Θέμα Διπλωματικής Εργασίας: «Τεχνολογία και Εφαρμογές (Αυτοματισμοί) του Πανταχού Παρόντα Υπολογιστή στις Ανθρώπινες Κατοικίες»

Transcript

1 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΕ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Τ.Ε.Ι. ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΕ ΣΥΜΠΡΑΞΗ ΜΕ ΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Θέμα Διπλωματικής Εργασίας: «Τεχνολογία και Εφαρμογές (Αυτοματισμοί) του Πανταχού Παρόντα Υπολογιστή στις Ανθρώπινες Κατοικίες» Διπλωματική της: ΤΣΕΠΟΥΡΑ ΘΕΟΠΙΣΤΗΣ Επιβλέπων Καθηγητής: Δρ. ΣΥΝΔΟΥΚΑΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Κοζάνη, Δεκέμβριος 2005

2 Περίληψη της εργασίας Οι απαιτήσεις των σημερινών ανθρώπων συνεχώς αυξάνονται και κατά κύριο λόγο αφορούν την βελτίωση της καθημερινής τους ζωής. Η εργασία που ακολουθεί, επιχειρεί να αναδείξει την πρόοδο που έχει σημειωθεί, τα τελευταία χρόνια, στον τομέα της κατασκευής κτιρίων. Η τεχνική ΕΙΒ (European Installation Bus) εφαρμόζεται από πολυεθνικές εταιρίες οι οποίες έχουν την έδρα τους και στην Ελλάδα. Η φιλοσοφία της τεχνικής αυτής συμβαδίζει με τις προδιαγραφές της Ευρωπαϊκής Ένωσης Εγκαταστάσεων BUS (EIBA), όπου πάνω από εκατό (100) κατασκευαστές υλικών εγκαταστάσεων λειτουργούν με πλήρη συμβατότητα. Βασικός σκοπός της παρούσας διπλωματικής, αποτελεί η γνωριμία με τις νέες τεχνολογίες εγκαταστάσεων που κάνουν αλματώδη βήματα και στη χώρα μας. Η εξοικείωση των αναγνωστών με τους νέους τρόπους δόμησης των κτιρίων, τις συσκευές που χρησιμοποιούνται, το Λογισμικό βάση του οποίου προγραμματίζονται όλες οι ηλεκτρικές συσκευές ενός κτιρίου, και το σημαντικότερο, τα οφέλη που αποκομίζουν οι χρήστες ενός τέτοιου συστήματος. Συμπερασματικά, μπορεί κανείς να ισχυριστεί ότι τα σύγχρονα κτίρια «προσθέτουν» άνεση (αυτόματες λειτουργίες π.χ. ρολών και φωτισμού), ασφάλεια (προγραμματισμός ασφαλούς λειτουργίας για την προστασία π.χ. από δυσμενείς καιρικές συνθήκες), εξοικονόμηση ενέργειας (έλεγχος π.χ. θερμοηλεκτρικών διόδων βαλβίδων για αποφυγή σπατάλης στην ενέργεια χωρίς απώλεια άνεσης) και «αφαιρούν» επιπλέον άγχος, ανασφάλειες και ανησυχίες (το ενδεχόμενο π.χ. να έχεις ξεχάσει ανοικτό τον θερμοσίφωνα, ή την πόρτα του γκαράζ και να έχεις φύγει για διακοπές). Λέξεις κλειδιά: ΕΙΒ (European Installation Bus), Νέες Τεχνολογίες Εγκαταστάσεων, Λογισμικό ETS, οφέλη χρηστών

3 Abstract The people needs who live in the 21 st Century increase continuously and particularly concerning the improvement of their daily life. This diploma thesis, attempts to present the progress that has been made in the recent years, regarding the automation of buildings. Multinational companies, which are also situated in Greece, apply the EIB technique (European Installation Bus). The philosophy of this technique conforms to the specifications of the European Union of Installation Bus (EIBA), which are followed by more than one hundred (100) manufacturers of installation materials. The basic aim of this diploma thesis is to get the readers familiar with the installation of new automation technologies, which evolve rapidly also in our country, the familiarization of readers with new ways of networking buildings, clever appliances, the Software that runs on all the electric appliances of a building, and most important, the profits gained by the users of such a system. In conclusion, one can claim that modern buildings add comfort (e.g. automatic operations like blinds and lighting), safety (e.g. planning of secure operation for protection against bad weather), saving of energy (e.g. control of thermoelectric valves in order to avoid waste of energy without loss of comfort) and remove excessive stress, insecurities and concerns (e.g. the possibility you have forgotten the heater turned on, or the garage door open and you have left for holidays). Key-words: EIB (European Installation Bus), New Installation Technologies, ETS Software, profits of users

4 Πρόλογος Ευχαριστίες Ο κύριος λόγος για τον οποίο διάλεξα αυτό το θέμα της διπλωματικής, είναι διότι μου κέντρισε ιδιαίτερα το ενδιαφέρον. Μέχρι πρότινος γνώριζα ελάχιστα πράγματα σχετικά με τις νέες εφαρμογές των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Αρχικά, κατά τη συλλογή πληροφοριών αντιμετώπισα πρόβλημα σχετικά με τη βιβλιογραφία. Έπειτα από σχετική έρευνα όμως, θεωρώ ότι οι πηγές που βρήκα αποδείχθηκαν ιδιαίτερα χρήσιμες και κατατοπιστικές. Για τη διεκπεραίωση της διπλωματικής μου εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Δρ. Συνδουκά Δημήτριο που μου πρότεινε το θέμα και με καθοδήγησε μέχρι το τέλος, καθώς επίσης και τον Δρ. Παναγιωτόπουλο Δημόκριτο, την εταιρία Siemens A.E. και ιδιαίτερα τον κύριο Γκάγκο Αλέξανδρο που εργάζεται στο υποκατάστημα της Θεσσαλονίκης. Επίσης ευχαριστώ τον κύριο Αναστάσιο Τζιόλα, του εκδοτικού οίκου «Εκδόσεις Τζιόλα» στη Θεσσαλονίκη, για την δωρεάν προσφορά του Βιβλίου του ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων στην Πράξη.

5

6 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Περιγραφή του Συστήματος ΕΙΒ 1.1 Εισαγωγή Ιστορική Αναδρομή και Έννοια του ΕΙΒ Χαρακτηριστικά του Συστήματος ΕΙΒ-instabus Οφέλη Τελικού Χρήστη από το Σύστημα ΕΙΒ Ποιοι είναι οι bus-συνδρομητές Μεταφορά και Ανταλλαγή Πληροφοριών Χρησιμοποιώντας το Σύστημα ΕΙΒ Διευθυνσιοδότηση των bus-συνδρομητών Τοπολογία bus-συσκευών, Δομή Τεχνικής ΕΙΒ Πλεονεκτήματα της Εγκατάστασης ΕΙΒ Σύγκριση του Συστήματος ΕΙΒ με μια Συμβατική Ηλεκτρική Εγκατάσταση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Συσκευές της τεχνικής ΕΙΒ-instabus 2.1 Η Υλοποίηση των «Έξυπνων» Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Είδη Συσκευών και άλλων Εξαρτημάτων της Τεχνικής ΕΙΒ Οι Βασικές Συσκευές και τα Εξαρτήματα μιας Εγκατάστασης ΕΙΒ Συσκευές Επικοινωνίας του Συστήματος ΕΙΒ Διάφοροι Αισθητήρες Βασικές Συσκευές Εισόδου Βασικές Συσκευές Εξόδου Βασικές Συσκευές Ενδείξεων και Χειρισμού Βασικές Συσκευές Τηλεχειρισμού Ελεγκτές Παρελκόμενα Μπουτόν.60

7 2.13 Σύνθετες Συσκευές Δομή των Bus-συσκευών Ο Ηλεκτρικός Πίνακας της Εγκατάστασης ΕΙΒ.64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Πεδία Εφαρμογής της Τεχνικής ΕΙΒ Έλεγχος Φωτισμού και Φωτισμός Εσωτερικών Χώρων Φωτισμός Εξωτερικών Χώρων Έλεγχος Ηλεκτρικών Ρολών και Τεντών Έλεγχος Θέρμανσης και Κλιματισμού Κεντρικές Λειτουργίες και Εντολές Αναγγελίες, Ενδείξεις Τηλεχειρισμοί και Τηλεαναγγελίες Προκαθορισμένες Συνθήκες και Σενάρια Ασφάλεια Έλεγχοι Φορτίων Νέες Δυνατότητες της Τεχνικής ΕΙΒ-instabus ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Λογισμικό ETS Εισαγωγή με το Λογισμικό ETS Βάσεις Δεδομένων και Λογισμικό ETS Δημιουργία Προγράμματος Εγκατάστασης ΕΙΒ ΕTS 3 Professional και Βάση Δεδομένων Γνωριμία με το Λογισμικό ETS 3, Βασικά Χαρακτηριστικά ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Εγκατάσταση του ΕΙΒ Εγκαταστάσεις ΕΙΒ Κτιρίων ΕΙΒ-instabus με τηλεφωνικό καλώδιο (ΤΡ) PL EIB-instabus Γραμμή Ισχύος Power Line RF EIB-instabus Ραδιοσυχνότητα (RF) Είδη Συσκευών EIB-instabus Καλωδιώσεις και Συνδεσμολογίες 100

8 5.2.2 Συγκεντρωτικός Πίνακας των Βασικών Στοιχείων Εγκατάστασης του Συστήματος ΕΙΒ-instabus ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Visualization - Οπτικοποίηση 6.1 Οπτικοποίηση Σκοπός της Οπτικοποίησης στα Επαγγελματικά Κτίρια Λογισμικό Οπτικοποίησης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Προοπτικές και Εξελίξεις της Τεχνικής ΕΙΒ 7.1 Δικτυωμένο Σπίτι και Διαδίκτυο Υπηρεσίες Ασφαλείας Υπηρεσίες Επικοινωνίας και Διασύνδεση του ΕΙΒ με άλλα Συστήματα Επικοινωνία Εγκαταστάσεων ΕΙΒ μέσω Internet και Ethernet.111 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Εφαρμογές του πανταχού Παρόντα Υπολογιστή σε Κτιριακές Εγκαταστάσεις 8.1 Εφαρμογές σε μονοκατοικία εντός Ελλάδος Εφαρμογές σε κτίριο γραφείων εντός Ελλάδος Εφαρμογές σε κτίρια εκτός Ελλάδος The Active Badge The Active Bat The Active Floor ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Συστήματα και λειτουργίες που ελέγχονται με το σύστημα EIB- instabus 15 Πίνακας 2. Αρχές λειτουργίας της Τεχνικής ΕΙΒ/ΚΝΧ Πίνακας 3. Στοιχεία δομής του συστήματος ΕΙΒ Πίνακας 4. Σύγκριση συστήματος ΕΙΒ με μια Συμβατική Ηλεκτρική Εγκατάσταση...35 Πίνακας 5. Διαχωρισμός συσκευών ανάλογα με τη χρήση τους...38 Πίνακας 6. Διαχωρισμός συσκευών ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης και στερέωσής τους.39 Πίνακας 7. Σύγκριση χρονοδιακόπτη 2 καναλιών με χρονοδιακόπτη 4 καναλιών..47 Πίνακας 8. Έξοδοι για ρύθμιση φωτισμού Πίνακας 9. Διαθέσιμες λειτουργίες νέων συσκευών Πίνακας 10. Απαιτήσεις σε Hardware για εγκατάσταση του ETS 3 Professional...84 Πίνακας 11. Συγκεντρωτικός πίνακας των βασικών στοιχείων εγκατάστασης του συστήματος EIB-instabus.101 Πίνακας 12. Βασικά χαρακτηριστικά του λογισμικού Οπτικοποίησης της Siemens.107 Πίνακας 13. Διασύνδεση του ΕΙΒ με άλλα συστήματα..110

10 Στους γονείς μου

11 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Περιγραφή του Συστήματος ΕΙΒ 1.1 Εισαγωγή Για τους καθημερινούς ανθρώπους, και ιδιαίτερα τους οικογενειάρχες, είναι επιτακτική η ανάγκη προγραμματισμού της καθημερινής τους ζωής, λόγω της μεγάλης έλλειψης χρόνου που αντιμετωπίζουν. Μία πρώτη λύση θα αποτελούσε η παροχή τεχνολογίας από μια μακροπρόθεσμα κερδοφόρα επιχείρηση, η οποία θα βασιζόταν στα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας και κατ επέκτασιν στο «έξυπνο» οικιακό περιβάλλον, με ιδιαίτερη έμφαση στις δικτυωμένες συσκευές και στις εφαρμογές για καθημερινή χρήση. Δημιουργία ποιοτικού χρόνου για τους ανθρώπους Στα μισά του 20 ου αιώνα, το όραμα του μελλοντικού σπιτιού βασίστηκε στις θεωρίες ότι οι άνθρωποι θα χρησιμοποιούσαν τη μηχανική τεχνολογία στα σπίτια τους, υποθέτοντας ότι το σπίτι θα ήταν robotized. Σήμερα γνωρίζουμε ότι οι θεωρίες αυτές δεν πραγματοποιήθηκαν ποτέ. Όταν οι άνδρες και οι γυναίκες άρχισαν την πλήρη απασχόληση έξω από το σπίτι, ο

12 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 12 οικογενειακός ελεύθερος χρόνος τους μειώθηκε και ταυτόχρονα παρατηρήθηκε μια αυξανόμενη ανάγκη για διευκόλυνση της οικιακής εργασίας. Ένα παράδειγμα εταιριών που ασχολήθηκαν με το θέμα των ευφυών σπιτιών είναι οι Ericsson και Electrolux, οι οποίες στις 22 Δεκεμβρίου 1999, δημιούργησαν από κοινού κύρια επιχείρηση για την έρευνα, την ανάπτυξη και το μάρκετινγκ των ηλεκτρονικών οικιακών υπηρεσιών για το δικτυωμένο σπίτι. Η ανάγκη των σύγχρονων ανθρώπων για περισσότερη άνεση, για καλύτερες συνθήκες εργασίας, για εξοικονόμηση ενέργειας, για περισσότερη ασφάλεια και ολοκληρωμένη διαχείριση, ολοένα αυξάνεται. Στο ορατό μέλλον, προβλέπεται να γίνεται εντονότερη η επιδίωξη των παραπάνω για τα σύγχρονα σπίτια. Οι περισσότερες από αυτές τις απαιτήσεις δεν μπορούν να καλυφθούν από τις συμβατικές μεθόδους κατασκευής ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Η χρήση νέων τεχνικών γίνεται πλέον αναγκαία. Η νέα εποχή των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων έχει ξεκινήσει στην Ευρώπη από το Η βασική αρχή της είναι απλή. Σε κάθε κτίριο δημιουργείται ένα χωριστό δίκτυο για την κυκλοφορία και τη μεταβίβαση των πληροφοριών της εγκατάστασης. Το δίκτυο bus δεν είναι τίποτα παραπάνω από ένα διπολικό τηλεφωνικό καλώδιο το οποίο συνδέει μεταξύ τους όλες τις συσκευές και τα μέρη μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, ώστε αυτά να είναι ικανά να «επικοινωνούν» μεταξύ τους σύμφωνα με συγκεκριμένο προγραμματισμό. Η φιλοσοφία της τεχνικής bus (τεχνική ΕΙΒ) είναι ανοικτή και υπακούει στις προδιαγραφές της Ευρωπαϊκής Ένωσης Εγκαταστάσεων BUS (EIBA) στην οποία συμμετέχουν και συνεργάζονται περισσότεροι από εκατό (100) κατασκευαστές υλικών εγκαταστάσεων και συσκευών.

13 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 13 Βέβαια, οι απαιτήσεις αυτές μπορούν να καλυφθούν εν μέρει και από συμβατικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Έτσι όμως, οι συμβατικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις γίνονται πολύπλοκες και η λειτουργία τους προβληματική, με συνέπεια να υπάρχει στα κτίρια χάος καλωδιώσεων και ακόμη, ποικιλία συσκευών και συστημάτων τα οποία δεν επικοινωνούν μεταξύ τους. Η σημασία των αυξανόμενων απαιτήσεων συνδυάζεται με την οικονομικώς αποδοτική γενική χρήση της κατασκευής. Όλες οι απαιτήσεις μπορούν να ικανοποιηθούν από μία ηλεκτρική εγκατάσταση ΕΙΒ-instabus, η οποία παρέχει και την ιδανική βάση γι αυτό. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ευρύτερη κατανόηση της λειτουργίας των «Σπιτιών του Μέλλοντος» και η μελέτη των ανέσεων που παρέχουν στον σημερινό άνθρωπο. Θα μελετηθεί η ιδέα της τεχνικής European Installation Bus (EIB), οι τρόποι εγκατάστασης ενός τέτοιου συστήματος και οι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την υλοποίησή του. Το επίκεντρο του ενδιαφέροντος υπήρξε η σημερινή επικρατούσα κατάσταση, κυρίως στην Ελλάδα. Δομή Εργασίας Η διπλωματική εργασία αποτελείται από επτά (7) Κεφάλαια: Στο 1 ο κεφάλαιο: παρουσιάζεται η Εισαγωγή και μία γενική περιγραφή και αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά του Συστήματος ΕΙΒ (European Installation Bus), καθώς και μία επιγραμματική αναφορά στα οφέλη και τα πλεονεκτήματα της εγκατάστασης ΕΙΒ. Στο 2 ο Κεφάλαιο: αναφέρονται οι Συσκευές και τα εξαρτήματα που απαιτούνται προκειμένου να ολοκληρωθεί μία ηλεκτρική εγκατάσταση με την τεχνική ΕΙΒ.

14 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 14 Στο 3 ο Κεφάλαιο: αναφέρονται με μεγαλύτερη λεπτομέρεια οι χρήσεις και τα πεδία εφαρμογής της τεχνικής ΕΙΒ. Στο 4 ο Κεφάλαιο: γίνεται μία γενική αναφορά στο Λογισμικό ETS βάση του οποίου προγραμματίζονται οι ηλεκτρικές λειτουργίες ενός κτιρίου. Η εκμάθηση του προγράμματος ETS 3 Professional είναι κάτι ιδιαίτερα εξεζητημένο και αφορά αποκλειστικά τους ηλεκτρολόγους εγκαταστάτες. Στο 5 ο Κεφάλαιο: γίνεται μια εξειδικευμένη έρευνα σχετικά με την εγκατάσταση του Συστήματος ΕΙΒ, σχετικά με συσκευές, εγκαταστάσεις γραμμών, καλωδιώσεις, κ.λ.π. Στο 6 ο Κεφάλαιο: γίνεται αναφορά στην Οπτικοποίηση. Η διαδικασία της Οπτικοποίησης βοηθά στην παραστατική παρουσίαση των καταστάσεων λειτουργίας μιας εγκατάστασης. Στο 7 ο Κεφάλαιο: παρουσιάζονται ως Επίλογος οι προοπτικές και οι εξελίξεις της τεχνικής ΕΙΒ. Συστήματα και λειτουργίες που ελέγχονται σε ένα κτίριο, με τη βοήθεια του συστήματος ΕΙΒ-instabus: Τα βασικά συστήματα μιας «έξυπνης» ηλεκτρικής εγκατάστασης που ελέγχονται και λειτουργούν σύμφωνα με την τεχνική ΕΙΒ, είναι:

15 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Φωτισμός 2. Ρολά, τέντες, κουρτίνες 3. Θέρμανση, κλιματισμός 4. Συστήματα ασφαλείας 5. Ομαδικές λειτουργίες 6. Τηλεφωνική Επικοινωνία 7. Παρουσιάσεις λειτουργιών με απεικόνιση σε οθόνη Πίνακας 1. Συστήματα και λειτουργίες που Ελέγχονται με το σύστημα EIB-instabus 1. Φωτισμός: Παρέχει τη δυνατότητα διαφορετικής έντασης φωτισμού σε κάποιο χώρο ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν και τον προγραμματισμό που έχει γίνει. 2. Ρολά, Τέντες, Κουρτίνες: Ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες διαφοροποιούνται οι λειτουργίες τους, τόσο για παροχή ιδανικών συνθηκών εσωτερικών χώρων, όσο και για την προστασία τους από καταστροφές λόγω καιρικών συνθηκών, όπως π.χ. αέρα, χαλάζι, κ.λ.π. 3. Θέρμανση και Κλιματισμός: Αυτόματη ρύθμιση της θερμοκρασίας του εσωτερικού χώρου, προκειμένου να δημιουργείται άνετο περιβάλλον. 4. Συστήματα Ασφαλείας: Τα συστήματα ασφαλείας μπορεί να αναφέρονται στην επιτήρηση των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων για προστασία από διακοπές ρεύματος, στον κεντρικό έλεγχο θέρμανσης, παραθύρων, φωτισμού, στη σηματοδότηση των συστημάτων συναγερμού, και στην προσομοίωση παρουσίας στο σπίτι με τη χρήση των κατάλληλων συστημάτων (π.χ. φωτισμός).

16 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Ομάδες Λειτουργίας: Ελέγχονται γενικές λειτουργίες του κτιρίου, που ενδέχεται να λειτουργούν και σε συνδυασμό, όπως για παράδειγμα σε περίπτωση που το σπίτι μείνει άδειο, να ενεργοποιείται σύστημα προσομοίωσης με συνδυασμό φωτισμού και ρολών. 6. Τηλεφωνική Επικοινωνία: Γίνεται έλεγχος μέσω κινητού τηλεφώνου ή μέσω PDA (bluetooth). Η σηματοδότηση είναι εφικτή μέσα σε συγκεκριμένα γεωγραφικά όρια. 7. Παρουσιάσεις Λειτουργιών με Απεικόνιση στην Οθόνη: Αφορά ειδικές οθόνες πληροφοριών όπου ο χρήστης μπορεί για παράδειγμα να επιτηρεί τη λειτουργία του συστήματος και να λαμβάνει πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος. 1.2 Ιστορική Αναδρομή και Έννοια του ΕΙΒ Περίπου στα τέλη της δεκαετίας του 1980, δημιουργήθηκε μια ομάδα η οποία ασχολήθηκε κατά κύριο λόγο με την τεχνική του instabus. Την ομάδα αυτή αποτελούσαν κορυφαίες επιχειρήσεις της κεντρικής Ευρώπης, με αντικείμενο ενασχόλησης την ηλεκτρολογία. Κοινός τους στόχος αποτελούσε ο έλεγχος των οικιακών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων από αποκεντρωμένα σημεία. Οι αυξανόμενες ανάγκες της σύγχρονης ζωής σε άνεση, ευκολία και οικονομία, οδήγησαν στην εξέλιξη ήδη

17 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 17 υπαρχόντων συστημάτων κτιρίου και στην ανάπτυξη της τεχνικής ΕΙΒ. Το 1999 στις Βρυξέλλες ιδρύθηκε η Konnex Association που προήλθε από την ένωση και τη συνεργασία προγενέστερων Ευρωπαϊκών Ενώσεων με κύριο σκοπό την εξέλιξη των «έξυπνων» - αυτοματοποιημένων σπιτιών και κτιρίων. Τα προϊόντα των εταιριών που ανήκουν στην Ένωση είναι συμβατά μεταξύ τους, σύμφωνα με κάποιο πρότυπο, για το bus EIB/KNX. Για το λόγο αυτό, έχουμε τη δυνατότητα σε μια εγκατάσταση να χρησιμοποιήσουμε υλικά διαφορετικών εταιριών, που ανήκουν όμως στην ίδια Ένωση. Οι αρχές λειτουργίας της νέας τεχνικής ηλεκτρικών εγκαταστάσεων EIB/KNX, απεικονίζονται στον πίνακα 1 : Τεχνική EIB/KNX: Αρχές Λειτουργίας Αποκεντρωμένο bus Όλες οι λειτουργίες ελέγχονται ανεξάρτητα Δεν χρειάζεται κεντρικός Η/Υ Γρήγορη ανταλλαγή πληροφοριών Ελεύθερη διασύνδεση άλλων εξαρτημάτων Ανοικτό και επεκτάσιμο σύστημα Πίνακας 2. Αρχές Λειτουργίας της τεχνικής ΕΙΒ/ ΚΝΧ Εφαρμόζεται η διαυλική τεχνική. Κάθε κτίριο έχει το δικό του αποκεντρωμένο δίκτυο που βασίζεται σε Bus (δίαυλο), όπου η ανταλλαγή πληροφοριών είναι σειριακή. Η Bus γραμμή συνδέει όλες τις ΕΙΒ/ΚΝΧ συσκευές που υπάρχουν στο κτίριο και η επικοινωνία μπορεί να γίνεται είτε μέσω διπολικού 1 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

18 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 18 καλωδίου, είτε μέσω δικτύου 230/400V, είτε ασύρματα μέσω ραδιοφωνικών σημάτων. Οι συσκευές προγραμματίζονται για τον τρόπο λειτουργίας τους και δεν υπάρχει κεντρικός υπολογιστής, γι αυτό και το σύστημα ονομάζεται αποκεντρωμένο. Εάν στη συνέχεια διαπιστωθεί ότι απαιτείται αλλαγή στη λειτουργία κάποιας συσκευής, τότε με τη χρήση του υπολογιστή επαναπρογραμματίζεται η συγκεκριμένη συσκευή. Οι σημερινές συμβατικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, έχουν υποστεί πλήρη εκμεταλλευσιμότητα και είναι αποδεδειγμένο ότι αδυνατούν να καλύψουν επιπλέον ανάγκες. Σε περίπτωση που γίνει μια τέτοια προσπάθεια, τότε θα υπάρξει πρόβλημα όσον αφορά την πολυπλοκότητα και τις δυσλειτουργίες που θα παρουσιάσουν αυτά τα συστήματα. Αντιθέτως, η νέα τεχνική ηλεκτρικών εγκαταστάσεων παρέχει στους χρήστες: Άνεση Ευελιξία (εύκολη χρήση συνδυασμού ηλεκτρικών υπηρεσιών και εύκολο επανα-προγραμματισμό της λειτουργίας μιας συσκευής χωρίς επέμβαση στις καλωδιώσεις) Εξοικονόμηση ενέργειας Αίσθηση ασφάλειας στους χρήστες (σχετικά με τη λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων του κτιρίου τους)

19 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 19 Σχήμα 1.2 Σχηματική παράσταση παρουσίασης δυνατοτήτων της τεχνικής κεντρικής διαχείρισης ενός κτιρίου 2 (1) Πίνακας διανομής και διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας (2) Χειρισμός ρολών παραθύρων, σε συνάρτηση με τις ασχολίες των χρηστών και την ταχύτητα των καιρικών συνθηκών, αλλά και συναγερμού σε περίπτωση θραύσης των τζαμιών (3) Ανίχνευση κίνησης (4) Διαχείριση ηλιακής ενέργειας μέσω συλλεκτών (5) Προγραμματισμός θέρμανσης / κλιματισμού ανά ζώνη (6) Χειρισμός φωτισμού ανάλογα με τις ασχολίες των κατοίκων και τη φωτεινότητα του χώρου (7) Κεντρική θέρμανση με δυνατότητα τεχνητού συναγερμού σε περίπτωση δυσλειτουργίας (8) Επιτηρητής ηλιακού φωτός (9) Επιτηρητής συνθηκών ανέμου (ανεμόμετρο) 2 Τουλόγλου Σ. (2004). Ηλεκτρικτρικές Εγκαταστάσεις Κτιρίων. Αθήνα: Εκδόσεις ΙΩΝ

20 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Χαρακτηριστικά του Συστήματος EIB-instabus Το γεγονός ότι το σύστημα εγκαταστάσεων ΕΙΒ χρησιμοποιεί ένα μοναδικό ζεύγος καλωδίων μέσω του οποίου επικοινωνούν όλες οι συσκευές ενός κτιρίου, το καθιστά ιδιαίτερα απλό και κατά κύριο λόγο μειώνει τη δουλειά των ηλεκτρολόγων. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται στην τεχνική ΕΙΒ και συνδέονται πάνω στο bus, χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Α) Συνδρομητές-bus (συσκευές που προγραμματίζονται), όπου περιλαμβάνονται οι Αισθητήρες ή Μονάδες Εισόδου, όπως: Διακόπτες Μπουτόν Αισθητήρια φωτός και θερμοκρασίας Ανιχνευτές κίνησης και οι Εντολείς ή Μονάδες Εξόδου, όπως: Ψηφιακές δυαδικές έξοδοι Ρελέ Ρυθμιστές Β) Συσκευές-bus (συσκευές οι οποίες δεν προγραμματίζονται), όπως για παράδειγμα τα τροφοδοτικά και τα πηνία. Μέχρι και δώδεκα χιλιάδες (12.000) συνδρομητές μπορεί να υποστηρίξει μια εγκατάσταση, χωρίς να παρουσιαστεί κανένα πρόβλημα στο σύστημα ΕΙΒ. Για να έχουν οι συνδρομητές τη δυνατότητα να επικοινωνούν μεταξύ τους και να δέχονται τις παραμέτρους λειτουργίας τους, διαθέτουν μοναδικές φυσικές διευθύνσεις. Επιπρόσθετα, κάθε συνδρομητής έχει δικό του πρόγραμμα για τον καθορισμό της λειτουργίας του και διαθέτει δικό του μικροεπεξεργαστή καθώς και μνήμη ROM (Read Only

21 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 21 Memory), RAM (Random Access Memory) και EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). Οι παράμετροι λειτουργίας του κάθε συνδρομητή ορίζονται μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή και με τη βοήθεια του λογισμικού ETS (EIBA Tool Software). Η διάδοση των πληροφοριών και των παραμέτρων του προγράμματος γίνεται σειριακά, μέσω της θύρας RS 232, η οποία τοποθετείται κυρίως στον κεντρικό πίνακα του κτιρίου, αλλά και σε οποιοδήποτε άλλο σημείο του κτιρίου. Σε ένα κτίριο όπου εφαρμόζεται η τεχνική ΕΙΒ, υπάρχουν πολλοί συνδρομητές και συσκευές που χρησιμοποιούνται είτε για εξωτερική, είτε για χωνευτή τοποθέτηση και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω μιας αυτοκόλλητης ράγας τροφοδοσίας και μεταφοράς δεδομένων, που τοποθετείται στην τυποποιημένη ράγα του πίνακα του κτιρίου. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, στην τεχνική ΕΙΒ χρησιμοποιείται μία μόνο γραμμή ελέγχου και παρακολούθησης των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Έτσι, οι γραμμές τροφοδοσίας που απαιτούν οι χρήστες κατευθύνονται απευθείας σ αυτούς από τον ηλεκτρικό πίνακα τροφοδοσίας, χωρίς επιπλέον διαδρομές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μείωση των καλωδιώσεων που επικρατούσαν μέχρι σήμερα με τις συμβατικές εγκαταστάσεις. Σε περίπτωση εσωτερικής αλλαγής της διαρρύθμισης του χώρου, η προσαρμογή του συστήματος ΕΙΒ υλοποιείται άμεσα μέσω επαναπρογραμματισμού, χωρίς να απαιτείται η μεταφορά των γραμμών καλωδίωσης, εξοικονομώντας χρόνο, χρήμα και αποφεύγοντας την ταλαιπωρία.

22 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 22 Η αξιοποίηση των δυνατοτήτων του συστήματος ΕΙΒ-instabus αποδίδει τα ίδια οφέλη, είτε πρόκειται για μια απλή μονοκατοικία, είτε για επαγγελματικό κτίριο Οφέλη Tελικού Xρήστη από το Σύστημα ΕΙΒ Ασφάλεια Πολλές φορές έχουμε ακούσει για πυρκαγιές που προκαλούνται σε κτίρια λόγω βραχυκυκλώματος των καλωδίων, ή για θανάτους λόγω ηλεκτροπληξίας. Τέτοια προβλήματα ασφάλειας εξαλείφονται με τη χρήση του συστήματος ΕΙΒ. Τα καλώδια μειώνονται σημαντικά και η τάση των 230V έχει αντικατασταθεί από 24V ή από τις μπαταρίες συσκευών που αφορούν συνήθως τηλεχειρισμούς μέσω υπερύθρων. Άνεση Μέσω του συστήματος EIB-instabus μπορούμε να προγραμματίσουμε μια συσκευή με τέτοιο τρόπο, ώστε με το απλό πάτημα ενός κουμπιού να ενεργοποιείται συνδυασμός λειτουργιών, όπως για παράδειγμα φωτισμού, θέρμανσης και ηλεκτρικών ρολών. Οικονομία Δεν μπορεί να γίνει αντικειμενική σύγκριση μεταξύ μιας συμβατικής ηλεκτρικής εγκατάστασης και μιας εγκατάστασης ΕΙΒ, όσον αφορά τον οικονομικό τομέα. Αρχικά η συμβατική εγκατάσταση φαίνεται οικονομικότερη. Αν αναλογιστεί όμως κανείς το κόστος συντήρησης και το κόστος αλλαγών διαρρύθμισης συμπεριλαμβανομένου του κόστους από το γκρέμισμα των τοίχων και την αμοιβή του ανθρώπινου

23 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 23 δυναμικού, αντιλαμβάνεται αμέσως ότι το θέμα είναι πολύ πιο περίπλοκο. Επιπλέον, σημαντικός παράγοντας που καθιστά το σύστημα ΕΙΒ οικονομικότερο, είναι και η εξοικονόμηση ενέργειας που γίνεται μέσω της «έξυπνης» διαχείρισης των ηλεκτρικών συσκευών. Διάρκεια Η τεχνική ΕΙΒ πρόκειται για μια Ευρωπαϊκή τεχνική με ραγδαία εξέλιξη που τείνει να διαδοθεί σε ολόκληρη την υφήλιο. Οι δυνατότητες επέκτασης και οι υπηρεσίες που παρέχει εξασφαλίζουν την διάρκειά της στο χώρο των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Συμπεριφορά Όλα τα πλεονεκτήματα που αναφέρθηκαν μέχρι τώρα σχετικά με την ευκολία χρήσης του συστήματος ΕΙΒ, αποτελούν τα κύρια στοιχεία συμπεριφοράς του συστήματος. Μεγάλο πλεονέκτημα επίσης, είναι το γεγονός, ότι η βλάβη μιας συσκευής είναι πολύ εύκολο να εντοπιστεί και να διορθωθεί. Τα στοιχεία χειρισμού, όπως π.χ. διακόπτες με μπουτόν, αντικαθίστανται εύκολα και γίνεται προσαρμογή του προγραμματισμού της συσκευής. Εμφάνιση Η τεχνική ΕΙΒ βασίζεται στις νέες τεχνολογίες και αναμενόμενο είναι η εμφάνιση του συστήματος να είναι τουλάχιστον μοντέρνα. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται, από τα απλά μπουτόν μέχρι και τις οθόνες LCD, δίνουν την αίσθηση ενός λιτού και ταυτόχρονα λειτουργικού περιβάλλοντος.

24 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Ποιοι είναι οι bus-συνδρομητές Οι τρεις βασικές κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται οι busσυνδρομητές είναι οι εξής: Α) Αισθητήρες ή Εντολείς: ονομάζονται οι συσκευές που δίνουν είτε εντολές, είτε πληροφορίες στο σύστημα, όπως είναι για παράδειγμα ο αισθητήρας φωτεινότητας χώρου, οι θερμοστάτες χώρου, ο αισθητήρας διαρροής νερού, ο ανιχνευτής παρουσίας, κ.α. τα οποία αναλύονται στη συνέχεια της εργασίας. Β) Δέκτες: ονομάζονται όλες οι συσκευές εξόδου οι οποίες εκτελούν τις εντολές που παίρνουν από τους αισθητήρες. Παράδειγμα συσκευών εξόδου αποτελούν οι έξοδοι για ρύθμιση φωτισμού, τα Dimmer ισχύος Altenburger, οι έξοδοι για έλεγχο ηλεκτρικών ρολών και τεντών κ.α. τα οποία αναλύονται στη συνέχεια της εργασίας. Γ) Ελεγκτές: ονομάζονται συσκευές όπως η Μονάδα Σεναρίων για την αποθήκευση διαφορετικών σεναρίων (ρύθμιση φωτισμού, ρολών, θερμοκρασίας), η Μονάδα Χρονικού Προγραμματισμού, η Μονάδα Ελέγχου Φωτεινότητας, κ.α. που αναλύονται στη συνέχεια. Ο bus-συνδρομητής αποτελείται από δύο μέρη, τα οποία είναι ο bus-προσαρμοστής και η bus-τελική συσκευή. Τα δύο αυτά μέρη επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω της θύρας του χρήστη. Η θύρα αυτή, περιέχει ακροδέκτες οι οποίοι χρησιμοποιούνται ανάλογα με την bus-τελική συσκευή. Με τον τρόπο αυτό είναι εξασφαλισμένη η σωστή επικοινωνία μεταξύ busπροσαρμοστή και bus-τελικής συσκευής, όταν φορτώνεται το πρόγραμμα εφαρμογής με το ETS, στην EEPROM του busπροσαρμοστή. Ο ρόλος του bus-προσαρμοστή είναι να κωδικοποιεί τα τηλεγραφήματα που δέχεται από το bus και αναλόγως ελέγχει

25 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 25 την bus-τελική συσκευή. Αντιστρόφως, η bus-τελική συσκευή στέλνει μηνύματα στον bus-προσαρμοστή, τα οποία κωδικοποιούνται και στέλνονται στο bus με μορφή τηλεγραφημάτων. Ο bus-προσαρμοστής περιλαμβάνει έναν μικροεπεξεργαστή, μια μνήμη ROM, μία RAM και μία μνήμη EEPROM (ηλεκτρικά διαγραφόμενη μνήμη) που τον βοηθούν να συγκρατεί τις πληροφορίες που απαιτούνται για τη λειτουργία της συσκευής, κατά τη λειτουργία του Software ETS. Η μνήμη ROM, η οποία είναι αμετάβλητη, περιέχει το βασικό πρόγραμμα. Στη μνήμη EEPROM φορτώνεται, με τη βοήθεια του προγράμματος ETS, ο προγραμματισμός και οι παράμετροι για τη λειτουργία της συγκεκριμένης συσκευής. Ενώ η μνήμη RAM, η οποία χρησιμοποιείται από τον μικροεπεξεργαστή, απαιτείται για δεδομένα που επεξεργάζονται στιγμιαία Μεταφορά και Ανταλλαγή Πληροφοριών χρησιμοποιώντας το Σύστημα ΕΙΒ Οι bus-συνδρομητές επικοινωνούν μεταξύ τους και ανταλλάσσουν πληροφορίες είτε μέσω τηλεφωνικών καλωδίων, είτε μέσω καλωδίων δικτύου, είτε με ραδιοσήματα. Οι πληροφορίες αυτές μεταδίδονται σειριακά, ενώ ο τρόπος μεταφοράς και ανταλλαγής πληροφοριών στην τεχνική ΕΙΒ, βασίζεται στο σύστημα OSI (Open Systems Interconnection Στόχος του προτύπου αυτού είναι η δημιουργία τυποποίησης έτσι ώστε να επικοινωνούν συσκευές διαφορετικών κατασκευαστών. Τίθεται ένα πλαίσιο, μέσα στο οποίο καθορίζονται στάνταρντς και πρωτόκολλα για την επικοινωνία διαφόρων επιπέδων που ορίζονται από το OSI).

26 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 26 To bus δημιουργεί έναν κοινό δρόμο επικοινωνίας και ανταλλαγής πληροφοριών ανάμεσα στους bus-συνδρομητές. Οι πληροφορίες που πρόκειται να μεταδοθούν σειριακά, παρουσιάζονται σε μορφή τηλεγραφήματος το οποίο μεταφέρεται στο bus μέσω ενός αισθητήρα, όπως για παράδειγμα ένας θερμοστάτης, ο οποίος δίνει μια εντολή σε κάποιους παραλήπτες. Εάν το τηλεγράφημα φτάσει σωστά και ολοκληρωμένο στον προορισμό του, τότε ο κάθε παραλήπτης στέλνει στο δότη μήνυμα ότι έλαβε το τηλεγράφημα. Σε περίπτωση που δεν γίνει αυτό, ο αισθητήρας αποστέλλει ξανά το τηλεγράφημα μέχρι τρεις φορές. Εάν και πάλι δεν λάβει μήνυμα επιβεβαίωσης της λήψης, τότε σημειώνει στη μνήμη του τη συγκεκριμένη διεύθυνση του παραλήπτη, για έλεγχο. Κατά τον προγραμματισμό του συστήματος ΕΙΒ με το Software ETS, ορίζεται σε ποια διεύθυνση ομάδας θα ανταποκρίνεται ο κάθε bus-συνδρομητής. Στο τηλεγράφημα, ο αποστολέας καταχωρεί την διεύθυνση ομάδας που αφορά το μήνυμα. Κάθε bus-συνδρομητής λαμβάνει το τηλεγράφημα, διαβάζει τις διευθύνσεις που αναφέρει η ομάδα και εάν διαπιστώσει ότι και η δική του περιλαμβάνεται εκεί, τότε το μήνυμα τον αφορά. Διαφορετικά το απορρίπτει. Η μετάδοση δεδομένων στο σύστημα ΕΙΒ γίνεται ταυτόχρονα με την μεταφορά της τάσης τροφοδοσίας των busσυνδρομητών από το ίδιο ζεύγος αγωγών. Η τάση των γραμμών bus είναι συνεχούς ρεύματος 24V (με ανοχή +6 / -4). Τα τηλεγραφήματα διαμορφώνονται επάνω στη συνεχή τάση, όπου ένα λογικό μηδέν (0) μεταδίδεται ως παλμός, ενώ η έλλειψη παλμού ερμηνεύεται ως λογικό (1). Τα επιμέρους δεδομένα των τηλεγραφημάτων μεταδίδονται ασύγχρονα. Ωστόσο, μέσω των start-bits και stop-bits συγχρονίζεται η μετάδοση. Το τηλεγράφημα αποστέλλεται με ρυθμό μετάδοσης 9.600bits/sec, δηλαδή το 1 bit καταλαμβάνει το bus για χρόνο

27 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 27 1/9.600 ή 104μs. Το σήμα αποτελείται από 11 bits και προσθέτοντας τον χρόνο παύσης (2 bits), προκύπτει χρόνος μετάδοσης 1,35ms (13 bits ανά σήμα).το κάθε τηλεγράφημα αποτελείται από 8 μέχρι 23 σήματα, ενώ η επιβεβαίωση από 1 σήμα. Σε συνδυασμό με τον ελεύθερο χρόνο στο bus t1 (50 bit) και το διάστημα ως την επιβεβαίωση t2 (13 bits), ένα μήνυμα απασχολεί το bus για Ms 3. Στο σύστημα ΕΙΒ, κατά τη μεταφορά δεδομένων χρησιμοποιείται η τεχνική CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) η οποία προφυλάσσει τους bus-συνδρομητές από τις «συγκρούσεις» εντός δικτύου και από την απώλεια πληροφοριών. Τέτοιες συγκρούσεις προκαλούνται όταν περισσότεροι του ενός συνδρομητές επιχειρούν να έχουν ταυτόχρονη πρόσβαση. Η διαδικασία μετάδοσης πραγματοποιείται ως εξής: οι συνδρομητές οι οποίοι οφείλουν να απαντήσουν στο μήνυμα που έλαβαν λόγω του ότι η διεύθυνση τους ανήκει στην ομάδα διευθύνσεων του τηλεγραφήματος, πρέπει πρώτα να ελέγξουν το σήμα στο bus, έτσι ώστε να ξεκινήσουν τη διαδικασία αποστολής όταν κανείς άλλος bus-συνδρομητής δεν θα αποστέλλει πληροφορίες. Όταν το bus είναι ελεύθερο, κάθε συνδρομητής μπορεί να ξεκινήσει τη διαδικασία αποστολής. Αν δύο ή περισσότεροι συνδρομητές ξεκινήσουν ταυτόχρονα, ο συνδρομητής με τη μεγαλύτερη προτεραιότητα αρχίζει πρώτος χωρίς καθυστέρηση και οι 3 Τουλόγλου Σ. (2004). Ηλεκτρικτρικές Εγκαταστάσεις Κτιρίων. Αθήνα: Εκδόσεις ΙΩΝ

28 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 28 επόμενοι ξαναπροσπαθούν αργότερα. Αν δύο συνδρομητές έχουν την ίδια προτεραιότητα, τότε ξεκινάει πρώτος αυτός με τη μικρότερη φυσική διεύθυνση Διευθυνσιοδότηση των bus-συνδρομητών Στην καθημερινή μας ζωή η λειτουργία του ταχυδρομείου είναι σαφής. Κάθε γράμμα περιλαμβάνει τη διεύθυνση του παραλήπτη έτσι ώστε ο ταχυδρόμος να γνωρίζει τον προορισμό του. Στο σύστημα ΕΙΒ γίνεται κάτι αντίστοιχο. Στη θέση των γραμμάτων υπάρχουν τα «τηλεγραφήματα». Παραλήπτης ορίζεται ο κάθε bus-συνδρομητής και διεύθυνσή του αποτελεί η φυσική διεύθυνση που του έχει δοθεί κατά τον προγραμματισμό της εγκατάστασης με το Software ETS. Η φυσική διευθυνσιοδότηση είναι απαραίτητη για την ενεργοποίηση και λειτουργία του bus-συνδρομητή και πρέπει να δίδεται στη «γλώσσα» του bus. Όταν λοιπόν ένας busσυνδρομητής αποκτά φυσική διεύθυνση, στην ουσία αποκτά μια «ταυτότητα» σύμφωνα με την οποία αναγνωρίζεται στο δίκτυο. Η φυσική διεύθυνση του bus-συνδρομητή έχει τη μορφή: <περιοχή ή τμήμα>. <γραμμή>. <bus-συνδρομητής> όταν για παράδειγμα συναντήσουμε τη φυσική διεύθυνση , κατανοούμε ότι αναφέρεται στην πρώτη περιοχή, στην όγδοη γραμμή bus, στον τρίτο συνδρομητή του συστήματος. Για διευκόλυνση των ηλεκτρολόγων που εγκαθιστούν το σύστημα ΕΙΒ, είναι απαραίτητο κατά τον προγραμματισμό της ηλεκτρικής εγκατάστασης να αναφέρεται επάνω στους busπροσαρμοστές για παράδειγμα, η φυσική διεύθυνση της συσκευής.

29 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 29 Εκτός από τη φυσική διεύθυνση υπάρχει και η διεύθυνση ομάδας η οποία χαρακτηρίζει μια συσκευή και έχει ιδιαίτερη σημασία στον προγραμματισμό της. Η διεύθυνση ομάδας δείχνει τη σχέση της κάθε συσκευής με την γραμμή bus, και έχει τη μορφή: <κύρια ομάδα> / <δευτεροβάθμια ομάδα> / <υποομάδα> για παράδειγμα 1/5/2000. Μπορεί να υπάρχουν σε ένα σύστημα μέχρι 15 κύριες ομάδες και κάθε μία να περιλαμβάνει μέχρι υποομάδες. Η διεύθυνση ομάδας χρησιμοποιείται κυρίως για να ελέγξει τις μεμονωμένες bus-συσκευές. Η διαφορά ανάμεσα στη φυσική διεύθυνση και τη διεύθυνση ομάδας ενός bus-συνδρομητή, είναι ότι η φυσική διεύθυνση χρησιμοποιείται αρχικά για να τεθεί η εγκατάσταση σε λειτουργία καθώς και για εργασίες επιδιόρθωσης και συντήρησης. Η διεύθυνση ομάδας χρησιμοποιείται στην πράξη προκειμένου να λειτουργήσει η εγκατάσταση του συστήματος ΕΙΒ και με τον τρόπο αυτό να μεταδίδονται τα τηλεγραφήματα. Ένας bus-συνδρομητής μπορεί να περιλαμβάνεται σε περισσότερες από μία διευθύνσεις ομάδας και έτσι να ανταποκρίνεται σε τηλεγραφήματα που περιέχουν διαφορετικές διευθύνσεις ομάδων. Συνεπώς, συμπεραίνουμε ότι ο καθορισμός των διευθύνσεων μιας συσκευής κατά τον προγραμματισμό είναι αναγκαίος, αν θέλουμε η συσκευή αυτή να λειτουργεί και να αναγνωρίζεται από την εγκατάσταση. 1.5 Τοπολογία bus-συσκευών, Δομή Τεχνικής ΕΙΒ Η αρχιτεκτονική δομή του δικτύου όπου εφαρμόζεται το σύστημα ΕΙΒ ονομάζεται τοπολογία. Μία γραμμή bus μπορεί να περιλαμβάνει από 2 μέχρι 64 bus-συνδρομητές, συνήθως

30 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 30 όμως υπάρχουν 50 μόνο, έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα επέκτασης του δικτύου. Η ύπαρξη τροφοδοτικού και πηνίου για την παροχή ρεύματος 24V είναι απαραίτητη για τη λειτουργία των bus γραμμών. Μία περιοχή περιλαμβάνει 15 γραμμές. Κάθε γραμμή 64 bus-συνδρομητές, άρα (15*64) κάθε περιοχή ορίζεται έτσι ώστε να εξυπηρετεί 960 busσυνδρομητές. Αν σε κάποια γραμμή συνδεθούν πάνω από 64 συνδρομητές τότε απαιτείται ενισχυτής γραμμής. Σύμφωνα με τα παραπάνω, μια περιοχή μπορεί να περιλαμβάνει (15 γραμμές * 960 συνδρομητές) bus-συνδρομητές, όπου ο καθένας έχει τη δική του ταυτότητα (φυσική διεύθυνση). Μια περιοχή ή σύστημα μπορεί να συνδεθεί με ένα μεγαλύτερο σύστημα (είτε ξένο π.χ. ISDN, είτε άλλο σύστημα ΕΙΒ) μέσω μιας θύρας (Gateway) που συνδέεται στη γραμμή περιοχής. Παρόλο που υπάρχει πλήθος bus-συνδρομητών, τα τηλεγραφήματα κινούνται προς τις σωστές διευθύνσεις με τη βοήθεια των προσαρμοστών γραμμής / περιοχής οι οποίοι λειτουργούν ως φίλτρα, έτσι ώστε να μην υπάρχει διαρροή πληροφοριών προς «ξένες» γραμμές και περιοχές λειτουργίας. Για να ομαδοποιηθούν οι συνδρομητές σε λειτουργίες, οι διευθύνσεις ομάδος υποδιαιρούνται σε κύριες ομάδες και υποομάδες, ενώ η φυσική διεύθυνση αναγνωρίζεται βάση των γνωστών παραμέτρων με σαφήνεια. Όσον αφορά τις διευθύνσεις ομάδος, μπορεί να υπάρχουν μέχρι 14 κύριες ομάδες για έλεγχο φωτισμού, παραθύρων, τεντών και θερμοκρασίας, εκ των οποίων η κάθε μία μπορεί να περιλαμβάνει μέχρι υποομάδες. Κάθε γραμμή χρειάζεται το δικό της τροφοδοτικό το οποίο τοποθετείται στον πίνακα τροφοδοσίας της γραμμής. Με τον τρόπο αυτό, σε περίπτωση βλάβης της γραμμής, διακοπής ρεύματος ή βραχυκυκλώματος η υπόλοιπη εγκατάσταση και οι γραμμές του ΕΙΒ λειτουργούν κανονικά. Το τροφοδοτικό δίνει από 160mA μέχρι 640mA ανάλογα με το μέγεθός του. Για την

31 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 31 περίπτωση βραχυκύκλωσης ελέγχεται η τάση και το ρεύμα της γραμμής. Όσο περισσότεροι bus-συνδρομητές είναι συνδεδεμένοι σε μια γραμμή, τόσο περισσότερο ρεύμα χρειάζεται. Υπό κανονικές συνθήκες απορροφούν περίπου 150mW, ενώ αν χρησιμοποιούνται για παράδειγμα LEDs, τότε οι απαιτήσεις αυξάνονται και η κατανάλωση μπορεί να φτάσει τα 200mW. Για περισσότερους από 30 bus-συνδρομητές το τροφοδοτικό πρέπει να συνδεθεί σε κοντινή απόσταση με αυτούς. Μέγιστη απόσταση τροφοδοτικού και πλέον απομακρυσμένου χρήστη Μέγιστο μήκος γραμμής Μέγιστη απόσταση μεταξύ 2 συνδρομητών που επικοινωνούν μεταξύ τους <350m καλωδίου 1000m <700m καλωδίου Όσο περισσότεροι είναι οι bus-συνδρομητές, τόσο πιο κοντινή είναι η απόστασή τους από το τροφοδοτικό Πίνακας 3. Στοιχεία δομής του συστήματος ΕΙΒ Το καλώδιο (διπλό ζεύγος καλωδίων YCYM 2*2*0.8mm όπου το ένα ζεύγος είναι εφεδρικό) χρησιμοποιείται και για την τάση της τροφοδοσίας. Το ίδιο καλώδιο χρησιμοποιείται και για την διασύνδεση των γραμμών, με τη χρήση του προσαρμοστή γραμμής, σε μια περιοχή. Ομοίως συνδέονται και οι περιοχές. Εφόσον οι bus-συνδρομητές τοποθετούνται σε πίνακα, συνδέονται με το bus είτε με επαφές πίεσης, είτε με busκλέμμες. Η σύνδεση με επαφές πίεσης επιτυγχάνεται ταυτόχρονα με το κούμπωμα μιας συσκευής σε ράγα DIN EN

32 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών ,5, όπου έχει τοποθετηθεί αυτοκόλλητη γραμμή δεδομένων. Η μεταφορά πληροφοριών μεταξύ ράγας δεδομένων και γραμμής bus επιτυγχάνεται με ειδικούς συνδετήρες. Αλουμινόχαρτο Ζελατίνη (-) Ενεργοί αγωγοί (+) Σχήμα 1.5 Μορφή bus-καλωδίου. Ο κόκκινος αγωγός είναι ο θετικός και ο μαύρος ο αρνητικός. Το κάτω ζεύγος είναι εφεδρικό και δεν χρησιμοποιείται. Οι bus-συνδρομητές συνδέονται με τη γραμμή bus με τη βοήθεια των βυσματωτών bus-κλεμμών, όταν αφορά εξωτερική τοποθέτηση ή χωνευτή ή πρόκειται για τοποθέτηση σε συσκευές.

33 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Πλεονεκτήματα της Εγκατάστασης ΕΙΒ Η εγκατάσταση και η λειτουργία της τεχνικής ΕΙΒ αποφέρει σημαντικά οφέλη στο χρήστη, σε υπηρεσίες άνεσης, ευελιξίας και οικονομίας. Στη συνέχεια, αναφέρονται περιπτώσεις χρήσης του συστήματος ΕΙΒ: Φωτισμός: Η φωτεινότητα του χώρου ενός κτιρίου μπορεί να ελέγχεται ευέλικτα από το σύστημα ΕΙΒ, μέσω δύο καλωδίων του bus. Με τη χρήση υπέρυθρων ανιχνευτών και ανάλογα με την ώρα και τις καιρικές συνθήκες, τα φώτα μπορούν να ανάψουν ή να αυξομειωθεί η έντασή τους, ακόμα και να σβήσουν. Παράλληλα, ειδικοί ανιχνευτές μπορούν να ελέγχουν τον μηχανισμό των ηλεκτρικών ρολών ή κουρτινών ή τεντών και να συμβάλουν στη δημιουργία ιδανικών συνθηκών φωτεινότητας. Θέρμανση: Η χρήση θερμοστάτη ενεργοποιεί κατάλληλα τη λειτουργία θέρμανσης, σε συνδυασμό με τον εξαερισμό και τον κλιματισμό για τη δημιουργία του επιθυμητού αποτελέσματος σε ένα χώρο, χωρίς οικονομική και ενεργειακή σπατάλη. Χαμηλότερη Τιμολόγηση της καταναλωθείσας ενέργειας: Η συνεχής «παρακολούθηση» του κτιρίου και η ορθολογική χρήση των οικιακών υπηρεσιών μέσω του συστήματος ΕΙΒ, αποβαίνει σε οικονομικότερη διαχείριση και μεγαλύτερη διαθεσιμότητα της ενέργειας (ηλεκτρικό ρεύμα).

34 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 34 Γρήγορη και απλή προσαρμογή στα νέα δεδομένα: Σε περίπτωση που γίνεται μια ανακαίνιση σε κάποιο κτίριο, με επανακατανομή των χώρων, η όλη διαδικασία εκτελείται πολύ πιο γρήγορα και οικονομικά με το σύστημα ΕΙΒ, σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους. Η μοναδική γραμμή του bus και οι συσκευές του συστήματος με τον εύκολο προγραμματισμό τους, αποτελούν την καλύτερη δυνατή λύση. Ενδείξεις καταστάσεως του συστήματος μέσω μηνυμάτων: Η τεχνική ΕΙΒ δεν προσφέρει μόνο αυτοματισμούς σε ρολά, τέντες, θέρμανση και φωτισμό, αλλά με τη χρήση ειδικών οθονών μας δίνεται η δυνατότητα να ελέγχουμε την γενικότερη κατάσταση του συστήματος. Μέσω των οθονών, παίρνουμε για παράδειγμα πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος θέρμανσης και κλιματισμού, όπως επίσης γραπτά μηνύματα λάθους για το σύστημα των ανελκυστήρων Σύγκριση του Συστήματος ΕΙΒ με μια Συμβατική Ηλεκτρική Εγκατάσταση Τα βασικά πλεονεκτήματα μιας «έξυπνης» ηλεκτρικής εγκατάστασης έναντι μιας συμβατικής, παρουσιάζονται στον πίνακα που ακολουθεί:

35 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 35 Συνοπτικός Πίνακας Πλεονεκτημάτων της Τεχνικής ΕΙΒ σε σχέση με μια Συμβατική Ηλεκτρική Εγκατάσταση 1. Οικονομική διαχείριση ενέργειας 2. Ελαχιστοποίηση κόστους λειτουργίας της ηλεκτρικής εγκατάστασης 3. Γρήγορη και απλή ηλεκτρολογική εγκατάσταση 4. Ασφάλεια (μείωση κινδύνου πυρκαγιάς, ηλεκτροπληξίας, βραχυκυκλώματος) 5. Δυνατότητα σύνδεσης με στοιχεία εγκατάστασης της συμβατικής ηλεκτρικής εγκατάστασης 6. Ευελιξία και χαμηλό κόστος επέκτασής του (χωρίς γκρέμισμα τοίχων και επανασυνδέσεις καλωδίων) 7. Εύκολο και φιλικό περιβάλλον του λογισμικού 8. Έλεγχος μέσω τηλεφωνικού δικτύου και υπερύθρων 9. Δυνατότητα συνεχούς υποστήριξης και αλλαγή λειτουργίας κάθε συσκευής 10. Απλή συντήρηση του συστήματος Πίνακας 4. Σύγκριση Συστήματος ΕΙΒ με μια συμβατική ηλεκτρική εγκατάσταση

36 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Συσκευές της Τεχνικής ΕΙΒ-instabus 2.1 Η Υλοποίηση των «Έξυπνων» Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Για την ορθή λειτουργία ενός συστήματος ΕΙΒ απαιτείται η χρήση νέων υλικών και ηλεκτρολογικών συσκευών νέας τεχνολογίας, οι λεγόμενες «έξυπνες» συσκευές. Ο υπεύθυνος για την εγκατάσταση της τεχνικής ΕΙΒ-instabus οφείλει να γνωρίζει τη χρήση αυτών των συσκευών, έτσι ώστε να χρησιμοποιεί την κατάλληλη συσκευή, σε κάθε περίπτωση κτιριακής εγκατάστασης. Στη συνέχεια, αφού η εγκατάσταση ολοκληρωθεί, ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης θα πρέπει να εξηγήσει στους χρήστες του συστήματος τη λειτουργία των διαφόρων μπουτόν και διακοπτών, την σημασία των ενδείξεων που παρουσιάζουν οι συσκευές και γενικότερα όλες τις δυνατότητες άνεσης και ευκολίας που τους παρέχει το σύστημα ΕΙΒ. Όπως είναι κατανοητό, τα υλικά και οι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης με την τεχνική ΕΙΒ, δεν συνδυάζονται πάντα αν και προγραμματίζονται με το ίδιο λογισμικό (ETS). Γι αυτό και οι ηλεκτρολόγοι με τη γνώση που διαθέτουν, επιλέγουν τα υλικά που παρουσιάζουν μεγαλύτερη συμβατότητα μεταξύ τους.

37 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 37 Σχήμα 2.1 Συσκευές που χρησιμοποιούνται στην ΕΙΒ (πηγή Berker)

38 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Είδη Συσκευών και άλλων Εξαρτημάτων της Τεχνικής ΕΙΒ Η τεχνική EIB-instabus βελτιώνεται συνεχώς. Αυτό επιδρά στην εξέλιξη των συσκευών και στην παρουσίαση νέων εξαρτημάτων, από τις εταιρίες που ασχολούνται με το σύστημα ΕΙΒ, προς αποφυγή τροποποιήσεων και αλλαγών στις εγκαταστάσεις. Κατόπιν τούτων, οι συσκευές χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο χρήσης τους, όπως φαίνεται στους πίνακες που ακολουθούν: Πίνακας διάκρισης των συσκευών ανάλογα με τη χρήση 1. Βασικές ή Συστήματος 2. Επικοινωνίας 3. Αισθητήρες 4. Συσκευές Εισόδου 5. Συσκευές Εξόδου 6. Συσκευές Ενδείξεων 7. Συσκευές Τηλεχειρισμού 8. Ελεγκτές 9. Παρελκόμενα 10. Μπουτόν 11. Σύνθετες Συσκευές Πίνακας 5. Διαχωρισμός συσκευών ανάλογα με τη χρήση τους

39 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 39 Πίνακας διάκρισης συσκευών και εξαρτημάτων ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης και στερέωσης 1. Τύπου Ν τοποθέτηση σε ράγα πίνακα 2. Τύπου UP για χωνευτή εγκατάσταση 3. Τύπου ΑΡ για εξωτερική εγκατάσταση 4. Για τοποθέτηση σε συσκευές Πίνακας 6. Διαχωρισμός συσκευών ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης και στερέωσής τους 1. Συσκευές Τύπου Ν: Για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα, χωνευτών ή εξωτερικών πινάκων. Σε περίπτωση που υπάρχουν ανεξάρτητοι αισθητήρες επάνω στις συσκευές, τοποθετούνται εκεί όπου έχει προβλεφθεί αρχικά, κατά τον σχεδιασμό της εγκατάστασης, όπως για παράδειγμα σε οροφές αν πρόκειται για αισθητήρα φωτεινότητας χώρου. 2. Συσκευές Τύπου UP: Για χωνευτή εγκατάσταση σε κουτιά με βίδες, διαμέτρου 60mm. Στην κατηγορία αυτή, η τοποθέτηση των bus-συσκευών δεν είναι ίδια για όλες, έτσι για παράδειγμα: α)τα μπουτόν τοποθετούνται στο ύψος των κοινών διακοπτών, β) οι ανιχνευτές κίνησης, εκεί όπου ορίστηκε κατά τη σχεδίαση της εγκατάσταση, γ) οι LCD οθόνες, σε σημείο που να είναι απόλυτα ορατές, και δ) οι θερμοστάτες, σε μέρος όπου έχει προβλεφθεί κατά την αρχική σχεδίαση, έτσι ώστε να μην επηρεάζονται από παράγοντες όπως θερμαντικά σώματα ή κλιματισμό του περιβάλλοντος χώρου. 3. Συσκευές Τύπου ΑΡ: Για εξωτερική τοποθέτηση σε χώρους όπως ψευδοροφές. Οι συσκευές αυτές δεν θα

40 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 40 πρέπει να τοποθετούνται κοντά σε σωλήνες παροχής ζεστού νερού, γιατί επηρεάζεται η λειτουργία τους. Παράδειγμα συσκευής αυτού του τύπου αποτελεί ο αισθητήρας πυρκαγιάς. 4. Συσκευές που τοποθετούνται στο εσωτερικό άλλων συσκευών: Απλή τοποθέτηση. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφέρουμε ότι οι busσυνδρομητές (συσκευές οι οποίες προγραμματίζονται) δεν μπορούν να λειτουργήσουν εάν δεν συνοδεύονται από τη βάση δεδομένων του κατασκευαστή (produktdatebank) όπου υπάρχουν όλες οι εντολές και εφαρμογές για τον τρόπο λειτουργίας τους. Στις μέρες μας, όλες οι νέες συσκευές που κάνουν την εμφάνισή τους, διαθέτουν το λογισμικό ETS με τις βάσεις δεδομένων του κατασκευαστή. Επιπλέον, εμφανίζονται νέα προγράμματα και εφαρμογές για τις ήδη υπάρχουσες bus-συσκευές, με σκοπό την αποδοτικότερη παροχή υπηρεσιών στους χρήστες. Στόχος μιας ΕΙΒ ηλεκτρικής εγκατάστασης, είναι η πλήρης εκμεταλλευσιμότητα της bus-γραμμής και των bus-συσκευών της, προκειμένου να παρέχει υψηλή ποιότητα υπηρεσιών..

41 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Οι Βασικές Συσκευές και τα Εξαρτήματα μιας Εγκατάστασης ΕΙΒ Έχουμε ήδη αναφέρει ότι η τεχνική EIB-instabus λειτουργεί με τάση 24V DC και ότι η τάση αυτή είναι ανεξάρτητη από το κύκλωμα ισχύος. Δεδομένου ότι το διπολικό καλώδιο μεταφοράς δεδομένων (YCYM 2*2*0,8mm 2 ζεύγη με διάμετρο 0,8mm όπου το ένα είναι εφεδρικό) χρησιμοποιείται για την τάση τροφοδοσίας, γίνεται αντιληπτό ότι δεν απαιτούνται πρόσθετα τερματικά στοιχεία στις γραμμές bus. Κάποια από τα βασικά εξαρτήματα και συσκευές που χρησιμοποιούνται κατά την εγκατάσταση του ΕΙΒ, παρουσιάζονται στη συνέχεια: Τροφοδοτικό Το τροφοδοτικό δεν αποτελεί bus-συνδρομητή γιατί δεν προγραμματίζεται. Χρήση του είναι να τροφοδοτεί με ρεύμα την bus-γραμμή. Συγκεκριμένα η εταιρία Siemens παρουσιάζει τα τροφοδοτικά Ν 122 και Ν 125, με τάση εξόδου DC από 28V μέχρι 30V και ονομαστικής έντασης 640mA ή 320mA ή 160mA ανάλογα με το ρεύμα εξόδου. Το τροφοδοτικό διαθέτει πηνίο για την τροφοδοσία δεύτερης bus-γραμμής και την αποφυγή απόσβεσης των τηλεγραφημάτων. Τοποθετούνται σε ράγα πίνακα και με τη χρήση φωτεινών ενδείξεων επιβεβαιώνεται η ορθή λειτουργία τους.

42 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 42 Πηνίο Το πηνίο είναι η συσκευή που συνδέεται ή βρίσκεται ενσωματωμένη στο τροφοδοτικό και συγκεκριμένα στην έξοδο προς τη γραμμή bus. Χρησιμοποιείται για την αποφυγή βραχυκύκλωσης των σημάτων επικοινωνίας που δημιουργούν οι bus-συνδρομητές από την χαμηλή αντίσταση του τροφοδοτικού της γραμμής. Bus-προσαρμοστές Ο bus-προσαρμοστής αποτελεί το σημαντικότερο μέρος του bus-συνδρομητή, αφού είναι η συσκευή που τον συνδέει και τον προσαρμόζει στη bus-γραμμή, δηλαδή στο διπολικό καλώδιο επικοινωνίας. Συνήθως ο bus- προσαρμοστής είναι ενσωματωμένος στον bus-συνδρομητή. Εάν οι συσκευές είναι τύπου UP (χωνευτής εγκατάστασης) τότε ο busπροσαρμοστής υπάρχει ανεξάρτητος. Τύποι bus-προσαρμοστών που χρησιμοποιούνται είναι ο UP 110 (Siemens) και ο νεότερος και πιο εξελιγμένος UP 114 (Siemens) που τοποθετούνται στα κουτιά εγκατάστασης διαμέτρου περίπου 60mm και στερεώνονται με βίδες. Επάνω στους bus-προσαρμοστές, εκτός από τους bus-συνδρομητές, συνδέονται διάφορες συσκευές όπως θύρες επικοινωνίας, αισθητήρες, κ.α. για διάφορες λειτουργίες και προγραμματίζονται πάντα ανάλογα με τη συσκευή από την οποία συνοδεύονται.

43 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 43 Προσαρμοστής γραμμής / περιοχής Ο προσαρμοστής γραμμής / περιοχής είναι συσκευή τύπου Ν (για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα). Ανήκει στην κατηγορία των bus-συνδρομητών γιατί προγραμματίζεται. Η χρήση του είναι να διασυνδέει τις περιοχές μεταξύ τους καθώς και τις γραμμές, με την κεντρική bus-γραμμή. 2.4 Συσκευές Επικοινωνίας του Συστήματος ΕΙΒ Για την επικοινωνία του ηλεκτρονικού υπολογιστή ή της κεντρικής μονάδας με το σύστημα ΕΙΒ, απαιτείται θύρα USB ή σειριακή θύρα (τύπου RS 232) που προορίζεται είτε για τοποθέτηση σε ράγα είτε για χωνευτή τοποθέτηση. Σειριακή θύρα για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα Συνδέεται εύκολα στη ράγα του πίνακα χάρη στις ειδικές ελατηριωτές επαφές που διαθέτει. Ο bus-προσαρμοστής είναι ενσωματωμένος στη θύρα και για επικοινωνία με τον Η/Υ διαθέτει 9πολικό βύσμα SUB D. Παράδειγμα σειριακής θύρας αποτελεί η Ν 148 (Siemens). Σειριακή θύρα για χωνευτή τοποθέτηση Ο bus-προσαρμοστής δεν είναι ενσωματωμένος στη θύρα, αλλά απαιτείται προσαρμοστής τύπου UP 110 ή UP 114 (Siemens). Για την σύνδεση με τον Η/Υ διαθέτει 9πολικό βύσμα SUB D. Παράδειγμα

44 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 44 σειριακής θύρας για χωνευτή τοποθέτηση αποτελεί η UP της Siemens. Θύρα USB για χωνευτή τοποθέτηση Για τη σωστή λειτουργία της θύρας αυτής απαιτείται busπροσαρμοστής τύπου UP 110 ή UP 114 (Siemens). Συνδέεται με τον Η/Υ μέσω ενός USB (τύπου Β) βύσματος και αναγνωρίζεται μόνο από το λογισμικό ETS 3 Professional. Παράδειγμα θύρας USB για χωνευτή τοποθέτηση αποτελεί η UP 146E της Siemens. 2.5 Διάφοροι Αισθητήρες Αισθητήρας φωτεινότητας χώρου Παράδειγμα ενός τέτοιου αισθητήρα αποτελεί ο GE 252 (Siemens). Χρήση του είναι να παρακολουθεί τη φωτεινότητα του χώρου. Ο τρόπος με τον οποίο μετράται η φωτεινότητα και οι παράμετροί της, ορίζεται με τον προγραμματισμό της συσκευής. Με τη βοήθεια του λογισμικού ETS υλοποιούνται διαφορετικές λειτουργίες. Ο αισθητήρας αποτελείται από δύο βασικά μέρη: Α) τον μετατροπέα, μια μικρή συσκευή για τοποθέτηση σε φωτιστικά φθορισμού ή αλλού. Β) το αισθητήριο ή φωτοκύτταρο, με καλώδιο σύνδεσης μέχρι 2m, το οποίο τοποθετείται σε οροφές δωματίων. Βασικός ρόλος του είναι η μεταφορά της τιμής φωτεινότητας του δωματίου στον μετατροπέα. Στη συνέχεια, ο τελευταίος ρυθμίζει ανάλογα τον φωτισμό του χώρου μέσω του bus, εκτελώντας τις λειτουργίες που έχουν προγραμματιστεί.

45 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 45 Αισθητήρας φωτεινότητας εξωτερικού χώρου Παράδειγμα αισθητήρα φωτεινότητας εξωτερικού χώρου αποτελεί ο GE 253 (Siemens). Ομοίως με τον αισθητήρα φωτεινότητας χώρου που εξετάσαμε παραπάνω, αποτελείται από έναν μετατροπέα, ο οποίος τοποθετείται σε κάποιο σημείο του τοίχου της κτιριακής εγκατάστασης και ένα αισθητήριο, το οποίο τοποθετείται συνήθως στο εσωτερικό κάποιου παραθύρου. Το αισθητήριο ανιχνεύει την τρέχουσα τιμή φωτεινότητας, τη μεταδίδει στον μετατροπέα και αυτός με τη σειρά του την περνά στο bus, όπου υπόκειται περαιτέρω επεξεργασία και έτσι αξιολογείται η φωτεινότητα του εξωτερικού χώρου. Θερμοστάτες χώρου Οι θερμοστάτες είναι υπεύθυνοι για την παρακολούθηση και την ρύθμιση της θερμοκρασίας ενός χώρου. Παράδειγμα θερμοστατών αποτελούν οι UP 254 και UP 252 (Siemens), οι οποίοι συνδέονται στους bus-προσαρμοστές UP 110 ή UP 114 (Siemens). Η θερμοκρασία αρχικά ρυθμίζεται μέσω του λογισμικού ETS, ενώ χειροκίνητα οι τιμές της μπορεί να αλλάξουν με όριο +-5 ο C. Η συσκευή του θερμοστάτη περιλαμβάνει: α) φωτεινές ενδείξεις, χρησιμοποιώντας 5 LEDs για επεξήγηση της τρέχουσας κατάστασης (κανονική, αναμονή, νυχτερινή, προστασία από παγετό / ζέστη), β) μπουτόν για αλλαγή της κατάστασης από κανονική σε αναμονής, και αντίστροφα, γ) κομβίο για αλλαγή της βασικής θερμοκρασίας. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μόνο για

46 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 46 θέρμανση ή μόνο για ψύξη, αλλά και για συνδυασμό των δύο ανωτέρω καταστάσεων. Αισθητήρας διαρροής νερού Για τον εντοπισμό διαρροής νερού εντός κτιρίου, χρησιμοποιείται ο αισθητήρας UP 272 (Siemens), ο οποίος συνδέεται στον bus-προσαρμοστή UP 100 ή στον UP 114 (Siemens). Ανιχνευτής κίνησης Οι ανιχνευτές UP 255 και 257 (Siemens) εντοπίζουν άτομα που κινούνται στην περιοχή ανίχνευσής τους. Μπορούν να τοποθετηθούν σε ύψος 1,10m με ακτίνα εμβέλειας τα 10m περίπου, ή σε ύψος 2,20m με ακτίνα εμβέλειας περίπου 12m. Επιπλέον διαθέτουν ρυθμιζόμενη λειτουργία ημέρας ή νύχτας. Ανιχνευτής παρουσίας Ο ανιχνευτής UP 258 (Siemens), τοποθετείται σε οροφή για ανίχνευση παρουσίας ατόμων σε κλειστό χώρο. Διαφέρει από τον ανιχνευτή κίνησης στο γεγονός ότι ο ανιχνευτής παρουσίας εντοπίζει κινήσεις μέχρι και μερικών εκατοστών, όχι μόνο μεγάλες μετακινήσεις ανθρώπων.

47 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 47 Χρονοδιακόπτης 2 καναλιών και 4 καναλιών Χρονοδιακόπτης 2 καναλιών 1. Ημερίσιος ή εβδομαδιαίος χρονοδιακόπτης Χρονοδιακόπτης 4 καναλιών 1. Ημερίσιος ή εβδομαδιαίος ή ετήσιος χρονοδιακόπτης 2. Αριθμός καναλιών: 2 2. Αριθμός καναλιών: 4 3. Χειροκίνητη και αυτόματη λειτουργία 4. Ένδειξη κατάστασης λειτουργίας 5. Χειροκίνητη ρύθμιση θερινής / χειμερινής ώρας 5. Αυτόματη ρύθμιση θερινής / χειμερινής ώρας 6. Ελεύθερη διαμόρφωση ημερήσιου μπλοκ για εβδομαδιαίο πρόγραμμα 7. Θέσεις αποθήκευσης: Από κάθε κανάλι αποστέλλονται σε προκαθορισμένες χρονικές στιγμές διακοπτικά τηλεγραφήματα (on/off) dimming, ή ακόμα και τηλεγραφήματα τιμών 9. Σύνδεση με κλέμμα bus 7. Εισαγωγή στοιχείων σε συγκεκριμένες ημερομηνίες 8. Η ημερομηνία και η ώρα μπορούν να αποσταλούν στο bus 9. Δυνατότητα δοκιμαστικής λειτουργίας σε προγραμματισμένο χρόνο Πίνακας 7. Σύγκριση χρονοδιακόπτη 2 καναλιών με χρονοδιακόπτη

48 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 48 4 καναλιών Ανιχνευτής πυρκαγιάς Ο ανιχνευτής ΑΡ 256 (Siemens) διαθέτει ενσωματωμένο bus-προσαρμοστή και η χρήση του είναι να ανιχνεύει εγκαίρως περιπτώσεις πυρκαγιάς σε κτίρια που χρησιμοποιούν την τεχνική ΕΙΒ. Αποτελείται από 2 μέρη: α) τη βάση (εκεί όπου είναι ενσωματωμένος και ο προσαρμοστής) και β) την κεφαλή του αισθητήρα. Μέσω της bus-γραμμής μεταδίδονται πληροφορίες σχετικά με την ύπαρξη καπνού και αυξημένης θερμότητας καθώς επίσης και πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του αισθητήρα (π.χ. αν είναι χαλασμένος). Αισθητήρας πολλαπλών λειτουργιών Ο αισθητήρας ΑΡ 254 (Siemens) είναι κατάλληλος για εξωτερική τοποθέτηση και ανιχνεύει τη φωτεινότητα ή τη σκίαση και την θερμοκρασία. Οι πληροφορίες που συλλέγει, στη συνέχεια, αποστέλλονται στο bus. 2.6 Βασικές Συσκευές Εισόδου Οι διάφοροι ανιχνευτές συνδέονται στις συσκευές εισόδου, οι οποίες ανήκουν στους bus-συνδρομητές και ρόλος τους είναι να παρακολουθούν γεγονότα δύο καταστάσεων όπως για παράδειγμα την ύπαρξη ή τη μη ύπαρξη τάσης. Την υπάρχουσα κατάσταση τη μετατρέπουν σε πληροφορία και έτσι μεταφέρεται στο bus. Στη συνέχεια ενεργοποιούνται οι

49 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 49 αντίστοιχες έξοδοι με τις οποίες είναι προγραμματισμένες να επικοινωνούν. Στη συνέχεια αναλύονται κάποιες δυαδικές είσοδοι, με τέσσερις ή έξι εισόδους σε ένα κέλυφος: Δυαδικές είσοδοι για παρακολούθηση τάσεως: Ρόλος των δυαδικών εισόδων είναι η μετατροπή των καταστάσεων σε πληροφορία ικανή να μεταδοθεί μέσω της Bus-γραμμής. Οι δυαδικές είσοδοι ποικίλλουν ανάλογα με την τάση παρακολούθησης (είσοδοι των 230V και για 24V) και ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησής τους (π.χ. σε ράγα πίνακα όπως οι Ν 260 και Ν 261(τετραπλές) και οι Ν 253 και Ν 265 (εξαπλές) (Siemens). Κάθε είσοδος μπορεί να ελέγχει ανεξάρτητα τέσσερα διαφορετικά σημεία και να εκτελεί αρκετές εφαρμογές ανάλογα με τον προγραμματισμό και τη βάση δεδομένων του κατασκευαστή. Δυαδική είσοδος για παρακολούθηση επαφών αναγγελίας: Είναι τεσσάρων εισόδων, άρα έχει και αυτή τη δυνατότητα παρακολούθησης τεσσάρων ανεξάρτητων σημείων, όπως απλές επαφές on-off, μπουτόν, κ.α. Η σύνδεσή της με τη bus-γραμμή γίνεται με τη βοήθεια μιας bus-κλέμας. Παράδειγμα δυαδικής εισόδου για παρακολούθηση επαφών αναγγελίας αποτελεί η GE 262 (Siemens) για εξωτερική τοποθέτηση. Είσοδος για συμβατικά μπουτόν: Στην είσοδο UP 220 (Siemens) μπορούν να συνδεθούν μέχρι τέσσερα μπουτόν ή

50 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 50 διακόπτες. Τοποθετείται στα χωνευτά κουτιά εγκατάστασης διαμέτρου 60mm και βάθους 60mm και συνδέεται στη γραμμή bus και στα μπουτόν ή στους διακόπτες. Ο προγραμματισμός μέσω του ETS και της βάσης δεδομένων της κατασκευάστριας εταιρίας δίνουν τη δυνατότητα για εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών, όπως ρύθμιση φωτισμού dimmer, on-off λειτουργίες για ηλεκτρικές κουρτίνες, κ.α. 2.7 Βασικές Συσκευές Εξόδου Οι Συσκευές εξόδου εκτός από την bus-γραμμή, συνδέονται και με τη γραμμή ισχύος και την έξοδο προς τον καταναλωτή, ώστε να τροφοδοτούν ελεγχόμενα τα διάφορα φορτία που συνδέονται σε αυτές. Με βάση τις εντολές που δέχονται, ελέγχουν τη λειτουργία του κάθε φορτίου, ελέγχοντας την τάση των 230 / 400V. Στη συνέχεια περιγράφουμε κάποιες βασικές συσκευές εξόδου: Δυαδική έξοδος δύο εξόδων: Οι τύποι των δυαδικών αυτών εξόδων διακρίνονται με βάση την ονομαστική τους ένταση σε Α ανά έξοδο (κάθε μία από τις οποίες προγραμματίζεται ανεξάρτητα) και με βάση τον τρόπο τοποθέτησής τους. Έτσι έχουμε τους εξής τύπους: GE 562 (Siemens), για εξωτερική τοποθέτηση ή τοποθέτηση σε συσκευές, με ονομαστική ένταση εξόδων 10 Α GE 510 (Siemens), για εξωτερική τοποθέτηση ή τοποθέτηση σε συσκευές, με ονομαστική ένταση εξόδων 16 Α

51 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 51 Ν 562 (Siemens), χρησιμοποιείται για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα (τύπου Ν), με ονομαστική ένταση εξόδων 10 Α Δυαδική έξοδος τριών εξόδων: Εδώ υπάγεται η έξοδος τύπου G 561 (Siemens) που χρησιμοποιείται είτε για εξωτερική τοποθέτηση είτε για τοποθέτηση σε ψευδοροφή, με ονομαστική ένταση εξόδων 6 Α, οι οποίες προγραμματίζονται ανεξάρτητα. Δυαδική έξοδος τεσσάρων εξόδων: Όλες οι συσκευές αυτού του τύπου προορίζονται για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα και διαφοροποιούνται από την ονομαστική τους ένταση. Όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες συσκευές εξόδου, κάθε έξοδος προγραμματίζεται ανεξάρτητα. Στο σημείο αυτό, οφείλουμε να προσθέσουμε ότι υπάρχει η δυνατότητα να προγραμματιστούν και οι παράμετροι λειτουργίας τους, όπως για παράδειγμα η συμπεριφορά των συσκευών εξόδου σε περίπτωση διακοπής ρεύματος. Δυαδικές έξοδοι τεσσάρων εξόδων αποτελούν οι συσκευές Ν 561 (Siemens) με 10 Α / έξοδο και η Ν150 με 16 Α / έξοδο. Δυαδική έξοδος έξι εξόδων: Από τη στιγμή που η συσκευή αυτή περιλαμβάνει έξι εξόδους, μπορεί να ελέγξει έξι ομάδες ηλεκτρικών καταναλωτών. Οι επαφές εξόδου και οι παράμετροι λειτουργίας προγραμματίζονται ανεξάρτητα και για διαφορετικές λειτουργίες, αντίστοιχα. Παράδειγμα συσκευής αυτής της κατηγορίας αποτελεί ο τύπος Ν 566 (Siemens) με 6 Α ονομαστική ένταση για κάθε έξοδο.

52 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 52 Δυαδική έξοδος οκτώ εξόδων: Η συσκευή τύπου Ν 512 (Siemens) με 16 Α / έξοδο, προορίζεται για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα (Ν), όπου κάθε έξοδος προγραμματίζεται ανεξάρτητα. Οι επαφές εξόδου μπορούν να ελεγχθούν και χειροκίνητα και οι παράμετροι της λειτουργίας τους προγραμματίζονται με διαφορετικά σενάρια ανά περίπτωση. Έξοδοι για ρύθμιση φωτισμού: Τύπος Τοποθέτηση Χρήση Ν 525 GE 525 Ν 527, Ν 528 Ράγα Πίνακα Εξωτερικά ή σε φωτιστικά Ράγα Πίνακα Ρύθμιση έντασης φωτισμού σε φωτιστικά με λαμπτήρες φθορισμού Ρύθμιση φωτισμού σε συμβατικούς λαμπτήρες ή σε λαμπτήρες χαμηλής τάσης με συμβατικούς ή ηλεκτρ/κούς μετασχηματιστές Πίνακας 8. Έξοδοι (Siemens) για ρύθμιση φωτισμού Οι τιμές φωτεινότητας (π.χ. ήδη προγραμματισμένες τιμές 20%, 40%, 55%, 70%, 100%) ρυθμίζονται μέσω του λογισμικού ETS, κατά τη διάρκεια του προγραμματισμού της συσκευής.

53 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 53 Dimmer Ισχύος Altenburger: Οι συσκευές αυτές αποτελούνται από δύο μέρη: α) τη μονάδα ισχύος διαστάσεων 115*210*145mm και β) τον Dim-άκτορα ο οποίος μπαίνει σε ράγα πίνακα με ράγα δεδομένων και μέσω αυτού διενεργείται η επικοινωνία με τη bus-γραμμή. Οι μονάδες ισχύος μπορούν να τοποθετηθούν χωριστά από τους Dimάκτορες. Οι ισχείς στις οποίες τα Dimmer ισχύος Altenburger είναι διαθέσιμα, είναι οι εξής: 1.300W, 2.000W, 3.000W, 5.000W και 8.000W, εκ των οποίων μόνο των 1.300W μπαίνουν σε ράγα πίνακα. Έξοδοι για έλεγχο ηλεκτρικών ρολών και τεντών: Για τον έλεγχο των ηλεκτρικών ρολών και τεντών χρησιμοποιούνται τρεις τύποι εξόδων: Α) ο Ν 522/02 (Siemens), ο οποίος μπορεί να ελέγξει τέσσερα μοτέρ ρολών (230V, 6A), με ταυτόχρονο έλεγχο των περσίδων ή κουρτινών, εφόσον αυτές ρυθμίζονται. Β) Ο Ν 521 (Siemens), ο οποίος ελέγχει δύο μοτέρ ρολών (230V, 6A), με ταυτόχρονο έλεγχο των περσίδων ή κουρτινών, εφόσον αυτές ρυθμίζονται. Γ) Ο GE 521 (Siemens), ο οποίος σε αντίθεση με τους δύο ανωτέρω δεν τοποθετείται σε ράγα πίνακα αλλά προορίζεται για εξωτερική τοποθέτηση. Ελέγχει ένα μοτέρ ρολών (230V, 6A), με ταυτόχρονο έλεγχο των περσίδων ή κουρτινών, εφόσον αυτές ρυθμίζονται ή ελέγχει ταυτόχρονα δύο μοτέρ ηλεκτρικών τεντών. Όλες οι παραπάνω συσκευές ανήκουν στους bus-συνδρομητές και η λειτουργία τους ρυθμίζεται μέσω του λογισμικού προγραμματισμού ETS.

54 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Βασικές Συσκευές Ενδείξεων και Χειρισμού Οθόνες LCD ενδείξεων και χειρισμού: Οι οθόνες υγρών κρυστάλλων LCD έχουν πολύ μικρό μέγεθος (μέγεθος απλού διακόπτη) και στην οθόνη τους παρουσιάζονται πληροφορίες όπως: α) μηνύματα με ελληνικούς και λατινικούς χαρακτήρες μέχρι και 5 γραμμές ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη γραμματοσειρά, β) προγραμματιζόμενα μηνύματα (μέχρι 16 διαφορετικά), γ) ενδείξεις για την ώρα, θερμοκρασία, οn-off, κατάσταση λειτουργίας συσκευών, δ) ακουστικά μηνύματα σε συνδυασμό με τα γραπτά. Συνδέονται απ ευθείας στο bus και προγραμματίζονται με το ETS. Παράδειγμα οθονών LCD ενδείξεων και χειρισμού αποτελούν οι οθόνες UP 584, UP 585 και UP 255 (Siemens). Ταμπλό με μπουτόν και LEDs: Οι μετωπικές πλάκες (τύπου TL) χρησιμοποιούνται για τον κεντρικό χειρισμό και την επιτήρηση ενός συστήματος ΕΙΒ. Τοποθετούνται στο χωνευτό ή στο εξωτερικό κουτί. Τα μπουτόν της TL 15 (Siemens) κάνουν τις ίδιες λειτουργίες με τα κοινά μπουτόν του bus, όπως ρύθμιση φωτισμού, έλεγχο κουρτινών και ρολών, ενεργοποίηση αλλαγών θερμοκρασίας, κ.α. Τα LEDs των μπουτόν της TL 15 βοηθούν τον χρήστη του συστήματος ΕΙΒ να ελέγχει την λειτουργία και την κατάσταση του συστήματος.

55 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 55 Οθόνη αφής: Η οθόνη αφής του τύπου UP 588 (Siemens) χρησιμοποιείται για χωνευτή τοποθέτηση. Διαθέτει ανάλυση 320*420 pixels και μέγεθος 5,5 (ιντσών). Η επιφάνειά της είναι matrixtouch με 10*16 πεδία και 7 οθόνες ενδείξεων. Συνδέεται απευθείας στην bus-γραμμή και ο προγραμματισμός λειτουργίας της καθορίζεται με την βοήθεια του λογισμικού ETS. 2.9 Βασικές Συσκευές Τηλεχειρισμού Στη συνέχεια αναφέρουμε συσκευές τηλεχειρισμού με τη χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας, που χρησιμοποιούνται κυρίως κατά την εγκατάσταση ενός συστήματος EIB-instabus από την εταιρία Siemens. Πομποί τηλεχειρισμού IR: Οι IR πομποί τηλεχειρισμού χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν τις καταναλώσεις που διενεργούνται μέσω τηλεγραφημάτων της bus-γραμμής. Ο S 425 (Siemens) είναι φορητός και μπορεί να ελέγχει μέχρι 8 διαφορετικές ομάδες καταναλώσεων. (4+4 κανάλια εντολών), με εμβέλεια εκπομπής περίπου 20m.

56 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 56 Δέκτης IR: Κύρια εργασία ενός δέκτη υπερύθρων σημάτων είναι να τα λαμβάνει, να τα ενισχύει και να τα μετατρέπει σε ηλεκτρικά σήματα έτσι ώστε να είναι επεξεργάσιμα από έναν αποκωδικοποιητή. Έτσι λοιπόν, ο δέκτης υπερύθρων S 440 (Siemens), ο οποίος τοποθετείται εξωτερικά ή σε ψευδοροφές, λαμβάνει σήματα από απόσταση μέχρι 8m από τους IR πομπούς και τα στέλνει στον αποκωδικοποιητή υπερύθρων Ν 450 (Siemens). IR Αποκωδικοποιητής: Κύρια εργασία του Ν450 (Siemens) (για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα) είναι η μετατροπή των σημάτων που λαμβάνει από τον δέκτη IR S 440 σε τηλεγραφήματα bus. Συνδέεται απ ευθείας με τη bus-γραμμή και προγραμματίζει τη λειτουργία κάθε εντολής που λαμβάνει από τον πομπό IR S 425. Μπουτόν με ενσωματωμένο δέκτη-αποκωδικοποιητή IR: Υπάρχουν διάφορα μπουτόν (μονά, διπλά, τετραπλά) που περιέχουν ενσωματωμένους δέκτες και αποκωδικοποιητές IR και για να λειτουργήσουν απαιτείται bus-προσαρμοστής UP 114 (Siemens).

57 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Ελεγκτές Για να κατανοήσουμε το ρόλο των ελεγκτών είναι απαραίτητο να μελετήσουμε κάποιες από τις βασικές Μονάδες, οι οποίες αναλύονται στη συνέχεια: Μονάδα σεναρίων: Υπάρχουν συσκευές οι οποίες αποθηκεύουν από ένα έως τέσσερα διαφορετικά σενάρια λειτουργιών και ανήκουν στους bus-συνδρομητές. Με τον όρο σενάριο εννοούμε τη λειτουργία διαφορετικών μηχανισμών της ηλεκτρικής εγκατάστασης, σε συνδυασμό. Ένα σενάριο μπορεί να είναι της μορφής: Καθημερινά στις 19:30 θα κλείνουν οι κουρτίνες και θα ανάβει ο φωτισμός χαμηλής έντασης. Επιπλέον, η θερμοκρασία θα αυξάνεται από 18 ο C στους 20 ο C. Συσκευή κατάλληλη για παρόμοιες λειτουργίες είναι η τύπου Ν 300 (Siemens) ( Ν = τοποθέτηση σε ράγα πίνακα). Μονάδα ελέγχου φωτεινότητας: Η συσκευή που είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο της φωτεινότητας εσωτερικού χώρου σε σχέση με τον εξωτερικό φωτισμό, είναι η Ν 342 (Siemens). Η τελευταία, διαθέτει δέκα (10) ανεξάρτητες μονάδες ελέγχου φωτός. Για κάθε μονάδα προσδιορίζεται διαφορετική καμπύλη φωτεινότητας για την ρύθμιση της έντασης του φωτός. Οι πληροφορίες που συλλέγονται αποστέλλονται στους διακόπτες ρύθμισης όπως ο GE 525 (Siemens). Η φωτεινότητα του εξωτερικού χώρου

58 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 58 υπολογίζεται από έναν αισθητήρα φωτεινότητας (π.χ. GE 253 (Siemens)) και αποστέλλεται στη συσκευή Ν 342 (μονάδα ελέγχου φωτεινότητας). Μονάδα προσομοίωσης παρουσίας: Ρόλος της συσκευής τύπου Ν 345 (Siemens) είναι η καταγραφή και η αναπαραγωγή των λειτουργιών μέχρι 32 αισθητήρων. Τα γεγονότα που καταγράφονται μέσω του bus σε διάστημα ενός (1) μηνός, μπορούν να αναπαράγονται εβδομαδιαίως (ημέρες και ώρες), με τη βοήθεια ενός Time master, ο οποίος δίνει τις πληροφορίες στο bus Παρελκόμενα Ράγες μεταφοράς δεδομένων: Οι ράγες μεταφοράς δεδομένων συμβάλλουν στην επικοινωνία όλων των συσκευών που τοποθετούνται σε ράγα πίνακα. Είναι αυτοκόλλητες και συνδέονται μεταξύ τους με ειδικούς συνδετήρες.

59 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 59 Κάλυμμα ράγας: Χρησιμοποιείται για την προστασία της ράγας δεδομένων. Συνδετήρες ράγας: Χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των ραγών μεταφοράς δεδομένων μεταξύ τους και με την εγκατάσταση. Δεν ανήκουν στους busσυνδρομητές γιατί δεν προγραμματίζονται. Bus-κλέμα: Χρησιμοποιείται για συνδέσεις της busγραμμής και υπάρχει σε χρώμα κόκκινο ή μαύρο, ανάλογα με την πολικότητα. Μία κλέμα συνδέει το πολύ μέχρι τέσσερα μονοπολικά καλώδια των 0,8mm.

60 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Μπουτόν Πρόγραμμα DELTA style: Τα συγκεκριμένα μπουτόν της εταιρίας Siemens, μπορεί να είναι μονά, διπλά ή τετραπλά. Έχουν ειδικό χώρο για ετικέτα ή σύμβολο για την περιγραφή του τρόπου χρήσης τους, καθώς και LEDs (διόδους εκπομπής φωτός) των οποίων η χρήση προγραμματίζεται (για παράδειγμα ένδειξη σωστής λειτουργίας). Ανήκει στους busσυνδρομητές και διαθέτει bus-προσαρμοστή UP 110 ή UP 114. Έχουν όμοια σχεδίαση με αυτή των διακοπτών και των πριζών DELTA style. Πρόγραμμα DELTA profil: Το συγκεκριμένο μπουτόν είναι επίσης μονό, διπλό ή τετραπλό και διαθέτει busπροσαρμοστή UP 110 ή UP 114. Υπάρχει ειδικός χώρος για ετικέτα, όπου τοποθετούνται σύμβολα για τον τρόπο χρήσης του μπουτόν. Επάνω σε κάθε μπουτόν υπάρχει ένα LED για ένδειξη προσανατολισμού (ιδιαίτερα χρήσιμο για τον εντοπισμό του τη νύκτα) και άλλα LEDs για ένδειξη κατάστασης του συστήματος.

61 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Σύνθετες Συσκευές Τηλεχειρισμός μέσω τηλεφωνικής γραμμής: Με τη βοήθεια ενός τονικού τηλεφώνου και της bus-γραμμής, είναι δυνατόν να ελέγξουμε τις συσκευές εξόδου της εγκατάστασης ΕΙΒ, οι οποίες επικοινωνούν με το bus. Μηνύματα και πληροφορίες από τις συμβατικές εισόδους και από το bus, διαβιβάζονται σε τρεις αριθμούς τηλεφώνων, οι οποίοι είναι προκαθορισμένοι, μέσω της τηλεφωνικής γραμμής. Δυνατότητα πρόσβασης στο σύστημα έχει μόνο ο κάτοχος του κωδικού που απαιτείται για την ενεργοποίηση της λειτουργίας. Σε περίπτωση βλάβης της τηλεφωνικής γραμμής, οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να εκπέμψουν σήμα συναγερμού εάν κριθεί αναγκαίο. Σύνθετη αναλογική και δυαδική είσοδος και έξοδος: Χρησιμοποιείται για την υλοποίηση διαφορετικών λειτουργιών με τη βοήθεια δυαδικής εισόδου, δυαδικής εξόδου, αναλογικής εισόδου και αναλογικής εξόδου (τέσσερις συνδυασμοί). Συνδέεται με τη busγραμμή είτε μέσω της ράγας μεταφοράς δεδομένων, είτε με τη βοήθεια μιας bus-κλέμας και χρειάζεται επιπλέον τροφοδοσία 24V DC, πέραν της τροφοδοσίας από το bus. Εάν στις δύο εισόδους της συνδεθούν αισθητήρες ΡΤ 1000 (Siemens), δίνει πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία. Τέλος, διαθέτει δύο ανεξάρτητες εξόδους με ρελέ, ονομαστικής έντασης 10 Α.

62 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 62 Νέες σύνθετες συσκευές για εντοιχισμένη εγκατάσταση: Με τη χρήση των νέων σύνθετων συσκευών, οι έξυπνες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις γίνονται ακόμα πιο εύχρηστες και λειτουργικές και το μέγεθος των πινάκων διανομής μειώνεται. Οι διαθέσιμες λειτουργίες των νέων συσκευών παρουσιάζονται συνοπτικά στον κάτωθι πίνακα 4 : 1. δυαδική έξοδος 2*10 Α και bus-προσαρμοστής για σύνδεση μπουτόν 2. δυαδική έξοδος 2*10 Α 3. dimmer 250W και bus-προσαρμοστής για σύνδεση μπουτόν 4. dimmer 250W 5. διακόπτης ηλεκτρικών ρολών/τεντών 6 Α και busπροσαρμοστής για σύνδεση μπουτόν 6. διακόπτης ηλεκτρικών ρολών/τεντών 6 Α 7. δυαδική έξοδος 1*16 Α Πίνακας 9. Διαθέσιμες λειτουργίες νέων συσκευών 2.14 Δομή των bus-συσκευών Οι bus-συσκευές αποτελούνται από δύο μέρη και όπως έχουμε ήδη περιγράψει, αυτά είναι ο bus-προσαρμοστής (η μονάδα σύνδεσης και επικοινωνίας με τη bus-γραμμή) και το τμήμα ισχύος ή η επιφάνεια ενδείξεων και χειρισμού (μονάδα επικοινωνίας με το χρήστη). 4 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

63 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 63 Τα δύο αυτά μέρη επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω της θύρας χρήστη AST. Η θύρα AST, είναι ορατή στις bus-συσκευές όπου τα δύο μέρη τους είναι διαχωρισμένα (μπουτόν και εντοιχισμένοι bus-συνδρομητές), ενώ δεν είναι ορατή στις bus-συσκευές που τοποθετούνται είτε μέσα σε άλλες συσκευές, είτε σε ράγα πίνακα και τα δύο μέρη δεν αναγνωρίζονται. Bus-προσαρμοστής: ανήκει στον bus-συνδρομητή και τον συνδέει στο bus προκειμένου να επικοινωνεί με άλλες συσκευές. Θύρα AST: είναι η θύρα μέσω της οποίας επικοινωνεί ο busπροσαρμοστής με το τμήμα ισχύος. Τμήμα ισχύος 5 : Υπάρχει στις δυαδικές εξόδους, στα dimmer, στους δέκτες ηλεκτρικών ρολών. Διαχειρίζεται, ελέγχει, όπως λέει και ο όρος, τους καταναλωτές συνήθως σε τάσεις 230 / 400V. Επιφάνεια ενδείξεων και χειρισμού: είναι οι μονάδες μέσω των οποίων γίνεται η επικοινωνία του συστήματος με τον χρήστη, όπως για παράδειγμα οι οθόνες LCD. Άλλες συσκευές που ανήκουν σ αυτή την κατηγορία είναι τα μπουτόν, οι θερμοστάτες, οι αισθητήρες και οι διάφοροι ανιχνευτές. 5 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

64 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Ο Ηλεκτρικός Πίνακας της Εγκατάστασης ΕΙΒ Κατά την εγκατάσταση της τεχνικής ΕΙΒ-instabus σε ένα κτίριο, μελετούνται οι συσκευές που θα χρησιμοποιηθούν, έτσι ώστε να ταιριάζουν, από άποψη μεγέθους, με το μήκος της ράγας πίνακα, του ηλεκτρικού πίνακα διανομής και τροφοδοσίας. Αυτός, αποτελεί το κύριο κομβικό σημείο της έξυπνης ηλεκτρικής εγκατάστασης και είναι απαραίτητο να μελετάται η σωστή θέση τοποθέτησής του, η σωστή επιλογή και σύνδεση των υλικών του και το μέγεθός του. Οι ράγες του πίνακα επιλέγονται συνήθως μεγαλύτερου μήκους (μέχρι 20%), για περιπτώσεις επέκτασης του συστήματος. Στον ηλεκτρικό πίνακα διανομής και τροφοδοσίας τα συμβατικά υλικά και εξαρτήματα τοποθετούνται μαζί με τα υλικά της τεχνικής ΕΙΒ. Η σύνδεση δύο ηλεκτρικών πινάκων (σε περίπτωση που υπάρχουν στην ίδια εγκατάσταση) επιτυγχάνεται μέσω της bus-γραμμής και με τη βοήθεια ειδικών συνδετήρων. Σχήμα 2.15 Ηλεκτρικός πίνακας διανομής και τροφοδοσίας Τεχνικής ΕΙΒ

65 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Πεδία Εφαρμογής της Τεχνικής ΕΙΒ Μέχρι αυτό το σημείο της διπλωματικής εργασίας έχουν αναφερθεί αρκετές φορές οι χρήσεις της τεχνικής ΕΙΒ, επιγραμματικά. Στο Κεφάλαιο αυτό γίνεται μια προσπάθεια να αναφερθούμε ξεχωριστά και επεξηγηματικά σε κάθε μία από αυτές Έλεγχος Φωτισμού και Φωτισμός Εσωτερικών Χώρων Οι ιδιοκτήτες των «έξυπνων» ηλεκτρικών εγκαταστάσεων όσον αφορά το φωτισμό επωφελούνται όχι μόνο από την αυτόματη δημιουργία άνετου περιβάλλοντος, αλλά και από την εξοικονόμηση ενέργειας. Η ένταση του φωτός εσωτερικών χώρων μπορεί να επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, όπως για παράδειγμα καιρικές συνθήκες, ώρα της ημέρας, μήνας του χρόνου. Ωστόσο, και ο έλεγχος του φωτισμού μπορεί να γίνεται με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με την περίσταση, όπως μπορεί να είναι κεντρικός, τηλεχειριζόμενος, αυτοματοποιημένος σε σενάρια που έχουν ήδη καθοριστεί κατά τον προγραμματισμό, ή ακόμα και εξαρτώμενος από τους εξωτερικούς φυσικούς παράγοντες (συννεφιά, ηλιοφάνεια, σκοτάδι, μέρα). Η αυτόματη ρύθμιση της έντασης του φωτισμού (dimming) ανάλογα με τις εξωτερικές ή εσωτερικές συνθήκες του χώρου, είναι πλέον αρκετά εύκολη.

66 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 66 Σε μεγάλους χώρους, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον τοπικό τηλεχειρισμό με υπέρυθρη ακτινοβολία (IR). Η αυτόματη ρύθμιση φωτισμού (dimming) σε χώρους αυτού του είδους και ανάλογα με την ένταση του εξωτερικού φυσικού φωτός συμβάλλει στην εξοικονόμηση ενέργειας. Η ταχύτητα της ρύθμισης καθώς και η ελάχιστη ή μέγιστη στάθμη φωτεινότητας, όπως επίσης η απενεργοποίηση ή ενεργοποίηση της λειτουργίας, πραγματοποιούνται με μια απλή εντολή. Ταυτόχρονα, ο κεντρικός έλεγχος και η «λογική λειτουργία» φωτισμού ενός κτιρίου, αυξάνουν την άνεση και μειώνουν την κατανάλωση της ενέργειας. Με τον όρο «κεντρικός έλεγχος», εννοούμε για παράδειγμα τη διαδικασία κατά την οποία το πάτημα ενός κουμπιού κλειδώνει όλες τις πόρτες και τα παράθυρα της σοφίτας. Ενώ με τον όρο «λογική» εννοούμε τον προγραμματισμό του συστήματος, έτσι ώστε για παράδειγμα να μένει το φως της κουζίνας ανοικτό, όταν τα φώτα των παιδικών υπνοδωματίων δεν έχουν σβήσει ακόμη. Δηλαδή, το φως της κουζίνας να λειτουργεί σε συνάρτηση με το φως των υπνοδωματίων. Ένα άλλο παρόμοιο παράδειγμα αποτελούν οι ανιχνευτές παρουσίας και κίνησης, αυτοματοποιώντας τη λειτουργία των φωτιστικών ανάλογα με τον χώρο στον οποίο εντοπίζεται η κίνηση Φωτισμός Εξωτερικών Χώρων Η ρύθμιση του ελέγχου φωτισμού εξωτερικών χώρων μπορεί να γίνεται με διάφορους τρόπους και από διάφορα σημεία, όπως περιγράφτηκε και για τον έλεγχο φωτισμού εσωτερικών χώρων. Στην περίπτωση που εξετάζουμε, είναι σημαντικό να

67 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 67 γίνεται κεντρικός ή τοπικός έλεγχος από πολλά διαφορετικά σημεία. Η δημιουργία «λογικής» στις λειτουργίες φωτισμού και συγκεκριμένα η χρήση χρονοδιακόπτη σε συνδυασμό με φωτοκύτταρο, αποτελεί ιδανική λύση. Έτσι, με τη βοήθεια του χρονοδιακόπτη ρυθμίζουμε ποια φωτιστικά θα ανάβουν τη νύχτα από μία συγκεκριμένη ώρα και μετά και τι ώρα θα σβήνουν. Αν τώρα κατά το διάστημα της νύχτας γίνει αντιληπτή κάποια κίνηση στο χώρο, με τη βοήθεια του φωτοκύτταρου, τότε ανάβουν τα φώτα σε ένδειξη εντοπισμού. Η τεχνική ΕΙΒ-instabus παρέχει επίσης τη δυνατότητα τηλεχειρισμού κάποιων φωτιστικών καθώς επίσης και παρακολούθηση και καταγραφή της κατάστασης του συστήματος κατά τις ώρες λειτουργίας του Έλεγχος Ηλεκτρικών Ρολών και Τεντών Ο έλεγχος των ηλεκτρικών ρολών και τεντών με το σύστημα ΕΙΒ προσφέρει στον ιδιοκτήτη καταρχήν άνεση αλλά και εξοικονόμηση ενέργειας. Ο έλεγχος γίνεται είτε τοπικά, είτε κεντρικά (για μεγάλα κτίρια με πολλά ρολά και τέντες), είτε εξαρτάται από εξωτερικούς παράγοντες όπως οι άσχημες καιρικές συνθήκες. Μπορεί επίσης να έχουμε τηλεχειρισμό, ακόμα και αυτοματοποιημένες λειτουργίες, βάση «λογικών» συνθηκών.

68 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Έλεγχος Θέρμανσης και Κλιματισμού Και σ αυτή την κατηγορία, ο έλεγχος μπορεί να είναι τοπικός ή γενικός. Κύριος σκοπός του συστήματος ΕΙΒ είναι η παροχή άνεσης και ευχάριστης ατμόσφαιρας, χωρίς κατασπατάληση της ενέργειας. Οι πληροφορίες για τον έλεγχο της θερμοκρασίας ενός χώρου, συλλέγονται από ειδικές διόδους (θερμοηλεκτρικές δίοδες βαλβίδες ή βηματικές δίοδες με τροφοδοσία από το bus). Με ειδικά σενάρια θέρμανσης ή κλιματισμού μπορούμε για παράδειγμα να ορίσουμε οικονομική λειτουργία του συστήματος κατά τη διάρκεια της νύχτας ή τις ώρες της ημέρας που λείπουμε από το σπίτι. Η θερμοκρασία του κτιρίου εμφανίζεται ως ένδειξη στα σημεία της bus-εγκατάστασης που έχουν καθοριστεί.

69 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 69 «Έξυπνες» λειτουργίες με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας αποτελούν: Α) Η διασύνδεση των παραθύρων ή των πόρτων του κτιρίου με τα συστήματα θέρμανσης ή κλιματισμού, έτσι ώστε όταν ανοίξει κάποια πόρτα ή παράθυρο να σταματά αυτόματα η λειτουργία της θέρμανσης ή του κλιματισμού. Β) Η ανίχνευση παρουσίας στο χώρο του κτιρίου, έτσι ώστε οι λειτουργίες θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού να ενεργοποιούνται μόνο όταν ανιχνεύεται άνθρωπος. Το ίδιο μπορεί να συμβαίνει και με το σύστημα φωτισμού Κεντρικές Λειτουργίες και Εντολές Με την τεχνική ΕΙΒ-instabus μπορούμε εύκολα να δημιουργήσουμε σημεία ελέγχου. Πριν όμως επιλέξουμε το σημείο κεντρικού ελέγχου των εντολών πρέπει να μελετήσουμε τη δομή του συστήματος γιατί διαφορετικά ενδέχεται να δημιουργηθούν προβλήματα Αναγγελίες, Ενδείξεις Τα τηλεγραφήματα μεταφέρουν πληροφορίες απεικόνισης της κατάστασης του δικτύου. Έτσι, δημιουργούνται αναγγελίες και ενδείξεις μέσω: Α) LEDs στα μπουτόν Β) Οθονών LCD Γ) Ταμπλό ενδείξεων και χειρισμών Δ) Οπτικοποίησης σε Ηλεκτρονικό Υπολογιστή Ε) Οθονών αφής (Touch Screen)

70 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 70 ΣΤ) Ενεργών οθονών (TFT) Οι πληροφορίες του δικτύου μπορούν να αποθηκευτούν, να επεξεργαστούν και να γίνει η αναπαράστασή του. Επίσης, είναι δυνατή η συλλογή στατιστικών στοιχείων που αφορούν τη χρήση του δικτύου Τηλεχειρισμοί και Τηλεαναγγελίες Τοπικά, ο τηλεχειρισμός γίνεται με τη χρήση υπέρυθρων σημάτων (IR). Μπορεί βέβαια να γίνει και με τη βοήθεια ραδιοσημάτων (RF) ή μέσω τηλεοπτικής συσκευής ή κινητού / σταθερού τηλεφώνου. Οι τηλεαναγγελίες γίνονται μέσω της εγκατάστασης ΕΙΒ προς σταθερά ή κινητά τηλέφωνα οι αριθμοί των οποίων έχουν προκαθοριστεί Προκαθορισμένες Συνθήκες και Σενάρια Με το πρόγραμμα ΕΙΒ μπορούμε να καθορίσουμε συνθήκες και σενάρια όπως για παράδειγμα επιλογή της έντασης φωτισμού και της θερμοκρασίας καθώς και της θέσης των ρολών ενός χώρου, να τις αποθηκεύσουμε και να τις ανακαλούμε είτε με άλλες εντολές, είτε με τηλεχειρισμό. Οι παράμετροι ενός σεναρίου μπορεί να οριστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να μην είναι δυνατή η τροποποίησή τους από τον τελικό χρήστη ή και το αντίθετο.

71 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Ασφάλεια Τα συστήματα συναγερμού της τεχνικής ΕΙΒ δεν έχουν τελειοποιηθεί ακόμη και για τη λειτουργία τους χρειάζεται διασύνδεση με άλλες υπηρεσίες του συστήματος. Για παράδειγμα, όταν ο ανιχνευτής παρουσίας εντοπίσει κίνηση στο χώρο, να μην ενεργοποιείται μόνο ο έλεγχος του φωτισμού αλλά αντίστοιχα να στέλνεται «μήνυμα» στο σύστημα συναγερμού, έτσι ώστε να ηχεί η σειρήνα ή να καλείται αυτόματα η αστυνομία. Απαιτείται δηλαδή, συνεργασία των συστημάτων και διασύνδεση των υπηρεσιών Διαχείριση Φορτίων Για την αποφυγή της υπερφόρτωσης δικτύου είναι απαραίτητο να γίνεται έλεγχος της προτεραιότητας λειτουργίας των ηλεκτρικών καταναλώσεων, βάση του αρχικού προγραμματισμού. Όταν το σύστημα εντοπίσει πρόβλημα πιθανής υπερφόρτωσης παραπαίει τις επιθυμίες του χρήστη και δρα ανεξάρτητα. Για παράδειγμα αν ο χρήστης επιθυμεί να ανάψει θερμοσίφωνα την ώρα που λειτουργεί η ηλεκτρική κουζίνα, το ηλεκτρικό σίδερο και η ηλεκτρική σκούπα, τότε το σύστημα δεν επιτρέπει τη χρήση του θερμοσίφωνα διότι εντοπίζει πρόβλημα υπερφόρτωσης του δικτύου. Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και για τις περιπτώσεις διακοπής ρεύματος και ενεργοποίησης της γεννήτριας. Πρέπει να προγραμματιστεί εξ αρχής η σωστή χρήση των φορτίων, δηλαδή ποιες συσκευές θα μπορούν να ενεργοποιηθούν κατά

72 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 72 τη λειτουργία της γεννήτριας, έτσι ώστε να αποφευχθεί η δυσλειτουργία του συστήματος λόγω υπερφόρτωσης του δικτύου. 3.2 Νέες Δυνατότητες της Τεχνικής ΕΙΒ-instabus Οι «έξυπνες» ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που αυξάνουν την άνεση και την ασφάλεια στις εγκαταστάσεις, ελέγχονται με τη χρήση: Α) Bluetooth: πρόκειται για αξιόπιστη ασύρματη επικοινωνία μικρής εμβέλειας (κυρίως για εσωτερικούς χώρους, το πολύ 8m), με δυνατότητα επικοινωνίας με Η/Υ. Μέσω της τεχνολογίας Bluetooth και με τη βοήθεια μιας συσκευής PDA ή ειδικού κινητού τηλεφώνου μπορούν να ελέγχονται τα ηλεκτρικά συστήματα μιας ΕΙΒ-εγκατάστασης. Για τον έλεγχο μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης με την τεχνολογία Bluetooth, θα πρέπει να ενσωματωθεί στο πρόγραμμα ETS λογισμικό plug in αυτής της τεχνολογίας. Επίσης, απαιτείται μια ειδική θύρα επικοινωνίας, η Bluetooth Gateway, η οποία τοποθετείται σε bus-προσαρμοστή της γραμμής bus, προκειμένου να υπάρχει επικοινωνία ανάμεσα στο PDA και στο σύστημα ΕΙΒ. Β) Ηλεκτρονικού Υπολογιστή μέσω Ενδοδικτύου ή Διαδικτύου: με τον όρο ενδοδίκτυο εννοούμε ενσύρματο ή ασύρματο δίκτυο ελέγχου το οποίο βρίσκεται εντός του κτιρίου. Με τη

73 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 73 δυνατότητα ελέγχου των κτιριακών εγκαταστάσεων μέσω Ενδοδικτύου και Διαδικτύου προσφέρονται δυνατότητες όπως: Εύκολη αλλαγή (επανα-προγραμματισμός) λειτουργίας της ηλεκτρικής εγκατάστασης από τον τελικό χρήστη Ο χρήστης λαμβάνει μηνύματα για την κατάσταση της εγκατάστασης ΕΙΒ μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ή SMS μηνυμάτων Για τον έλεγχο του συστήματος μέσω διαδικτύου απαιτείται η ενσωμάτωση του ειδικού Plug in λογισμικού της κεντρικής μονάδας IP (central unit) στο πρόγραμμα ETS. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα ενεργοποίησης λειτουργιών από απόσταση με τη χρήση συστημάτων υπέρυθρης ακτινοβολίας (IR). Για την πραγματοποίηση της επικοινωνίας απαιτείται η χρήση μιας θύρας υπερύθρων, η οποία προσαρμόζεται σε κάποιον bus-προσαρμοστή της γραμμής bus και λαμβάνει τις εντολές που δίνονται από κάποιο πομπό χειρός ή ανάλογο μπουτόν υπέρυθρων σημάτων. Σχήμα 3.2 Έλεγχος εγκατάστασης ΕΙΒ μέσω πομπού χειρός Γ) Ασύρματης Επικοινωνίας Radio bus: το σύστημα Radiobus χρησιμοποιείται ιδιαίτερα τόσο για κεντρικό έλεγχο της «έξυπνης ηλεκτρικής εγκατάστασης», όσο και για τον έλεγχο σεναρίων σε διάφορους χώρους. Είναι ιδιαίτερα αξιόπιστο και

74 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 74 με μεγάλες προοπτικές ανάπτυξης. Αξίζει να σημειωθεί ότι εκπέμπεται ακτινοβολία (μικρή εκπεμπόμενη ενέργεια περίπου φορές μικρότερη από αυτή του κινητού τηλεφώνου) μόνο όταν ενεργοποιείται κάποια εντολή. Ένα σύστημα Radio-bus αποτελείται από την ακόλουθη δομή: α) Δέκτης εντολών (radio receiver), τοποθετείται στον ηλεκτρικό πίνακα και συνδέεται με τους ενεργοποιητές. β) Ενεργοποιητές (radio actuators), τοποθετούνται επίσης στον ηλεκτρικό πίνακα και μπορεί να είναι ενεργοποιητές διακοπτών on/off, ενεργοποιητές ρύθμισης έντασης φωτισμού για λαμπτήρες φθορισμού ή για λαμπτήρες πυράκτωσης ή ενεργοποιητές ρολών και τεντών. γ) Πομπούς, οι οποίοι τοποθετούνται κυρίως σε τοίχους. δ) Δέκτη, ο οποίος τοποθετείται στον ηλεκτρικό πίνακα ή έχει τη μορφή κεραίας (200*30,5mm) σε περίπτωση που υπάρχουν εμπόδια ή η απόσταση ελέγχου είναι μεγάλη, ο δέκτης καλύπτει όλους τους ενεργοποιητές. Δ) Συστήματος Συναγερμού: Η ενσωμάτωση του συστήματος συναγερμού στην τεχνική ηλεκτρικών εγκαταστάσεων ΕΙΒ, παρέχει επιπλέον δυνατότητες στο σύστημα. Όπως για παράδειγμα: α) ελέγχει μέχρι έξι (6) διαφορετικές περιοχές, β) διαθέτει αυτονομία δώδεκα (12) ωρών σε περίπτωση διακοπής τροφοδοσίας, και γ) παρέχει κεντρικό έλεγχο όλων των ανιχνευτών. Το plug in πρόγραμμα του συστήματος συναγερμού ενσωματώνεται στο λογισμικό ETS και έτσι προγραμματίζεται ανάλογα. Τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα συναγερμού τεχνικής ΕΙΒ, είναι τα ακόλουθα:

75 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 75 α) Η κεντρική μονάδα (central unit) η οποία συνδέεται με τη bus-γραμμή και συνδέει όλα τα εξαρτήματα του συστήματος προσδίδοντας στο καθένα διαφορετική λειτουργία β) Οι ανιχνευτές (detectors), οι οποίοι μεταδίδουν ειδικό σήμα στην C.U. ανάλογα με τις αλλαγές της λειτουργίας τους. Συνδέονται με το σύστημα ΕΙΒ μέσω διακοπτών on/off. γ) Οι μονάδες ένδειξης συναγερμού (alarm indicators), οι οποίες συνδέονται στην C.U. και παρουσιάζουν την ύπαρξη συναγερμού (π.χ. σειρήνα) δ) Οι συσκευές ενεργοποίησης (arming devices), οι οποίες χρησιμοποιούνται για ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση μιας ελεγχόμενης ζώνης συναγερμού. ε) Το σύστημα ένδειξης πληροφοριών (info display), το οποίο συνδέεται στη γραμμή bus και ρόλος του είναι η πληροφόρηση του χρήστη μέσω της οθόνης του, με κείμενα που επιλέγονται ελεύθερα.

76 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Λογισμικό ΕTS Εισαγωγή με το Λογισμικό ETS 2 Το λογισμικό ETS είναι αυτό που προγραμματίζει και προσδιορίζει τη λειτουργία των συσκευών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης ΕΙΒ. Λειτουργεί σε περιβάλλον Windows έκδοσης 95 και νεότερης και απαιτεί 80ΜΒ χώρο του σκληρού δίσκου. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχει μία θύρα σειριακή ή USB για επικοινωνία του ηλεκτρονικού υπολογιστή με την εγκατάσταση ΕΙΒ. ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕ ΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕ ΥΑΣΤΩΝ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ETS - 2 ή 3 (ΕΙ Β ΤΟΟL SOFΤWARE) Προσδιορισμός των εφαρμογών ενός κτιρίου Επιλογή αισθητήρων / ενεργοποιητών Λειτουργικότητα χρησιμοποιούμενων bus - συσκευών Προγραμματισμός αισθητήρων / ενεργοποιητών α) Φυσική διεύθυνση β) Διεύθυνση ομάδων γ) Παραμέτρων (λειτουργικότητα busσυσκευών)

77 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 77 Η Ευρωπαϊκή Ένωση Εγκαταστάσεων Bus (ΕΙΒΑ) European Installation Bus Association είναι η μόνη αρμόδια πώλησης του λογισμικού ETS. Παρόλο που το λογισμικό αυτό έκανε την εμφάνισή του πριν αρκετά χρόνια, ακόμα και σήμερα οι ηλεκτρολόγοι εγκαταστάτες δεν μπορούν να το κατανοήσουν πλήρως χωρίς τη βοήθεια ειδικών σεμιναρίων που διοργανώνουν εταιρίες όπως η Siemens, η Berker, η A.B.B. κ.α. Για τον προγραμματισμό όλων των συσκευών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, απαιτείται αρκετός χρόνος και ουσιαστική ενασχόληση με το αντικείμενο. Για τη μεταφορά του προγράμματος υλοποίησης ενός έργου από τον Η/Υ στην ηλεκτρική εγκατάσταση, απαιτείται λογισμικό έκδοσης ETS 2 version 1.3 ή ETS 3. Σε περίπτωση παλαιότερης έκδοσης του λογισμικού ETS, υλοποιείται το πρόγραμμα στον Η/Υ αλλά δεν δύναται η μεταβίβασή του στην εγκατάσταση ΕΙΒ. Αυτό συμβαίνει διότι το λογισμικό του Η/Υ δεν αναγνώριζε την σειριακή θύρα επικοινωνίας RS 232. Εφόσον λοιπόν το πρόγραμμα της ηλεκτρονικής εγκατάστασης υλοποιηθεί στον υπολογιστή και μεταφερθεί μέσω της RS 232 και της USB θύρας στην εγκατάσταση ΕΙΒ, ο Η/Υ αποσυνδέεται από το σύστημα διότι το EIB-instabus λειτουργεί ανεξάρτητα. Εάν στη συνέχεια κριθεί απαραίτητη η αλλαγή λειτουργίας μιας συσκευής και απαιτείται επαναπρογραμματισμός της, τότε απλά συνδέουμε και πάλι τον Η/Υ για τη μεταφορά του προγράμματος Βάσεις Δεδομένων και Λογισμικό ETS Το λογισμικό ETS δεν μπορεί να προγραμματίσει τις «έξυπνες» ηλεκτρικές συσκευές της εγκατάστασης ΕΙΒ αν δεν

78 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 78 υπάρχουν οι βάσεις δεδομένων του κατασκευαστή, για τις συσκευές που χρησιμοποιεί. Ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης θα πρέπει να έχει στον Η/Υ του πλήρη κατάλογο των υλικών ΕΙΒ μιας εταιρίας με την αναλυτική περιγραφή και τις ιδιότητές τους. Έτσι, όταν αυτά τα στοιχεία γίνουν μέρος του λογισμικού ETS γίνεται απλή και γρήγορη η ανάκτησή τους από τους χρήστες. Η διαδικασία εισαγωγής μιας βάσης δεδομένων κατασκευαστή στο λογισμικό ETS, γίνεται μέσω επιλογής συγκεκριμένης εντολής (Project Administration Import) του προγράμματος. Το λογισμικό είναι αδύνατο να λειτουργήσει χωρίς καμία βάση δεδομένων. Αντιθέτως, μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερες από μία βάσεις διαφορετικών κατασκευαστών. Φυσικά, ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης δεν χρησιμοποιεί προϊόντα διαφορετικών εταιριών τα οποία δεν είναι συμβατά, αλλά χειρίζεται τη βάση δεδομένων της επιλογής του. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι στην παρούσα διπλωματική δεν θα εμβαθύνουμε σε θέματα και εντολές προγραμματισμού Δημιουργία Προγράμματος Εγκατάστασης ΕΙΒ Ο προγραμματισμός μιας συσκευής είναι κάτι το οποίο κοστίζει και αυτό προστίθεται στο συνολικό κόστος μιας ΕΙΒ εγκατάστασης. Ο χρόνος που απαιτείται για τον προγραμματισμό μιας «έξυπνης» συσκευής είναι περίπου 40min, αν αναλογιστεί κανείς ότι κατά προσέγγιση ο χρόνος προγραμματισμού μιας μονάδας είναι τα 25min και των busσυνδρομητών τα 15min. Για τα 40 αυτά λεπτά ή τιμή χρέωσης μεταβάλλεται ανάλογα με τον ηλεκτρολόγο εγκαταστάτη.

79 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 79 Για την ολοκλήρωση μιας εργασίας προγραμματισμού σε μια εγκατάσταση ΕΙΒ, απαιτείται αλληλουχία γεγονότων, σύμφωνα με τη σειρά που παρουσιάζονται παρακάτω: 1) Ορίζεται το νέο έργο: ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης συλλέγει τις πρώτες πληροφορίες σχετικά με την κτιριακή εγκατάσταση. 2) Σχεδιάζεται το έργο: με τη χρήση του λογισμικού ETS. Παρουσιάζεται το κτίριο στην τελική του μορφή διαμορφωμένο σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη. Χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους Drag&Drop για την υλοποίηση της σχεδίασης, ορίζονται ακόμα και οι θέσεις των ηλεκτρικών πινάκων. 3) Ορίζεται η διάρθρωση των διευθύνσεων ομάδων: ανάλογα με το χώρο του κτιρίου και προσδιορίζεται η αυτόματη καταχώρηση ή όχι, της φυσικής διεύθυνσης των bus-συνδρομητών. Οι διευθύνσεις ομάδων μπορεί να διακρίνονται σε δύο ή τρία επίπεδα, ανάλογα με την έκταση του έργου. Όσον αφορά τις φυσικές διευθύνσεις των συνδρομητών, είναι προτιμότερο να μην καταχωρούνται αυτόματα κατά την προσθήκη τους στο έργο. Το λογισμικό ETS διαθέτει εικονίδιο Groups όπου ενεργοποιώντας το δημιουργούμε τις κεντρικές ομάδες (maingroups), τις ενδιάμεσες ομάδες (middlegroups) όπου ορίζονται οι διάφορες λειτουργίες τους, και οι υποομάδες (subgroups) όπου ορίζονται οι αναλυτικές λειτουργίες των middlegroups. 4) Διαίρεση έργου: σε περίπτωση που το έργο είναι πολύ μεγάλο και δεν δύναται να υλοποιηθεί από έναν μόνο μελετητή ηλεκτρολόγο. 5) Επιλογή bus-συσκευών: στη φάση αυτή επιλέγονται οι συσκευές που θα χρησιμοποιηθούν στην εγκατάσταση. Οι συσκευές αυτές (μπουτόν, διακόπτες, οθόνες LCD) θα πρέπει να συμπεριλαμβάνονται στη βάση δεδομένων του κατασκευαστή έτσι ώστε να διασφαλίσουμε την

80 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 80 απρόσκοπτη λειτουργία τους. Η τοποθέτησή τους είναι ήδη προσχεδιασμένη και ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης δεν έχει παρά να ακολουθήσει το σχέδιο του Η/Υ το οποίο του υποδεικνύει όχι μόνο τους χώρους τοποθέτησης των bus-συσκευών, αλλά και τους ηλεκτρικούς πίνακες. Η χρήση του εργαλείου Device του προγράμματος πραγματοποιεί την ένταξη των busσυνδρομητών στους διάφορους χώρους της εγκατάστασης. 6) Γίνεται καθορισμός των λειτουργιών και των ελέγχων: τους οποίους θα υλοποιεί ο κάθε bus-συνδρομητής. 7) Περιγράφονται αναλυτικά οι bus-συνδρομητές: και ρυθμίζονται οι παράμετροι λειτουργίας των μπουτόν ανάλογα με την εργασία που θα εκτελούν. Για παράδειγμα ένα μπουτόν μπορεί να χρησιμοποιείται για την αλλαγή της έντασης φωτισμού, ενώ ένα άλλο για τη λειτουργία των τεντών. 8) Συνδέονται οι bus-συσκευές: έτσι ώστε να εκτελούνται οι έλεγχοι (π.χ. φώτα, ρολά, θέρμανση) στο χώρο της εγκατάστασης. 9) Καθορίζεται η τοπολογία Bus: ανάλογα με τις απαιτήσεις του συστήματος. Η επιλογή της κατάλληλης τοπολογίας εξαρτάται κυρίως από τις αποστάσεις των γραμμών και τον αριθμό των συνδρομητών. Με τον καθορισμό της τοπολογίας οι συνδρομητές μπορούν να συνδεθούν στη bus-γραμμή. 10) Πραγματοποιείται έλεγχος της μέχρι τώρα κατάστασης στα εξής σημεία: α) στη φυσική διεύθυνση των busσυνδρομητών, β) στην τοποθέτηση όλων των συσκευών του συστήματος ΕΙΒ και γ) στις διευθύνσεις ομάδων των bus- συνδρομητών. Η διαδικασία αυτή γίνεται μέσω του μενού Ρroject Design και του εικονιδίου Check. 11) Προγραμματισμός των bus-συσκευών και καθορισμός της φυσικής τους διεύθυνσης: Για κάθε ηλεκτρική

81 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 81 εγκατάσταση και τις συσκευές της, έχει δημιουργηθεί ένα ειδικό πρόγραμμα. Το πρόγραμμα αυτό μεταδίδεται από τον Η/Υ του ηλεκτρολόγου εγκαταστάτη στην εγκατάσταση μέσω της θύρας RS 232 και με τη χρήση σειριακού καλωδίου. Αρχικά δίδεται η φυσική διεύθυνση της bus-συσκευής και εμφανίζονται οι σχετικές πληροφορίες που την αφορούν, στο παράθυρο ενδείξεων. Πατώντας το κομβίο προγραμματισμού ανάβει το LED προγραμματισμού της συσκευής και παραμένει αναμμένο μέχρι να ολοκληρωθεί η φόρτωση της φυσικής της διεύθυνσης. 12) Δοκιμή των προγραμματισμένων λειτουργιών: του συστήματος ΕΙΒ, ενεργοποιώντας τα κατάλληλα κυκλώματα. Σε περίπτωση που διαπιστωθεί δυσλειτουργία κατά την πρακτική εφαρμογή, ενημερώνονται εκ νέου οι bus-συνδρομητές και εκτελούνται οι διαφοροποιήσεις, χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα ETS ETS 3 Professional και Βάση Δεδομένων Το ETS 3 Professional είναι το πλέον εξελιγμένο λογισμικό προγραμματισμού των bus-συσκευών μιας έξυπνης ηλεκτρικής εγκατάστασης. Το Engineering Tool Software 3 Professional, όπως προδίδει και το όνομά του, αφορά τους επαγγελματίες ηλεκτρολόγους εγκαταστάτες, οι οποίοι παρακολουθούν σχετικά σεμινάρια για την κατανόηση των λειτουργιών του.

82 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Γνωριμία με το Λογισμικό ETS 3, Βασικά Χαρακτηριστικά Το ETS 3 - τρίτη γενιά του λογισμικού ETS έκανε την εμφάνισή του στην αγορά τον Μάιο του Το περιβάλλον του κρίνεται ιδιαίτερα εύχρηστο και με πολλές δυνατότητες. Υπάρχουν 3 εκδόσεις του λογισμικού ETS 3, με τα εξής χαρακτηριστικά: ETS 3 Starter: χρησιμοποιείται από τεχνικούς οι οποίοι δεν είναι άρτια εκπαιδευμένοι στην τεχνική ΕΙΒ. Οι busσυσκευές των κατασκευαστών που μπορούν να επιλεγούν είναι περιορισμένες και η εγκατάσταση του συστήματος μπορεί να περιλαμβάνει μέχρι 64 συσκευές. Προορίζεται για μικρές εγκαταστάσεις, μικρών απαιτήσεων. Το πρόγραμμα υπάρχει σε δύο γλώσσες, αγγλική και γερμανική. ETS 3 Tester: χρησιμοποιείται μόνο για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Ομοίως με την έκδοση ETS 3 Starter αφορά μικρές εγκαταστάσεις με λίγες συσκευές. Η διαφορά τους είναι ότι με αυτή την έκδοση δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στη bus-γραμμή. ETS 3 Professional: η έκδοση αυτή αποτελεί την εξέλιξη του λογισμικού ETS 2. Χρησιμοποιείται μόνο από εκπαιδευμένους και πιστοποιημένους χρήστες και μπορεί να διαχειρίζεται απεριόριστες bus-συσκευές όλων των ΕΙΒ κατασκευαστών. Επιπρόσθετα, παρέχει δυνατότητα προγραμματισμού και συντήρησης μιας ΕΙΒ εγκατάστασης από απόσταση, με τη βοήθεια του

83 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 83 διαδικτύου (i ETS). To ETS 3 Professional μπορεί να αναβαθμίσει προγράμματα που έχουν ήδη δημιουργηθεί είτε με το ETS 2, είτε με το ETS 3 Starter λογισμικό, προκειμένου να είναι επεξεργάσιμα από αυτό. Η έκδοση ETS 3 Starter αρχικά λειτουργεί σαν ETS 3Tester. Για να λειτουργήσει κανονικά χρειάζεται η ενεργοποίησή του με ένα κλειδί (απόκτηση άδειας χρήσης Lizenz) το οποίο δίδεται αποκλειστικά από την ΕΙΒΑ. Ομοίως η έκδοση ETS 3 Professional αρχικά κατά την εγκατάστασή της, λειτουργεί σαν Demo και για την ενεργοποίηση των δυνατοτήτων της απαιτείται και πάλι να δοθεί άδεια χρήσης / κλειδί από την ΕΙΒΑ με τη βοήθεια του Internet και ενεργοποιώντας τις επιλογές του ETS 3 Professional: Help Licensing request License Key. Κάθε υπολογιστής αποκτά το δικό του κλειδί. Όλοι οι κατασκευαστές μέλη της ΕΙΒΑ, χρησιμοποιούν το λογισμικό ETS 3 Professional με αποτέλεσμα ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης που έχει τη γνώση του προγράμματος αυτού, να μην αντιμετωπίζει προβλήματα κατά τον προγραμματισμό οποιασδήποτε συσκευής, τεχνικής ΕΙΒ-instabus. Έχουμε αναφέρει και σε προηγούμενο σημείο ότι το λογισμικό δεν μπορεί να προγραμματίζει τις συσκευές χωρίς τη βοήθεια της βάσης δεδομένων του κατασκευαστή τους. Το ETS 3 Professional είναι ένα λογισμικό το οποίο πέραν του προγραμματισμού των συσκευών προσφέρει έλεγχο του συστήματος και της καλής λειτουργίας του, καθώς και δυνατότητα αλλαγών στις bus-συσκευές και τις busεγκαταστάσεις. Λειτουργεί σε περιβάλλον Windows 98 και νεότερο και επίσης μπορεί να λειτουργήσει σε συνεργασία με προγράμματα ανεξάρτητων εταιριών (π.χ. IT Gmb H) και να παρέχει επιπλέον δυνατότητες στο σύστημα.

84 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 84 Για καλύτερη κατανόηση του προγράμματος ETS 3 Professional, θα ήταν ενδιαφέρον να μελετήσουμε τα θέματα που ακολουθούν: Α) Απαιτήσεις σε Hardware: για την επιτυχή εγκατάσταση του ETS 3 Professional σε έναν υπολογιστή απαιτούνται τα παρακάτω στοιχεία 6 : PC με 400MHz (1GHz) συχνότητα επεξεργαστή 128ΜΒ (256ΜΒ) Μνήμη εργασίας (RAM) MS Windows 98/ME/2000/NT4/XP Time color VGA 800*600 (1024*768) Ελεύθερο διαθέσιμο χώρο δίσκου 3GB Θύρες επικοινωνίας RS 232 ή USB Πίνακας 10. Απαιτήσεις σε Hardware για εγκατάσταση του ETS 3 Professional Aν πρόκειται όμως για πολύπλοκα έργα όπου απαιτείται η χρήση συσκευών με plug in λογισμικό (π.χ. οθόνες LCD με δυνατότητες εντολών), τότε απαιτείται Η/Υ με 1GHz (2GHz) συχνότητα επεξεργαστή και 256ΜΒ (512ΜΒ) μνήμη εργασίας (RAM). Είναι προτιμότερο οι επαγγελματίες εγκαταστάτες να χρησιμοποιούν φορητό Η/Υ για την εύκολη μεταφορά του προγράμματος στις bus-συσκευές, διασφαλίζοντας όμως την αποθήκευση των δεδομένων τους. Ένα πρόσθετο σημείο που αξίζει να αναφερθεί είναι ότι η επεξεργασία ενός έργου με το ETS 3 Professional δύναται να πραγματοποιείται σε περισσότερους του ενός Η/Υ. Στην περίπτωση αυτή πρέπει να 6 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

85 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 85 ακολουθείται η κατάλληλη τακτική για ενημέρωση όλων των Η/Υ σύμφωνα με την τελική κατάσταση του συστήματος. Β) Εγκατάσταση, Βασικές Επιλογές του ETS 3 Professional και άδειες χρήσης: από τις πρώτες επιλογές που εμφανίζονται στην οθόνη του Η/Υ κατά την εγκατάσταση του ETS 3 Professional είναι αυτή του τρόπου εγκατάστασής του, όπου η συνιστώμενη επιλογή είναι η πλήρης εγκατάσταση. Σχετικά με τις άδειες χρήσης υπάρχουν οι εξής επιλογές: Demo, για ένα έργο μέχρι 20 συσκευών και χωρίς πρόσβαση στο bus. Trainee, για ένα έργο μέχρι 20 συσκευών, με πρόσβαση στο bus και κανονική λειτουργία. Full License, πλήρης έκδοση κανονικής λειτουργίας Supplementary License, είδος συμπληρωματικής άδειας για δεύτερο Η/Υ. Ανάλογα λοιπόν με το ποια από τις παραπάνω άδειες χρήσεις θα επιλεγεί και θα εγκατασταθεί, καθορίζεται και η λειτουργία του ETS 3 Professional. Αν δεν εγκαταστήσουμε «κλειδί» χρήσης, τότε η εφαρμογή θα λειτουργεί σαν Demo. Σε περίπτωση που το κλειδί δεν εισαχθεί και εγκατασταθεί κατά την αρχική εγκατάσταση του προγράμματος, μπορεί να εισαχθεί στη συνέχεια με τη βοήθεια του μενού: Help Licensing - της εφαρμογής. Αφού λοιπόν εγκατασταθεί το λογισμικό ETS 3 Professional και εγκατασταθεί μία τουλάχιστον βάση δεδομένων κατασκευαστή, είμαστε έτοιμοι για τη δημιουργία έργων. Κάποιες από τις βασικές ρυθμίσεις είναι οι ακόλουθες: α) επιλογή γλώσσας λειτουργίας του ETS 3 Professional και της βάσης δεδομένων του κατασκευαστή

86 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 86 β) η επιλογή του εκτυπωτή γ) η επιλογή μιας βάσης δεδομένων δ) η επιλογή της σειριακής θύρας ή της θύρας USB για επικοινωνία του Η/Υ με την «έξυπνη» ηλεκτρική εγκατάσταση. Γ) Προγραμματισμός: για την ολοκλήρωση ενός έργου με το ETS 3 Professional απαιτείται μία αλληλουχία εργασιών 7 : 1) διαμόρφωση δομής του έργου (δομή του κτιρίου busτοπολογία) 2) προσθήκη προϊόντων ΕΙΒ στη δομή του κτιρίου 3) ρύθμιση παραμέτρων των συσκευών σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής 4) δημιουργία διευθύνσεων ομάδας 5) σύνδεση διευθύνσεων ομάδας με τα στοιχεία επικοινωνίας των ΕΙΒ-συσκευών 6) ταξινόμηση των επιλεγμένων συσκευών στην busτοπολογία (ορισμός της φυσικής διεύθυνσης) 7) ταξινόμηση των επιλεγμένων συσκευών στις προβλεπόμενες ομάδες χρήσης 8) έλεγχος προγραμματισμού 9) εκτύπωση 10) αποθήκευση έργου Εκτός από τις παραπάνω ενέργειες, πιθανότατα να απαιτούνται πρόσθετες, όταν αφορά μεγαλύτερα προγράμματα. Όπως μπορεί να διαπιστώσει κανείς στο μενού του παραθυρικού περιβάλλοντος του ETS 3 Professional, δεν περιλαμβάνεται η εντολή Save. 7 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

87 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 87 Αυτό συμβαίνει γιατί το έργο αποθηκεύεται αυτόματα, προς αποφυγή απώλειας εργασίας. Το έργο υλοποιείται αρχικά στο άνετο περιβάλλον του χρήστη του συστήματος και όταν ολοκληρωθεί έρχεται σε επαφή με το hardware της εγκατάστασης ΕΙΒ. Δ) Θέση έργου σε λειτουργία. Δοκιμές Διαγνώσεις: για τη μεταφορά του προγράμματος στις bus-συσκευές και την ενεργοποίησή τους απαιτείται, όπως είναι φυσικό, η ύπαρξη εγκατάστασης ΕΙΒ με τροφοδοτικό σε κατάσταση λειτουργίας και μία θύρα επικοινωνίας με το Bus. Μετά τη σύνδεση αρχίζει η μεταφορά των δεδομένων στις συσκευές και η δυνατότητα ελέγχου της καλής λειτουργίας της εγκατάστασης και των συσκευών. Ε) Μετατροπές έργων από το ETS 2 στο ETS 3 Professional: με τη βοήθεια της εντολής Import μετατρέπονται έργα από το ETS 2 στο ETS 3 Professional, ενώ το αντίστροφο δεν είναι εφικτό. Ανάλογα με τις συσκευές που χρησιμοποιούνται κατά τον προγραμματισμό με το ETS 2, π.χ. συσκευές με plug in λογισμικό, πιθανόν να ζητηθούν επιπλέον στοιχεία κατά την εισαγωγή τους στο ETS 3 Professional. ΣΤ) Ασφάλεια δεδομένων: Κάθε έργο που ολοκληρώνεται καθώς και οι βάσεις δεδομένων των κατασκευαστών που χρησιμοποιούνται πρέπει να αποθηκεύονται σε CD-ROM και να κρατούνται εκτός Η/Υ.

88 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Εγκατάσταση του ΕΙΒ Εγκαταστάσεις ΕΙΒ κτιρίων Το αποκεντρωμένο σύστημα BUS τεχνική EIB κατασκευάστηκε με σκοπό την κάλυψη των αναγκών κάθε κτιριακής εγκατάστασης. Με τη χρήση του εξαλείφονται αρκετά προβλήματα των συμβατικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων όπως το πλήθος των καλωδίων, (το οποίο μειώνεται μέχρι και 60% με τη χρήση της νέας τεχνικής), τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας (μέχρι και 30%), την περίπλοκη συντήρηση και τη δύσκολη ανίχνευση βλαβών, κ.α. Η χρήση του συστήματος ΕΙΒ παρέχει στους πελάτες του άνεση και ευελιξία τόσο σε επαγγελματικά κτίρια, όσο και σε κατοικίες. Υπάρχει δυνατότητα ενεργοποίησης επιμέρους λειτουργιών αλλά και συνδυασμού λειτουργιών, καθώς και έλεγχος του συστήματος με τηλεχειρισμό μέσω υπέρυθρης ακτινοβολίας, ραδιοσυχνοτήτων ή μέσω εντολών ομιλίας.

89 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 89 Μέσο μετάδοσης Κύριο και κοινό μέσο μετάδοσης του συστήματος ΕΙΒ-instabus αποτελεί το τηλεφωνικό καλώδιο (twisted pair TP). Εκτός όμως από αυτό, υπάρχουν και άλλα μέσα μετάδοσης, όπως οι γραμμές ισχύος (power lines PL) και τα ραδιοφωνικά σήματα (radio frequency RF) EIB-instabus με τηλεφωνικό καλώδιο (ΤΡ) Το καλώδιο επικοινωνίας και τροφοδοσίας είναι το γνωστό μας πλέον καλώδιο YCYM 2*2*0,8mm. Τα σήματα και οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσα στη bus-γραμμή, με τη χρήση του συνεστραμμένου ζέυγους αγωγών, υπό μορφή τηλεγραφήματος. Αν για παράδειγμα ενεργοποιηθεί κάποια λειτουργία, τότε ξεκινά η αποστολή τηλεγραφημάτων. Δομή Τηλεγραφήματος Στοιχεία Τηλεγραφήματος Ένα τηλεγράφημα περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία: α) στοιχεία bus-συσκευής αποστολέα β) πληροφορία που μεταφέρει (π.χ. θερμοκρασία ή ένταση φωτεινότητας) γ) ειδικές πληροφορίες για το bus (π.χ. διεύθυνση παραλήπτη, διεύθυνση αποστολέα, κ.λ.π.)

90 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 90 δ) την προτεραιότητα του μηνύματος (αν ένα τηλεγράφημα είναι υψηλής προτεραιότητας σημαίνει ότι είναι επείγον) ε) πεδίο ασφαλείας έτσι ώστε να ελέγχεται η ασφαλής μετάδοση του τηλεγραφήματος, και στ) πεδίο επιβεβαίωσης έτσι ώστε να διασφαλίζεται η σωστή λήψη του τηλεγραφήματος. Διευθυνσιοδότηση Bus-συνδρομητές Υπενθυμίζουμε ότι bus-συνδρομητές ονομάζονται οι συσκευές που προγραμματίζονται και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω τηλεγραφημάτων. Στους συνδρομητές συμπεριλαμβάνονται οι διάφοροι Αισθητήρες (π.χ. μπουτόν, ανιχνευτές κίνησης και αισθητήρες φωτεινότητας και θερμοκρασίας) καθώς και οι Δέκτες (π.χ. διάφοροι διακόπτες έναρξης ή τερματισμού λειτουργίας, dimmer φωτιστικών, ηλεκτρικών τεντών, ρύθμισης της θερμοκρασίας δωματίου). Διεύθυνση συσκευής Φυσική διεύθυνση Ανάλογα με το πού βρίσκεται τοποθετημένη η bus-συσκευή στο χώρο του κτιρίου, αποκτά μια φυσική διεύθυνση. Με τον τρόπο αυτό, κάθε φορά που μια συσκευή μεταδίδει τηλεγραφήματα μέσω του bus, ο παραλήπτης αναγνωρίζει την πηγή προέλευσης των τηλεγραφημάτων. Διεύθυνση ομάδας Bus-συνδρομητές οι οποίοι πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους για την από κοινού εκτέλεση μιας εργασίας, αποκτούν την ίδια διεύθυνση ομάδας. Αυτό σημαίνει ότι ένας αισθητήρας μπορεί να ενεργοποιεί πολλούς δέκτες και να παρέχει ταυτόχρονες λειτουργίες σε κάθε ξεχωριστό δωμάτιο. Για

91 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 91 παράδειγμα με το πάτημα ενός διακόπτη (off) μπορούμε να απενεργοποιούμε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές του δωματίου. Όταν ένας συνδρομητής λαμβάνει ένα τηλεγράφημα, ελέγχει αν η διεύθυνσή του ταιριάζει με τη διεύθυνση προορισμού του και μόνο τότε το αξιολογεί. Διαδικαδία μετάδοσης Συνεστραμμένο ζεύγος Η μετάδοση μέσω του συνεστραμμένου ζεύγους καλωδίων είναι ασύγχρονη και βασίζεται στο δυαδικό σύστημα. Η μετάδοση των τηλεγραφημάτων βασίζεται στη δημιουργία και τη λήψη παλμού, με αποτέλεσμα η σχεδίαση των busκαλωδίων να έχει δενδρική μορφή χωρίς να τερματίζεται. Από το καλώδιο YCYM 2*2*0,8mm χρησιμοποιείται μόνο το ένα ζεύγος ενώ το άλλο είναι εφεδρικό. Για το λόγο αυτό, τα τηλεγραφήματα μεταδίδονται σειριακά. Η μέθοδος CSMA/CA, εξασφαλίζει ότι κανένα τηλεγράφημα δεν θα χαθεί, ακόμα και αν γίνουν δύο ή περισσότερες ταυτόχρονες αιτήσεις μετάδοσης. Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι της τάξεως των 9,6 kbit/sec, που σημαίνει ότι μέσα σε ένα δευτερόλεπτο μεταδίδονται 40 με 50 περίπου τηλεγραφήματα, γεγονός που αποδεικνύει ότι τα συστήματα τεχνικής ΕΙΒ-instabus μπορούν να περιλαμβάνουν πολλές bus-συσκευές. Τοπολογία Δομή του συστήματος Bus Ανάλογα με τις εκάστοτε απαιτήσεις ενός κτιρίου, η συνδεσμολογία καλωδιώσεων μπορεί να είναι είτε γραμμής, είτε αστέρα, είτε δέντρου (η οποία και προτιμάται περισσότερο σήμερα), όπως παρουσιάζονται στα σχήματα που ακολουθούν:

92 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 92 Σχήμα α Συνδεσμολογία γραμμής Σχήμα β. Συνδεσμολογία αστέρα Σχήμα γ. Συνδεσμολογία δέντρου

93 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 93 Μέγιστο μήκος μιας bus-γραμμής ορίζονται τα 1000m. Για κάθε bus-γραμμή απαιτείται και ένα τροφοδοτικό το οποίο μπορεί να στηρίζει μέχρι και 64 συσκευές. Σε περίπτωση που οι απαιτήσεις του συστήματος αυξηθούν και υπάρχει υψηλή ζήτηση ισχύος, τότε συνδέουμε και δεύτερο τροφοδοτικό σε απόσταση 200m bus-γραμμής το ένα από το άλλο. Σε περίπτωση που απαιτείται διασύνδεση περισσότερων γραμμών, χρησιμοποιούμε έναν Προσαρμοστή Γραμμής για να συνδέσουμε μέχρι και 12 γραμμές πάνω σε μια κύρια Busγραμμή. Όλες οι γραμμές απομονώνονται ηλεκτρικά με τη βοήθεια του προσαρμοστή γραμμής, για την αποφυγή βλαβών. Τέλος, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή έτσι ώστε οι γραμμές που συνδέονται να μην δημιουργούν κλειστό βρόγχο. Η σύνδεση πολλών γραμμών μεταξύ τους, ονομάζεται ηλεκτρικός πίνακας διανομής. Ο πίνακας αυτός ελέγχεται μέσω του προγράμματος ETS. Η διασύνδεση 15 γραμμών μεταξύ τους, ονομάζεται «περιοχή». Για τη διασύνδεση μέχρι και 15 περιοχών μεταξύ τους, χρησιμοποιείται ο Προσαρμοστής Περιοχής, έτσι ώστε να σχηματιστεί ένα σύστημα ΕΙΒ με περισσότερους από bus-συνδρομητές. Για τη διασύνδεση του συστήματος με άλλα συστήματα ΕΙΒ ή ξένα, χρησιμοποιείται η θύρα Gateway. Οι θύρες Gateway συνδέονται συνήθως στο επίπεδο του προσαρμοστή γραμμής ή περιοχής ενός δικτύου ΕΙΒ, αλλά μπορούν να συνδεθούν σε οποιοδήποτε σημείο της bus-γραμμής. Το ΕΙΒ μπορεί να βελτιωθεί με την χρήση και άλλων μέσων μετάδοσης συμβατών με αυτό, όπως οι γραμμές ισχύος και οι ραδιοφωνικές συχνότητες. Τα μέσα αυτά χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου δεν είναι εφικτή η εγκατάσταση ξεχωριστής καλωδίωσης, όπως κατά την αναβάθμισή ή την ανακαίνιση του συστήματος.

94 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών PL EIB-instabus Γραμμή Ισχύος Power Line Διευθυνσιοδότηση Στο PL σύστημα η διευθυνσιοδότηση γίνεται όπως ακριβώς και στο σύστημα Συνεστραμμένων καλωδίων (ΤΡ), έτσι ώστε τα τηλεγραφήματα να φτάνουν ακέραια στον προορισμό τους. Διαδικασία εκπομπής μετάδοσης Η μετάδοση των τηλεγραφημάτων στηρίζεται στην τεχνική SFSK Spread Frequency Shift Keying (Μετατόπιση Συχνότητας Απλωμένου Φάσματος) όπου τα ψηφιακά σήματα μεταδίδονται ως διαφορικά μεταξύ των αγωγών L και PEN, ως δύο συχνότητες. Η ζώνη συχνοτήτων που χρησιμοποιείται είναι μεταξύ 95KHz και 125KHz και ο σταθμός μετάδοσης είναι 1.200bits/sec (περίπου 6 τηλεγραφήματα / δευτερόλεπτο). (Seip G. (2004)). Τοπολογία Στα ΡL συστήματα χρησιμοποιείται και το δίκτυο των 230V μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης και για το λόγο αυτό η τοπολογία του διαφέρει από την τοπολογία TΡ. Οι καλωδιώσεις του PL καταλήγουν σε πίνακες διανομής, ενώ προκειμένου να επεκταθούν χρησιμοποιούνται συνδέσεις. Η συνδεσμολογία που κυριαρχεί είναι η συνδεσμολογία δέντρου. Οι ηλεκτρικές συσκευές δημιουργούν κάποιες διαταραχές, όπως εσωτερικές παρεμβολές, παρεμβολές μεταξύ διαφορετικών PL-συστημάτων και αποσβέσεις σήματος, οι οποίες εξαλείφονται με τη χρήση κάποιων συσκευών, όπως: Α) Φίλτρα αποκοπής περιοχής: τα φίλτρα αυτά απομονώνουν τα σήματα των συστημάτων PL και εξαλείφουν τις παρεμβολές που προκαλούνται από άλλες περιοχές.

95 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 95 Β) Συζεύκτες φάσεως: αυξάνουν τη χωρητική σύζευξη των αγωγών L, έτσι ώστε να πραγματοποιείται μετάδοση μεταξύ φάσεων μέσω σύνδεσης τύπου δέλτα των πυκνωτών μεταξύ των L-αγωγών. (Seip G. (2004)). Γ) Επαναλήπτες: Στο σύστημα PL, μπορεί να χρησιμοποιείται ένας και μοναδικός επαναλήπτης, ο οποίος επαναλαμβάνει τα άκυρα τηλεγραφήματα που έλαβε ένας L-αγωγός και στους τρεις L-αγωγούς. (Seip G. (2004)) RF EIB-instabus Ραδιοσυχνότητα (RF) Τροφοδοσία Οι συσκευές ραδιοσυχνότητας μπορούν είτε να συνδέονται σε γραμμή 230V, είτε να λειτουργούν με μπαταρίες. Με τον όρο μπαταρίες δεν εννοούμε τις κοινές μπαταρίες που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή, αλλά εξειδικευμένες. Έχουν χρόνο ζωής μέχρι και πέντε (5) χρόνια, ανάλογα με τη διάρκεια εκπομπής των συσκευών, την εξοικονόμηση ενέργειας και την τεχνολογία τους. Διευθυνσιοδότηση Όμοια με τα συστήματα συνεστραμμένων καλωδίων (διεύθυνση ομάδας και φυσικές διευθύνσεις). Διαδικασία μετάδοσης περιοχή συχνοτήτων Η περιοχή συχνοτήτων ραδιοεκπομπής είναι μεταξύ 868MHz και 870MHz και αφορά συσκευές με πομπό μικρής εμβέλειας και περιορισμένης ισχύος. Συσκευές που λειτουργούν για

96 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 96 παράδειγμα στα 433MHz είναι περισσότερο επιρρεπείς στις παρεμβολές σημάτων. Ραδιοκανάλια 8 Στην περιοχή αυτή συχνοτήτων, χρησιμοποιούνται οι ζώνες 868 μέχρι 868,8MHz (ζώνη 1) και 868,7 μέχρι 869,2 ΜHz (ζώνη 2) για ραδιο-εκπομπές. Κάθε ζώνη διαθέτει μέχρι και τρία ραδιο-κανάλια. Συσκευές μετάδοσης δεδομένων 9 Τα ανώτερα επιτρεπτά όρια για τη μέση φόρτιση ενός ραδιοκαναλιού είναι 1% / ώρα για τη ζώνη 1 (χαμηλός κύκλος έργου) και 0,1% / ώρα για τη ζώνη 2 (πολύ χαμηλός κύκλος έργου). Αυτές οι πολύ σύντομες ώρες φόρτισης ραδιοκαναλιού απαιτούν ρυθμό μετάδοσης δεδομένων 19,2 kbit/sec, που είναι σχετικά υψηλός σε σύγκριση με εκείνον που προσφέρουν τα άλλα μέσα ΕΙΒ. Η διαδικασία διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται στις ραδιοσυχνότητες είναι κλειδιά κώδικα με μετατόπιση συχνότητας (frequency shift keying, FSK). Εμβέλεια Η εμβέλεια των συσκευών εξαρτάται από το χώρο στον οποίο βρίσκονται. Όταν πρόκειται για ανοικτούς χώρους ή περιοχές, ορίζεται στα 100m περίπου. Ενώ σε εσωτερικούς χώρους 8 Seip G. (2004). Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα 9 Seip G. (2004). Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

97 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 97 περιορίζεται στα 30m περίπου, λόγω εμποδίων (τοίχοι, οροφές). Τοπολογία ραδιοφωνικών καναλιών Όμοια με την τοπολογία του συστήματος ΤΡ, ανάλογα με τις απαιτήσεις κάθε κτιρίου, μπορεί να έχει μορφή γραμμής, αστέρα ή δέντρου. Σε κάθε ραδιογραμμή συνδέονται μέχρι και 64 συσκευές. Οι ραδιογραμμές συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ραδιοπροσαρμοστών γραμμής (routers), όταν έχουν διαφορετικά ραδιοκανάλια. Οι επαναλήπτες σε ένα σύστημα PL εκτελούσαν την ίδια λειτουργία με τους Αναμεταδότες του συστήματος RF. Από τις 64 συσκευές μιας ραδιογραμμής, τρεις από αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αναμεταδότες, με σκοπό την αύξηση της αξιοπιστίας μετάδοσης Είδη συσκευών EIB-instabus Μία ηλεκτρική εγκατάσταση τεχνικής ΕΙΒ περιλαμβάνει τα ακόλουθα είδη συσκευών: Α) Βασικές συσκευές Β) Συσκευές συστήματος Γ) Ειδικές συσκευές Τα οποία ανάλογα με τον τρόπο χρήσης και στερέωσής τους χωρίζονται σε επιμέρους κατηγορίες: Συσκευές για τοποθέτηση σε ράγα πίνακα (σύμφωνα με το DIN EN 50022), σε πίνακες διανομής. Συσκευές για χωνευτή τοποθέτηση ή εξωτερική τοποθέτηση

98 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 98 Συσκευές ενσωμάτωσης σε άλλες συσκευές, όπως φωτιστικά και συσκευές χειρισμού ηλεκτρικών τεντών και ρολών. Α) Βασικές συσκευές. Oι βασικές συσκευές μιας «έξυπνης» ηλεκτρικής εγκατάστασης είναι: Τροφοδοτικό: Είναι απαραίτητο σε κάθε bus-γραμμή για την δημιουργία της χαμηλής τάσεως ασφαλείας των 24V DC. Ράγες δεδομένων: Οι bus-συσκευές διαθέτουν επαφές πίεσης οι οποίες εφαρμόζουν επάνω στις ράγες δεδομένων. Οι τελευταίες τοποθετούνται στις ράγες του πίνακα και βασικός σκοπός τους είναι η σύνδεση των bus-συσκευών μεταξύ τους. Συνδετήρας: Ο συνδετήρας συνδέει είτε τις ράγες δεδομένων του πίνακα μεταξύ τους, είτε τις ράγες δεδομένων με τη bus-γραμμή της ηλεκτρικής εγκατάστασης ΕΙΒ. Β) Συσκευές συστήματος. Βασικές συσκευές συστήματος αποτελούν οι: Προσαρμοστές γραμμής και περιοχής: Οι οποίοι λειτουργούν σαν «τοίχος», εξετάζοντας τη ροή των πληροφοριών έτσι ώστε σε ένα τμήμα να εισέρχονται τηλεγραφήματα που αφορούν μόνο τις δικές του busσυσκευές. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγεται η συμφόρηση του δικτύου. Επιπλέον, απομονώνονται ηλεκτρικά οι γραμμές ή οι περιοχές του bus, με αποτέλεσμα την αποφυγή παρεμβολών σε άλλες γραμμές ή περιοχές.

99 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 99 Ενισχυτής γραμμής: Μία γραμμή bus μπορεί να χωρίζεται μέχρι και σε τέσσερα τμήματα. Για την επικοινωνιακή ένωση των τμημάτων μιας γραμμής, ο προσαρμοστής γραμμής ή ο προσαρμοστής περιοχής μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως ενισχυτής γραμμής. Θύρα επικοινωνίας: Μέσω της θύρας επικοινωνίας, μπορούμε να συνδέσουμε στο σύστημα ΕΙΒ πρόσθετο εξωτερικό εξοπλισμό, όπως για παράδειγμα τον ηλεκτρονικό υπολογιστή για τη μεταφορά του προγραμματισμού των bus-συσκευών. Γ) Ειδικές συσκευές Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ειδικών συσκευών είναι οι διακόπτες για τον έλεγχο του φωτισμού: Διακοπτική λειτουργία Dimming (Ρυθμιστής Έντασης): Με τη χρήση του συστήματος EIB-instabus, η τροποποίηση της χρήσης απλών διακοπτών on-off για τον έλεγχο των φώτων, σε dimming είναι αρκετά εύκολη. Οι θέσεις των διακοπτών διατηρούνται, απλά στη θέση των on-off, τώρα τοποθετούνται μπουτόν bus. Η λειτουργία dimmer ορίζεται στον bus-προσαρμοστή αυτών των μπουτόν. Οι λαμπτήρες φθορισμού ελέγχονται σε dimming με τη χρήση ειδικών διακοπτών-dimmer, ενώ οι λαμπτήρες πυράκτωσης και αλογόνου που είναι χαμηλής τάσης, ελέγχονται με τη χρήση διακοπτών-dimmer γενικής χρήσης.

100 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Καλωδιώσεις και Συνδεσμολογίες Το κοινά χρησιμοποιούμενο καλώδιο μιας «έξυπνης» ηλεκτρικής εγκατάστασης είναι το πράσινο καλώδιο YCYM 2*2*0,8mm, αποτελούμενο από δύο ζεύγη καλωδίων (εκ των οποίων το ένα είναι εφεδρικό) διαμέτρου 0,8mm. Οι μορφές συνδεσμολογίας του δικτύου που επιτρέπονται είναι η δέντρου, η γραμμής και η αστέρα. Απαγορεύεται η συνδεσμολογία κλειστού βρόγχου. Κατά την καλωδίωση του κτιρίου θα πρέπει να τηρούνται οι κανόνες των μέγιστων και ελάχιστων αποστάσεων, όπως: Μέγιστη απόσταση μεταξύ του πλέον απομακρυσμένου bus-συνδρομητή και του τροφοδοτικού, μέχρι 350m καλωδίου. Μέγιστο μήκος γραμμής είναι τα 1.000m Μέγιστη απόσταση που μπορούν να απέχουν δύο busσυνδρομητές της ίδιας γραμμής είναι τα 700m. Τροφοδοτικά που τροφοδοτούν την ίδια γραμμή μπορούν να τοποθετούνται σε απόσταση μικρότερη των 200m Συγκεντρωτικός Πίνακας των Βασικών Στοιχείων Εγκατάστασης του Συστήματος EIBinstabus Όλα τα βασικά στοιχεία μιας εγκατάστασης ΕΙΒ, παρουσιάζονται στον πίνακα που ακολουθεί:

101 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 101

102 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 102 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Visualization - Οπτικοποίηση 6.1 Οπτικοποίηση Η διαδικασία της Οπτικοποίησης στο σύστημα EIBinstabus είναι η άμεσα παραστατική παρουσίαση των καταστάσεων λειτουργίας μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, καθώς και η δυνατότητα διαφοροποίησης αυτών των καταστάσεων μέσω κεντρικών σημείων. Η Οπτικοποίηση πραγματοποιείται με τη βοήθεια διαφόρων μέσων, όπως: 1. με ηλεκτρονικό υπολογιστή 2. με οθόνη βιομηχανικού αυτοματισμού 3. με ταμπλό ενδείξεων και χειρισμού 4. με ασύρματες οθόνες αφής Οπτικοποίηση με Ηλεκτρονικό Υπολογιστή Για τη λειτουργία της Οπτικοποίησης μιας εγκατάστασης ΕΙΒ απαιτείται το ανάλογο λογισμικό. Το λογισμικό Οπτικοποίησης, όμοια με το ETS, δεν είναι αυτοδίδακτο αλλά εφόσον κάποιος έχει ασχοληθεί με το Software ETS και την τεχνική ΕΙΒ-instabus μπορεί να παρακολουθήσει ειδικά σεμινάρια για λογισμικό Οπτικοποίησης (Visualization Software).

103 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 103 Το Software Οπτικοποίησης της εταιρίας Siemens για παράδειγμα, είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να προσφέρει άνεση στον τελικό χρήστη της εφαρμογής. Κάποια από τα βασικά χαρακτηριστικά του είναι: Διαθέτει εύκολα μενού Δίνει περισσότερα επίπεδα χειρισμού ανάλογα με τον αριθμό των χρηστών του συστήματος Διαθέτει ανεξαρτησία γλώσσας με δυνατότητα επικοινωνίας στο δίκτυο σε διαφορετική γλώσσα Διαθέτει διάφορα στοιχεία για καλύτερη παρουσίαση των εικόνων Αποθηκεύει στο σκληρό δίσκο του Η/Υ τις αναγγελίες συμβάντων Οι δυνατότητες του προγράμματος ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος του έργου για το οποίο έχει σχεδιαστεί. Βασικές πρόσθετες δυνατότητες που διαθέτει το λογισμικό οπτικοποίησης όταν βρίσκεται στην πλήρη έκδοσή του, είναι: Τηλεχειρισμός και τηλε-ένδειξη Έλεγχος της λειτουργίας των συσκευών Εμφάνιση εικόνων που έχουν τραβηχτεί από βιντεοκάμερα Βάση δεδομένων των συμβάντων του δικτύου Η παρουσίαση της κατάστασης του συστήματος και στατιστικών στοιχείων σε διαγράμματα και γραφικές παραστάσεις, είναι πλέον εύκολη διαδικασία με τη βοήθεια της Οπτικοποίησης. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του συστήματος έχει ως κύριο ρόλο του να επικοινωνεί με το bus. Τέλος, επειδή όταν ξεκινά η εφαρμογή του λογισμικού μέσω του Η/ Υ

104 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 104 η εγκατάσταση λειτουργεί ήδη, χρησιμοποιούνται τα λεγόμενα status, τα οποία είναι στοιχεία που μας πληροφορούν για την κατάσταση του συστήματος και βρίσκονται στις εξόδους των bus-συσκευών. Οπτικοποίηση με οθόνη Βιομηχανικού Αυτοματισμού Σε χώρους όπου είναι δύσκολο να υπάρχουν Η/Υ, η διαδικασία της Οπτικοποίησης μπορεί να γίνει με τρόπο εντυπωσιακό, χρησιμοποιώντας οθόνη βιομηχανικού αυτοματισμού. Για τη λειτουργία της χρειάζεται ειδικό hardware και ειδικό λογισμικό έτσι ώστε να παρουσιάζονται οι bus-εντολές μέσω της οθόνης αφής. Μπορούν βέβαια να χρησιμοποιηθούν και οι καινούριες TFT οθόνες με διασταυρούμενα υπέρυθρα, για μεγαλύτερη ασφάλεια και λιγότερα προβλήματα που προκαλούνται από τις οθόνες αφής, αυτό όμως κοστίζει περισσότερο οικονομικά. Η οθόνη, όμοια με την Οπτικοποίηση με Η/Υ, δεν έχει ρόλο κεντρικής μονάδας αλλά επικοινωνεί με το bus λαμβάνοντας και στέλνοντας τηλεγραφήματα για όσο διάστημα βρίσκεται σε λειτουργία. Ανάλογα με το χώρο που πρόκειται να οπτικοποιήσουμε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και περισσότερες από μία οθόνες βιομηχανικού αυτοματισμού. Οπτικοποίηση με ταμπλό ενδείξεων και χειρισμού Η χρήση ταμπλό ενδείξεων και χειρισμού είναι ιδιαίτερα απλή, αφού οι ενδείξεις γίνονται με τη βοήθεια των LEDs ή με ενδεικτικές λυχνίες και οι εντολές ενεργοποιούνται μέσω

105 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 105 μπουτόν ή με τηλεχειρισμό (πομποδέκτες υπερύθρων). Τα νέα ταμπλό της εταιρίας Siemens δεν απαιτούν ειδικό λογισμικό αλλά προγραμματίζονται με το ETS. Παλαιότερα ταμπλό όμως, περιελάμβαναν το δικό τους Software. Για να λειτουργήσουν χρειάζονται τάση 230V για τροφοδοσία και επικοινωνία με τη bus-γραμμή. Τοποθετούνται χωνευτά ή εξωτερικά. Οπτικοποίηση με ασύρματες οθόνες αφής Οι ασύρματες οθόνες αφής που χρησιμοποιούμε για την Οπτικοποίηση βασίζονται σε ασύρματο δίκτυο και διαθέτουν δικό τους ειδικό λογισμικό. Επικοινωνούν με την ΕΙΒεγκατάσταση μέσω ειδικής θύρας επικοινωνίας και αυξάνουν σημαντικά την ευελιξία του συστήματος. 6.2 Σκοπός της Οπτικοποίησης στα Επαγγελματικά Κτίρια Βασικός σκοπός της Οπτικοποίησης είναι η ένδειξη βλαβών. Σε επαγγελματικές εγκαταστάσεις τύπου εργοστασίων, πανεπιστημίων, μεγάλων εταιριών, κ.α., είναι αναγκαίο να εντοπίζεται άμεσα οποιαδήποτε δυσλειτουργία του συστήματος φωτισμού για παράδειγμα ή του συστήματος θέρμανσης / ψύξης ή ακόμη χειρότερα γενικές βλάβες του συστήματος τροφοδοσίας. Με την Οπτικοποίηση εξασφαλίζεται ο άμεσος εντοπισμός κάθε τέτοιας περίπτωσης καθώς και η άμεση αντιμετώπισή της. Μέσω της Οπτικοποίησης μπορούμε να παρακολουθούμε

106 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 106 ολόκληρο το σύστημα και την κατάσταση λειτουργίας ενός κτιρίου, σε μία οθόνη. Ο εντοπισμός μιας βλάβης μπορεί να γίνεται αντιληπτός με διάφορους τρόπους. Έτσι, μπορούμε να εντοπίσουμε μία δυσλειτουργία είτε λόγω εμφάνισης της προβληματικής περιοχής στην οθόνη, είτε η απεικόνιση της συγκεκριμένης λειτουργίας θα αναβοσβήνει ή θα αλλάζει χρώμα στην οθόνη, είτε θα ηχεί μία σειρήνα ή ακόμη θα εμφανίζονται μηνύματα σε ενδεχόμενη βλάβη ή συναγερμό. Όλοι αυτοί οι τρόποι ελέγχου είναι αρκετά εύκολοι και γίνονται άμεσα αντιληπτοί. Εάν ένα κτίριο αποτελείται από πολλούς ορόφους ή δωμάτια ή μια εταιρία περισσότερα του ενός κτίρια, η Οπτικοποίηση έχει τη δυνατότητα αναπαράστασης όλων αυτών των χώρων για εύκολη διαχείριση του συστήματος. 6.3 Λογισμικό Οπτικοποίησης Όλοι οι αισθητήρες (φωτισμού, θερμοκρασίας, ανίχνευσης κίνησης, κ.α.) ενός συστήματος τεχνικής ΕΙΒ, μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους και να σχηματίσουν δίκτυο. Αν στη συνέχεια με τη βοήθεια του λογισμικού Οπτικοποίησης δημιουργήσουμε γραφικές παραστάσεις των χώρων του κτιρίου, τότε δημιουργούμε την δυνατότητα εμφάνισης και ελέγχου των καταστάσεων λειτουργίας του συστήματος. Η υλοποίηση του προγραμματισμού γίνεται, όπως είναι γνωστό, συνδέοντας έναν Η/Υ στη θύρα RS 232 της εγκατάστασης ΕΙΒ. Για την εγκατάσταση του λογισμικού Οπτικοποίησης απαιτείται λειτουργικό σύστημα Windows 3.11 και νεότερο. Για την καλύτερη κατανόηση των δυνατοτήτων ενός λογισμικού Οπτικοποίησης θα εξετάσουμε ως παράδειγμα το Visualisation Software της Siemens.

107 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 107 Πίνακας Βασικά χαρακτηριστικά του Λογισμικού Οπτικοποίησης της Siemens 1. Ένδειξη και λειτουργία μέσω ενός μόνο PC ή μέσω πολλών PC συνδεδεμένων σε δίκτυο 2. Ένδειξη, λειτουργία και αποθήκευση στοιχείων σε οποιαδήποτε γλώσσα 3. πρόσβαση χρήστη με καθορισμένα επίπεδα εξουσιοδότησης και προτεραιότητες 4. Μεταφορά διευθύνσεων ΕΙΒ και δεδομένων, από τη βάση δεδομένων του λογισμικού ΕΙΒ, για τη δημιουργία των σημείων επεξεργασίας 5. Οι ενδείξεις του φόντο μπορούν να εισαχθούν με τη μορφή γραφικών παραστάσεων από εικονοστοιχεία ή ανύσματα 6. Ενσωματωμένο πρόγραμμα παρουσίασης εικόνων για ανυσματικές γραφικές παραστάσεις, που συνοδεύονται από μία συλλογή εικόνων 7. Πολυάριθμα στοιχεία δυναμικής εμφάνισης (μεταβλητές εικόνας) για εμφάνιση των τρεχουσών καταστάσεων, τιμών, κειμένων και γραφικών 8. Χειροκίνητη και αυτόματη κλήση ενδείξεων που ελέγχεται από κώδικα προτεραιοτήτων 9. Εκτύπωση πρωτοκόλλων των ενδείξεων, των γεγονότων, επισκοπήσεων και παραμέτρων 10 Σαρρής Γ. (2005). ΕΙΒ/ΚΝΧ Η νέα Τεχνική Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων Κτιρίων στην Πράξη. Αθήνα: Εκδόσεις Τζιόλα

108 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 108 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Προοπτικές και Εξελίξεις της Τεχνικής ΕΙΒ 7.1 Δικτυωμένο Σπίτι και Διαδίκτυο Ένα δικτυωμένο σπίτι θα συνδέεται σε ένα εξωτερικό δίκτυο όπως το Internet, το οποίο θα συνδέει τις συσκευές του τοπικού δικτύου με διαφορετικούς παροχείς υπηρεσιών. Ανάμεσα στο τοπικό και το εξωτερικό δίκτυο, μία πύλη υπηρεσιών (service gateway), θα λειτουργεί σαν gateway ή firewall. Οι παροχείς υπηρεσιών της «έξυπνης» οικιακής εγκατάστασης θα έχουν τη δυνατότητα να «κατεβάζουν» υπηρεσίες σ αυτή τη θύρα, όπως και να τις διαχειρίζονται. Αυτή η πύλη υπηρεσιών υποστηρίζει πολλά δίκτυα εκτενών ζωνών και τοπικές διεπαφές δικτύων, καθώς επίσης και τοπικές συσκευές. 7.2 Υπηρεσίες ασφαλείας Ο αριθμός ελεγχόμενων οικιακών συστημάτων ασφαλείας αυξάνεται σταθερά. Ειδικά στις Η.Π.Α. πάνω από 17 εκατομμύρια σπίτια έχουν εγκαταστήσει τα συστήματα

109 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 109 ασφαλείας. Υπάρχει η προσδοκία αύξησης αυτού του αριθμού, υπολογίζοντας περίπου νέους συνδρομητές κάθε έτος. Ο έλεγχος μιας οικιακής εγκατάστασης θα μπορούσε έπειτα να επεκταθεί και σε άλλα συστήματα στο σπίτι, όπως στον έλεγχο εάν τα φώτα έχουν σβήσει και εάν όλες οι ηλεκτρικές συσκευές στην κουζίνα λειτουργούν κανονικά. Ο ιδιοκτήτης του σπιτιού έχει τώρα τη δυνατότητα να ελέγξει από μακριά εάν η πίσω πόρτα του σπιτιού είναι κλειδωμένη, ίσως χρησιμοποιώντας ακόμα και το WAP κινητό τηλέφωνό του. Δεν θα υπάρξει καμία ανάγκη να επιστρέψει κανείς σπίτι, ακριβώς επειδή δεν είναι σίγουρος εάν όλα τα παράθυρα και οι πόρτες είναι κλειστά και κλειδωμένα. Η ενσωμάτωση αυτών των νέων υπηρεσιών ασφαλείας με τις υπάρχουσες υπηρεσίες αποτελεί μεγάλη επιχειρησιακή ευκαιρία για τους φορείς παροχής υπηρεσιών. Οι φορείς από άλλες βιομηχανίες όπως από τις επιχειρήσεις τηλεπικοινωνιών για παράδειγμα, θα ενσωματώσουν αυτές τις υπηρεσίες στις τρέχουσες υπηρεσίες της επικοινωνίας και διαχείρισης της ενέργειας. Όλες αυτές οι υπηρεσίες θα χρησιμοποιήσουν την ίδια υποδομή, η οποία θα καταστήσει το σύστημα αποδοτικότερο και απλούστερο για να εγκατασταθεί και να διαχειριστεί. 7.3 Υπηρεσίες Επικοινωνίας και Διασύνδεση του ΕΙΒ με άλλα Συστήματα Μερικά από τα εξελιγμένα πρότυπα για μία δικτυωμένη εγκατάσταση είναι:

110 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών 110 Bluetooth πρότυπα για ένα μικρό δίκτυο ραδιοσυχνότητας μεταξύ των συσκευών PLC χρησιμοποιεί την υπάρχουσα ηλεκτρική καλωδίωση για την λειτουργία του δικτύου HomePNA (Phoneline Networking Alliance) χρησιμοποιεί τα υπάρχοντα τηλεφωνικά καλώδια ΙΕΕΕ αυτό χρησιμοποιεί τη ραδιοσυχνότητα για να συνδεθεί με μία συσκευή ή με ένα δίκτυο Το HomeRF δημιουργεί ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο (LAN) χρησιμοποιώντας τη ραδιοσυχνότητα HAVi εστιάζει στη δικτύωση της ιδιωτικής διασκέδασης και ψυχαγωγίας. Για τη δημιουργία ενιαίου περιβάλλοντος αυτοματισμού, υπάρχουν σήμερα Gateways ανάμεσα στα συστήματα: ΕΙΒ και PROFIBUS DP (βιομηχανικά δίκτυα αυτοματισμού) ΕΙΒ και Ethernet ΕΙΒ και ISDN ΕΙΒ και SUCONET ΕΙΒ και METASYS Πίνακας 13. Διασύνδεση του ΕΙΒ με άλλα Συστήματα Βασικός στόχος όλων των ανωτέρω συστημάτων είναι η αλληλοκάλυψη του ενός από το άλλο, για τη δημιουργία ανοικτών συστημάτων αυτοματισμού με επικοινωνία περισσοτέρων του ενός συστημάτων.

111 Αυτοματισμοί «έξυπνων» σπιτιών Επικοινωνία Εγκαταστάσεων ΕΙΒ μέσω Ethernet και Internet H EIBA στην προσπάθειά της να αξιοποιήσει κατάλληλα τις δυνατότητες του διαδικτύου, δημιούργησε το iets. Το iets είναι ένα πρόσθετο λογισμικό που λειτουργεί βάση του ETS. Εάν ένας Η/Υ που συνδέεται με την ΕΙΒ εγκατάσταση έχει πρόσβαση στο Internet, τότε επιτυγχάνεται ελεγχόμενη πρόσβαση στην εγκατάσταση αυτή, μέσω διαδικτύου. Το iets αποτελείται από δύο μέρη: Α) τον iets Server, που βρίσκεται στον Η/Υ του εγκαταστάτη Β) τον iets Client, που βρίσκεται στον Η/Υ του τεχνικού με το λογισμικό ETS. Έτσι, ένας χρήστης του συστήματος ΕΙΒ μπορεί να διορθώνει μία βλάβη από τη Θεσσαλονίκη στη Ρώμη, μέσω Internet.