach i sanitariatach. W tych ostatnich dość często spotyka się czujki zalania. Po wykryciu wody na posadzce system automatycznie odcina dopływ wody.
Podobne przeznaczenie mają czujki gazu. Po wykryciu określonego stężenia zamykają dopływ gazu i uruchamiają wentylację mechaniczną.
Zupełnie inną kategorię stanowią panele dotykowe. Wyposażone w wyświetlacze o przekątnej od kilku do ponad dwudziestu cali są centralami do zarządzania całymi obiektami lub ich częściami. Mniejsze są przeznaczone do sal konferencyjnych czy salonów w domach prywatnych.
Przykładem takiego panelu jest Gira G1 o 6” ekranie. Jednak jego możliwości funkcjonalne znacznie przekraczają potrzeby jednego pomieszczenia. Do dyspozycji jest 125 funkcji i dodatkowo tyle samo zegarów sterowniczych.
To niewielkie urządzenie montuje się w miejscu typowego przycisku magistralnego.
Dzięki wyjątkowo prostej intuicyjnej obsłudze rzeczywiście doskonale spełnia funkcję przycisku. Czujnik zbliżeniowy samoczynnie załącza podświetlenie, gdy ktoś zbliża się do niego. A pierwszą funkcję załącza po przyłożeniu dłoni do wyświetlacza.
Taką funkcją może być zarówno włączenie oświetlenia komunikacyjnego, jak i przywołanie sceny obejmującej dowolną liczbę lamp, żaluzji i innych urządzeń.
Gira G1 jest także wideounifonem, a dzięki łączności z Internetem pozwala na wyświetlanie np. prognoz pogody. Na ekranie G1 znajdującym się w stanie gotowości wyświetlane jest menu w postaci kafelków (wyjątkiem jest tylko wywołanie z bramofonu, wtedy pojawia się obraz osoby stojącej przed wejściem). Kafelki te dają dostęp do bezpośrednich funkcji lub dalszych części menu.
Na samej górze znajduje się pasek stanu zawierający m.in. informacje o otwartej aplikacji (KNX lub domofon), temperaturze zewnętrznej i wewnętrznej, dacie i godzinie.
Poniżej znajduje się pasek nawigacji (powrót, strona główna, ustawienia i widok szczegółowy). Najczęściej na ekranie pokazują się kafelki (maksymalnie 6). Alternatywnie można ustawić widok szczegółowy, tj. tekstowy, zawierający do 25 wierszy.
Na ilustracji pokazano Gira G1 z zaprojektowanymi 5 funkcjami.
- Na pierwszym miejscu zaplanowano sterowanie lampą sufitową, którą można załączać (O i I) i ściemniać (– i +).
- Nieco niżej kafelek przeznaczony do sterowania żaluzjami (¯ i ).
- Obok miejsce, którego dotknięcie przywoła scenę zaplanowaną na czas spożywania posiłku.
- Kafelki znajdujące się najniżej służą do załączania lampy stojącej i do przejścia do gabinetu. Dotknięcie tego ostatniego spowoduje otwarcie podobnego okna zawierającego kafelki służące do sterowania technicznym wyposażeniem gabinetu.
Równie dobrze można skonfigurować przejście do zarządzania żaluzjami czy podlewaniem ogrodu. Lub do podglądu z kamery domofonowej albo prognozy pogody.
Z każdego kafelka można odczytać, jaki jest stan sterowanego nim odbiornika. W ten sposób łatwo sprawdzić, czy w pokoju dziecinnym jest zgaszone światło, zamknięte okno i jaka panuje w nim temperatura. Bez budzenia dziecka i chodzenia na inną kondygnację.
Dowolnie programowane kafelki zawsze zapewniają szybki dostęp do najczęściej używanych funkcji. Te, z których rzadziej się korzysta, mogą być dostępne w drugim lub trzecim kroku.
Menu szczegółowe jest mniej czytelne, ale zawiera znacznie więcej informacji. Jest przydatne do szybkiej oceny stanu wielu urządzeń znajdujących się w domu.
Większe ekrany dotykowe pozwalają na jednoczesny dostęp do większej ilości informacji. Zwykle mają typowy dla danego producenta interfejs graficzny.
Także i one oprócz sterowania i kontroli mogą spełniać funkcję wideodomofonu, komputera, czy wyświetlacza obrazu z kamer. Oprócz tego można je skonfigurować do sterowania multiroomem, zużyciem energii czy do symulacji obecności.
Większość funkcji oferowanych przez panele różnej wielkości jest taka sama. Także taka sama jak w przypadku zarządzania za pośrednictwem komputera czy tabletu. Praktycznie wszystko zależy od wielkości ekranu. Dotyczy to także dowolnych urządzeń mobilnych. Także one mogą służyć do zarządzania inteligentnym domem.
