Világításvezérlés EIB/KNX rendszerrel
2008/5. lapszám | Balogh Zoltán | 7868 |
Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A korszerű épületautomatizálási rendszereket a családi házak esetében a leggyakrabban a világítási áramkörök vezérlésre alkalmazzák. Ez az a terület, ami a leglátványosabb, és a belsőépítészek, lakberendezők érdeklődését is felkelti. A fények ugyanis a lakásban nem pusztán a szükséges megvilágítást biztosítják, hanem „öltöztetik”, különböző hangulatot teremtenek a lakóterekben.
Mielőtt azonban részletesebben ismertetnénk, hogyan is működik a világításvezérlés KNX/EIB rendszerrel, tekintsük át az alapokat.
Sajnos sokan nem ismerik a fényerő-szabályozás alapjait, ez azonban függetlenül attól, hogy alkalmazunk-e épületautomatizálási rendszert vagy sem, szükséges lehet munkánk során. Természetesen hagyományos eszközökkel is lehet különböző fényforrásokat akár alternatív módon is szabályozni, de sajnos ezt még kevesen alkalmazzák a gyakorlatban.
Izzószálas lámpatestek szabályozása
Leggyakrabban 230 V-os izzót vagy halogénizzót szoktunk szabályozni. Ez a legegyszerűbb feladat, hiszen a fényerőszabályzó (dimmer) számára ez egy ohmikus fogyasztó, amit könnyedén szabályozhatunk egy „olcsó” készülékkel is. Ha azonban 12 V-os halogénizzót akarunk szabályozni, már nem is olyan egyszerű a dolog. Ahhoz, hogy a 230 V-os hálózati feszültségből 12 V-os legyen, szükségünk van egy átalakítóra. Ez általában egy transzformátor, ami a dimmer számára induktív terhelést jelent. A legtöbb dimmer, amit ohmikus fogyasztókhoz terveztek, megbirkózik ezzel a terheléssel. Ha kapcsolóüzemi (elektronikus) előtétet használunk, akkor már más a helyzet. Újabban egyre gyakrabban használnak ilyen előtéteket, ezek ugyanis a transzformátorokkal szemben általában kisebb méretűek és sokkal halkabbak. Egy ilyen készülék látható az 1. ábrán. Tudni kell azonban azt is, hogy az ilyen készülék kapacitív terhelést jelent. Ennek megfelelően másképp és más készülékkel kell szabályozni. Amíg az ohmikus és induktív fogyasztókat felfutó élre, addig a kapacitíveket lefutó élre kell szabályozni. Ezen túlmenően figyelni kell arra is, hogy nem mindegyik elektronikus előtét szabályozható. Amelyik igen, azon egy külön „dimmable” felirat jelöli ezt. A 2. és 3. ábrákon látható a fázishasításos fényerőszabályzás felfutó és lefutó él esetén. Ez azt jelenti, hogy a szinuszhullám elejéből vagy a végéből vág-e le a dimmer. Minél többet vágunk le, annál kisebb a fényerő, hiszen azt a hullám alatti terület adja meg.
Fénycsövek szabályzása
A fénycsövek szabályozására leginkább középületek esetében szokott szükség lenni, de néha családi házakban is alkalmazzák. Például rejtett világításokhoz praktikus lehet, hiszen alacsony a fogyasztása, és könnyen kialakítható vele sávfény is. A fénycsövek fényerejének szabályzására két módszer terjedt el a szakmai gyakorlatban. Az egyik az, amikor úgynevezett szabályozható 1-10 V-os előtétet alkalmazunk, a másik pedig a DALI szabályzás.
1-10 V-os szabályozható előtéteket a legtöbb ismert fénycsőgyártó kínál. Különböző teljesítményűek állnak rendelkezésre ezekből. Létezik egy-, két- és négycsöves változatuk is. A szabályozás úgy történik, hogy a dimmernek van egy kapcsolókimenete. Ez adja a 230 V-os tápfeszültséget a fénycsőelőtétnek. Ezen kívül van még egy 1-10 V-os egyenáramú kimenete is, amelyet az előtét megfelelő pontjához kell csatlakoztatni. Fontos, hogy a polaritást helyesen kössük be. Ellenkező esetben ugyanis nem fog működni a szabályzás, és a fénycső sem világít teljes fényerővel. Amire figyelni kell továbbá, az a kapcsolt kimenet terhelhetősége. Ez általában a KNX/EIB szabályozók esetében 16 A. Ne felejtsük el azonban azt sem, hogy mivel nem ohmikus terhelésről van szó (és a 16 A erre vonatkozik), számolni kell a cos Fi-vel is. Ez az adat szerepel a készülék leírásában is. Másik fontos adat az 1-10 V-os kimenet terhelhetősége. A 100 mA-es változat a legelterjedtebb. Ez azt jelenti, hogy a kimenetre maximum annyi előtétet csatlakoztathatunk, hogy azok összes teljesítményfelvétele ne lépje túl ezt a határt. A legtipikusabb előtétek áramfelvétele 1-2 mA. Ezek szerint 50-100 előtétet is meghajthatunk egyetlen szabályzóval. Ez még például a nagyobb előadótermek esetében is bőven elégséges szokott lenni. Az 1-10 V-os adatból következtetni lehet arra, hogy ezek a fénycsövek minimálisan 10%-os fényerőre szabályozhatók le. Ennél alacsonyabb érték beállítására nincs lehetőség.
A DALI Digital Addressable Lighting Interface (Digitálisan Címezhető Világítási Interfész) a világítástechnikai ipar által kifejlesztett szabvány. Az IEC 60929 adja dokumentációját. A DALI nem egy buszrendszer, hanem a helyi vagy a szobánkénti szabályzásra lett kifejlesztve. A DALI egy interfész protokollt és nem egy rendszert ölel fel. Sok gyártó kínál ilyen előtéteket vagy azzal szerelt lámpatesteket. Minden ilyen termék kapcsolható és szabályozható a KNX/EIB rendszerrel. A legtöbb DALI csatoló (3. ábra) 64 készüléket képes kezelni. Természetesen, ha ennél többet szeretnénk, akkor használhatunk több DALI csatolót is, akár több tízezer darabot is! Látható, hogy gyakorlatilag korlátlan az áramkörök száma, amelyeket kezelhetünk a rendszerünkön belül. Manapság már annyira elterjedt a DALI szabvány, hogy nem csak világítástechnikai, hanem egyéb készülékek is használják azt.
LED-ek szabályzása
A LED-ek szabályozására két megoldás is alkalmazásban áll. Az egyik a korábban már bemutatott DALI. Vannak olyan gyártók, akik a LED-vezérlésre alkalmas készülékeket is kínálnak. A másik megoldás a DMX512 szabvány (ez az elterjedtebb). A DMX512 egy olyan digitális multiplex szabvány, amellyel 512 készülék címezhető és vezérelhető. Ezt a megoldást elsősorban színházi és a színpadtechnikai megoldásként ismerik. Ennek az az oka, hogy kezdetben ezen a területen terjedt el szélesebb körben. A cél az volt, hogy ne legyen szükséges minden egyes világítási áramkör 0-10 V-os szabályzó jelét egy központi vezérlőről kikábelezni, hanem legyen elegendő egy 3-vezetékes rendszer alkalmazása. Ezzel rengeteg kábelezési munkát spórolhatunk meg. Egy KNX/DMX Gateway (csatoló) segítségével olyan készülékeket illeszt- hetünk a rendszerbe, amelyek ezt a szabványt ismerik. Alapvetően lámpatestek szabályzására alkalmazzák ezt a szabványt, de a füstgépektől kezdve a különböző színpadtechnikai látványelemekig nagyon sokféle készüléket gyártanak. Manapság a legtöbb LED-lámpatest, főleg, ha a színösszetétel is szabályozható, alkalmazza a DMX512 szabványt. Tehát, ha ilyen feladatot kell megoldanunk, akkor egy KNX/DMX Gateway (4. ábra) segítségével ezek kezelhetők a rendszerünkön keresztül.
Most hogy már tudjuk, milyen fényforrások és hogyan szabályozhatók, lássuk, miként működik a KNX/EIB-világításvezérlés! Olyan esetekben, amikor a családi házban nagyszámú világítási áramkört építenek ki, illetve szükség van világítási képekre, továbbá összetett logika szerint kell működtetni világítási elemeket, vagy éppen távfelügyeletre van szükség, érdemes KNX/EIB rendszert ki- építeni. Ezzel minden olyan feladatot megoldhatunk, amit a hagyományos berendezésekkel nem tudnánk.
Az emberek különbözők, ezért más és más okból alkalmaznak ilyen rendszereket. Képzeljünk el egy nappalit, aminek az alapterülete történetesen 40 nm, és 15-20 világítási áramkört álmodott meg a belsőépítész vagy a lakberendező. Enynyi kör alternatív fényerőszabályzását hagyományos módon csak igen nehezen tudnánk megvalósítani. Nem beszélve arról, hogy a falra „sormintát” kellene készítenünk az egyes dimmerekből. Biztos mindenki látott már olyan megoldást, amikor az ajtó mellett egy „halom” kapcsoló és dimmer van felszerelve, ami meglehetősen csúnya látványt biztosít, nem beszélve a nehézkes kezelésről. Ha az előbbi példánál maradva 15-20 áramkört akarunk kezelni, az szinte lehetetlen a hagyományos eszközökkel. A legtöbb gyártó max. 5-ös soroló keretet kínál, és ebből három a falon nem túl szép benyomást kelt. A KNX/EIB rendszerek kezelőivel egy szerelvénydobozból akár 5-10 áramkör fényereje is külön-külön szabályozható. Természetesen alternatív módon, akármennyi helyről. Egy ilyen kezelő látható az 5. ábrán. Azonban ennyi áramkört szabályozni már elég körülményes lehet a tulajdonos számára, ezért szoktak úgynevezett világítási képeket használni. Ez azt jelenti, hogy egy-egy gombnyomásra akár több áramkör is reagálhat. A példánál maradva felszerelhetünk egy KNX-nyomógombot a falra, amelynek van 10 gombja. Mindegyikhez rendelhetünk egy világítási képet. Ha valamelyiket megnyomjuk, akkor a hozzá tartozó fénybeállítást kapjuk. Tehát a gombnyomás hatására a rendszer a nappaliban lévő össze dimmer számára küld egy értéket, hogy az adott áramkör milyen fényerővel világítson. A TV-nézéshez a készülék mögötti lámpák fél fényen világítanak, míg a többi lekapcsol. A vendégváráshoz minden lámpa 100%-on világít. Olvasáshoz csak a kanapé feletti világítás ég teljes fénnyel stb. Természetesen nemcsak a világítás tartozhat a világítási képekbe. A TV-nézés gomb megnyomásával utasíthatjuk a rendszert, hogy állítsa be a megfelelő fényeket, ugyanakkor kapcsolja be a TV- és DVD-készülékeket, indítsa el a kedvenc filmünket, eressze le a redőnyöket, valamint állítsa a fűtést két fokkal magasabbra. De erről egy kicsit később. Most fókuszáljunk csak a világításra!
A világítási képeket elsősorban a nappalikban, uszodaterekben használják, ahol különböző hangulat világításokra van szükség. Ha azonban végiggondoljuk, hogy a világítási képek gyakorlatilag nem mások, mint előre beállított értékek sorozatai, amelyeket egy gombnyomással előhívhatunk, akkor beláthatjuk, hogy ez azt is jelenti, hogy alkalmazhatjuk akár az egész házra is. Amikor a tulajdonos hazaérkezik, kikapcsolja a riasztót. Ez küld egy jelet a rendszer felé, amely egy előre programozott állapotba hozza az egyes áramköröket. Tehát a bejárat közeli lámpák felkapcsolnak (feltéve, hogy sötét van és szükség van egyáltalában véve a világításra), a nappaliban a hőmérséklet komfortszintre emelkedik, a redőnyök leereszkednek, a zene pedig elindul. Úgy is kezdhettem volna, hogy a kertkapu kinyitása után a kerti világítások sorra, egy kis időkésleltetéssel felkapcsolnak stb. Látható, hogy gyakorlatilag korlátlan számú feladatot egyetlen jelzés, például a kertkapu nyitása elindíthat.
Miután megérkeztünk a kocsival, kipakoljuk a bevásárlószatyrokat. Természetesen mivel tele van a kezünk, nem tudjuk a lámpákat felkapcsolni, de nem is kell, hiszen a garázsban, a folyosókon, a lépcsőházban mozgásérzékelők végzik el ezt a feladatot. Ezek úgy vannak beállítva, hogy csak sötétben kapcsolnak, és az érzékenység helyes beállításával a háziállatokra nem reagálnak, kizárólag az emberekre.
Éjszaka például, ha ki kell mennünk, nem vagyunk abban az állapotban, hogy a világításkapcsolót keresgéljük a falon. Ekkor jöhet jól a folyosón és a mellékhelyiségben elhelyezett mozgásérzékelő. Persze, ha az azonnal teljes fénnyel felkapcsolná a világítást, az újabb problémákat vetne fel álmos szemünkben. Ezért ilyenkor nem 100%-ra, hanem csak fél fényre vagy még alacsonyabb értékre kapcsol a lámpa. Éppen csak, hogy el tudjuk végezni a dolgunkat, de ne kelljen teljesen felébrednünk.
Éjszaka, ha felriadunk valami neszre a kertben, egy az ágy mellett elhelyezett pánikkapcsoló segítségével gombnyomásra felkapcsolhatjuk a kertvilágítást vagy akár az összes világítási elemet a házban. Természetesen a hálószobában nem. Nem az a cél, hogy minket lássanak, hanem az, hogy mi lássuk, mi történik odakint. Amikor nem vagyunk otthon, és betörés történik, a rendszer a riasztótól kapott jel alapján elkezdi villogtatni a kerti és a homlokzati lámpákat: ezáltal is felhívja a figyelmet az eseményre.
Nagyobb házak esetében a riasztórendszer zónánként élesíthető. Tehát, ha lefekszünk az emeleten, a földszintet beélesíthetjük. Ez azt is jelenti, hogy ott már nincs szükség a világításra. Tehát miért mennénk le, és kapcsolnánk le a lámpákat, amikor bekapcsoltuk a riasztót, és az utasítja az azokban a helyiségekben lévő világítási áramköröket, amelyek az élesített zónában vannak, hogy kapcsoljanak le. Egyetlen „villanykapcsolót” sem kell megnyomnunk ebben az esetben.
Akkor is, amikor nem vagyunk otthon, szeretnénk a házat biztonságban tudni. Ezért alkalmazzuk a jelenlét szimulációt. Amikor üres a ház, és besötétedik, a lámpák automatikusan fel- és lekapcsolódnak, azt utánozva, mintha otthon lennénk. Ez nem azt jelenti, hogy össze- vissza kapcsolódnak fel és le. Amíg otthon vagyunk és használjuk a rendszert, az figyeli szokásainkat. Figyeli és megjegyzi, mikor és melyik lámpákat kapcsoltuk fel vagy le. Később, amikor elmegyünk otthonról, ezt utánozza a rendszer. Tehát nem az történik, hogy a ház egyik végében lekapcsol és azonnal a másik vé- gében felkapcsol egy világítástechnikai eszközt. Ez nem lenne életszerű, en- nél sokkal „intelligensebb” a KNX/EIB rendszer.
Ma már szinte minden berendezésünk távirányítható. Nincs ez másképp a világítással sem. Különböző átviteli médiumokat használhatunk: IR (infravörös), RF (rádiófrekvenciás), Bluethooth stb. A távirányítók külsőre is nagyon sokfélék lehetnek. Léteznek olyanok, amik csak az EIB/KNX rendszer által vezérelt készülékeket tudják kezelni, de olyanok is, amelyek akár a teljes házimozi-rendszert is vezérlik.
Fontos szempont lehet az is, hogy egy- vagy kétirányú a kapcsolat (kommunikáció). Az egyirányú kommunikációra képes kézi távirányítókkal (6. ábra) kapcsolhatjuk a világítást vagy a TV-n válthatunk csatornát, de mivel nincs vissza- jelzés, nem látjuk, hogy az adott lámpa világít-e vagy sem, illetve, hogy például hány fok van a szobában. Ezzel szemben a kétirányúak képesek folyamatosan online kapcsolatban lenni a teljes rendszerrel, és így mindig az aktuális állapotokat tükrözni.
Vannak, akik a világítást szeretnék az Interneten keresztül is kapcsolni. Ez önmagában ritkán merül fel, inkább más funkciókkal együtt szokták kérni. De erről majd egy későbbi cikkben írunk részletesebben.
Ha valakit érdekel az épület villamosenergia-fogyasztása, azt is könnyedén megmérheti. Az egyes áramkörök fogyasztását ugyanis egyenként lehet mérni. Tehát hó végén azt is meg lehet tenni, hogy megnézzük, melyik világítási eszközünk fogyasztotta a legtöbbet. Ehhez nincs is szükség külön fogyasztásmérő készülékre, hiszen a KNX/EIB-készülékek jó része ezzel a funkcióval is el van látva. Ez a tulajdonsága arra is képessé teszi a rendszert, hogy ha egy adott világítási körön valamelyik izzó kiég, azt azonnal jelezni tudja. Hiszen méri az átfolyó áramerősséget, és ha az egy bizonyos mértékben megváltozik, azonnal jelzést ad. Ezt a funkciót inkább középületekben szokták alkalmazni, ahol bár az üzemeltető nem feltétlen látja a lámpákat, de mégis kell információt kapnia azokról.
Remélem, sikerült hasznos információkat és új ötleteket adnom egy ilyen egyszerű témához is, mint a világításvezérlés. A következő részben a redőnyvezérlés témakörét járjuk körbe, megismerjük az elméleti alapokat és az alkalmazás lehetőségeit.