Jakie możliwości daje system inteligentny?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Co to znaczy, że dom jest inteligentny?
• Jakie możliwości daje system inteligentny?
• Czym są sensory i aktory?
• Jaki system inteligentny wybrać: scentralizowany czy rozproszony?

Dawniej w domach jednorodzinnych nie było sensu stosować rozbudowanej automatyki. Bo czym tu sterować, kiedy ciepło zapewniał prosty kocioł na węgiel, wentylacja była grawitacyjna, klimatyzatory widywało się tylko w biurowcach, a oświetleniem był jeden żyrandol na pokój. Większość rzeczy robiło się ręcznie. Elektryczny napęd do bramy, a tym bardziej siłowniki zamykające okna kojarzyły się z luksusowymi rezydencjami.

Dzisiaj w naszym otoczeniu jest za to mnóstwo napędzanych elektrycznie, nowoczesnych urządzeń. Przeważnie mają tyle funkcji, że z większości z nich nawet nie korzystamy. Nie dlatego, żeby nie mogły się przydać, lecz najpierw musielibyśmy przebrnąć przez lekturę instrukcji obsługi, a potem zapamiętać ustawienia. A nawet jeżeli z początku mamy wystarczająco dużo entuzjazmu żeby np. zmieniać ustawienia ogrzewania lub centrali wentylacyjnej to chęć na taką "zabawę" szybko mija. Dlatego najlepiej, jeżeli wszystko działa automatycznie, bez angażowania naszej uwagi.

Co to znaczy, że dom jest inteligentny?

Instalacje inteligentne bywają też nazywane automatyką budynkową lub systemami zarządzania budynkiem. O tyle dobrze oddaje to istotę sprawy, że tu nie chodzi o zautomatyzowane sterowanie jednym urządzeniem, lecz równoczesny nadzór nad wieloma z nich. I takie dobieranie ustawień, żeby nie tylko sobie nie przeszkadzały, ale działały w sposób optymalny. Jeżeli np. pomieszczenie przegrzewa się w skutek intensywnego nasłonecznienia nasz system najpierw spróbuje opuścić rolety lub rozwinąć markizy. A dopiero, jeżeli to nie wystarczy, uruchomi klimatyzację.

Istotną cechą jest to, że funkcje systemu można programować i zmieniać w razie potrzeby. Dzięki niemu zyskujemy nie tylko wygodę, ale również oszczędności energii (nawet rzędu 30%) i lepszy mikroklimat we wnętrzach.

System inteligentny to zintegrowane i zautomatyzowane sterowanie domowymi instalacjami i urządzeniami. (fot. Somfy)

Założenie instalacji inteligentnej w domu, w którym już mieszkamy, jest zdecydowanie większym wyzwaniem niż w dopiero budowanym. Jednak ma to i zalety - wiemy, czego nam brakuje i co chcielibyśmy dodać. Zasadniczą wadą jest zaś kłopot z układaniem okablowania. Oczywiście, problemu nie ma przy dużym remoncie, obejmującym całkowitą wymianę instalacji elektrycznej, związanym z wymianą przewodów. To świetna okazja, żeby pomyśleć też o instalacji inteligentnej oraz alarmowej. Tym bardziej, że obecnie granice pomiędzy systemami inteligentnymi oraz alarmowymi stają się coraz mniej ostre, gdyż alarmy mają coraz więcej funkcji.

Jakie prace trzeba wówczas koniecznie wykonać od razu, a z montażem jakich elementów można poczekać? Przede wszystkim trzeba powierzyć dobremu specjaliście wykonanie projektu, dającego możliwość przyszłej rozbudowy. Podstawą jest zapewnienie zasilania elektrycznego, bo przecież żaden siłownik czy silnik napędu nie zadziała bez prądu, choćby był bezprzewodowy. Bo trzeba sobie zdawać sprawę, że jednym z istotnych atutów układów inteligentnych jest właśnie możliwość stopniowego rozbudowywania i dodawania nowych funkcji. Rozsądnie jest na początek zrobić instalację nieco skromniejszą, lecz z opcją łatwej rozbudowy.

Rozsądnym rozwiązaniem może być założenie większej liczby gniazd (czy samych zaślepionych puszek). Jeżeli przy tym urządzenia będą zasilane z osobnych obwodów, elementy odpowiedzialne za ich włączanie i wyłączanie będzie można ukryć w rozdzielnicy elektrycznej. W niej za warto zostawić nieco miejsca na zapas. Jednak taki sposób zasilania nie jest nieodzownym warunkiem budowy systemu inteligentnego. Do sterowania można przecież wykorzystać elementy bezprzewodowe (radiowe), niezbędne jest tylko zasilanie. W praktyce mieszany system, zarówno z elementami przewodowymi jak i radiowymi może być najlepszym rozwiązaniem w remontowanym domu.

Najprostszy w realizacji wariant to użycie bezprzewodowych odbiorników wtykanych do gniazdka. (fot. Eaton Electric)

Dom inteligentny - co musisz wiedzieć, zanim się zdecydujesz?

Dom inteligentny - wdrożenie i uruchomienie systemu Grenton

Jakie możliwości daje system inteligentny?

W wielu domach mamy czujniki otwarcia okien, bo są częścią systemu alarmowego. Instalacja inteligentna też potrafi je wykorzystać i to znacznie lepiej. Co można zrobić, jeżeli w pomieszczeniu zostaną otwarte okna? Przede wszystkim można wyłączyć w nim ogrzewanie i wentylację mechaniczną. Jeżeli zaś w oknach mamy siłowniki, pojawia się wiele dodatkowych możliwości. Gdy okna otwarte są okna dachowe, a czujnik deszczu wykryje opady, zostaną one zamknięte. Funkcja kontroli stanu otwarcia i automatycznego zamykania okien może być też jedną z sekwencji czynności uruchamianej przez nas, gdy wychodzimy z domu.

Dla nas to kwestia użycia jednego przycisku, lecz instalacja inteligentna pozamyka wówczas okna, ograniczy ogrzewanie i wentylację, wyłączy światła, zamknie dopływ gazu do kuchenki, opuści rolety zewnętrzne. Siłowniki w oknach mogą też posłużyć do ich otwarcia i intensywnego wietrzenia pomieszczeń. Nocą w sezonie letnim można w ten sposób skutecznie schłodzić dom. Lista takich działań może być dowolna i da się ją modyfikować także w gotowym już systemie.

System inteligentny może też sterować oświetleniem, to popularna i łatwa do zaprezentowania i dość widowiskowa funkcja. Można też projektować tzw. sceny świetlne, czyli jakie, gdzie i jak intensywne światło chcemy mieć w danym momencie. Inaczej oświetlimy salon do posiłku, oglądania filmu, spotkania z przyjaciółmi. Jednak co do sterowania iluminacją nie warto popadać w przesadę. Dom to przecież nie galeria wystawowa z setkami źródeł światła, a do takich zastosowań w dużych obiektach pierwotnie przewidywano tego rodzaju funkcje.

Jeżeli zdecydujemy się na okna z siłownikami, system może je samoczynnie otwierać w celu wietrzenia, czy zamykać w razie opadów. (fot. Velux)

Sensory i aktory, czyli z czego składa się system inteligentny

Każdy system inteligentny składa się z dwóch grup elementów. Pierwszą jest wszystko co wprowadza do niego sygnały sterujące. Projektanci i wykonawcy nazywają je sensorami. Mogą to być czujniki, klawiatury, piloty zdalnego sterowania itp. Za ich pośrednictwem do systemu tak naprawdę trafiają po prostu informacje o tym, że trzeba coś zmienić w działaniu. Stąd ich wspólne traktowanie. Całkiem uzasadnione, bo ostatecznie nie jest ważne to czy system sam wykryje, że np. ogrzewanie danego pokoju nie jest już dłużej potrzebne, czy też wyłączymy je sami. Ważne aby dopływ ciepła do grzejnika został przerwany.

Dla odmiany wszelkie elementy wykonawcze noszą nazwę aktorów. Mogą to być przekaźniki uruchamiające oświetlenie, elektrozawory, siłowniki.

Wszelkie elementy wykonawcze, np. napędy rolet nazywa się w systemach inteligentnych aktorami. (fot. Becker Antriebe)

Idealny system to taki, w którym o działanie czujników oraz elementów wykonawczych użytkownik w ogóle nie musi się martwić. Zaś wydawane przez niego samego polecenia mają prosty intuicyjny charakter. Przykładowo wprowadza on żądanie, aby od 18.00, kiedy wróci do domu, w salonie panowała temperatura 21°C. To, czy w tym celu będzie trzeba włączyć ogrzewanie - albo przeciwnie wyłączyć je i przysłonić okna, bo nasłonecznienie jest tego dnia wyjątkowo intensywne - nie powinno być już jego zmartwieniem. Optymalne rozwiązanie ma wybrać system.

Możliwości komunikacji użytkownika z systemem jest wiele. Jedną z nich są specjalne łączniki (potocznie nazywane "włącznikami") o kilku przyciskach, często wyposażone w dodatkowy wyświetlacz. Za ich pomocą można sterować kilkoma funkcjami. Takie łączniki mogą też mieć wymiary zbliżone do tradycyjnych łączników elektroinstalacyjnych, dzięki czemu nie rażą umieszczone obok siebie. Niestety, są drogie, kosztują kilkaset złotych za sztukę.

Tańszym rozwiązaniem są tradycyjne łączniki elektryczne połączone z niewielkim adapterem systemowym, który można ukryć w głębokiej puszce instalacyjnej. Każdy taki łącznik odpowiada jednej funkcji, więc by zastąpić łącznik systemowy, trzeba ich umieścić kilka na ścianie, na przykład w ramkach wielokrotnych (mieszczących od 2 do 5 łączników). Jeśli instalacja inteligentna nie jest zbyt rozbudowana, może to być korzystne rozwiązanie, bo wybór łączników na rynku jest bardzo bogaty.

Dla wielu osób wygodne jest sterowanie systemem za pomocą pilota, podobnie jak obsługuje się telewizor. Jeśli zdecydujemy się na bardzo rozbudowany system, to do sterowania nim warto wykorzystać komputer, który można wyposażyć nawet w ekran dotykowy. Możliwa jest wówczas wizualizacja, czyli stworzenie przestrzennego modelu całego domu, w którym zaznaczono lokalizację sprzętów, czujników itp. Wizualizację można przy tym wzbogacić o podgląd z kamer.

Jeśli zdecydowaliśmy się na podłączenie instalacji do Internetu, to taką wizualizację obrazującą, co dzieje się w naszym domu, możemy obejrzeć za pośrednictwem sieci z dowolnego miejsca na świecie. Posłuży nam do tego zwykły komputer, tablet lub smartfon. Coraz częściej smartfon jest bardzo chętnie wybierany, bo przecież zwykle mamy go pod ręką. Niejednokrotnie okazuje się, że piloty, a nawet umieszczony na ścianie drogi sterownik z ekranem dotykowym są używane sporadycznie. Warto więc przemyśleć, które z elementów sterujących naprawdę chcemy kupić. Wyłącznie na telefonie jednak nie polegajmy, bo zawsze może się on zepsuć lub zgubić.

Jedną z funkcji automatyki budynkowej jest monitorowanie zużycia energii, wody itd. (fot. Eaton Electric)

System inteligentny scentralizowany czy rozproszony?

Instalacja inteligentna może być scentralizowana lub rozproszona. W scentralizowanej sygnały ze wszystkich czujników i komendy sterujące poszczególnymi urządzeniami przechodzą przez centralę czyli główny sterownik zbierający sygnały, interpretujący je i podejmujący jakieś działanie adekwatnie do sytuacji. Takie scentralizowane układy są zdecydowanie popularniejsze, bo łatwiej je wykonać i zaprogramować. Mogą nadzorować pracę urządzeń wykonawczych pochodzących od różnych producentów, ale nie zawsze sposób komunikacji z nimi umożliwia skorzystanie ze wszystkich funkcji.

Wadą jest oczywiście możliwość awarii całego systemu w wyniku uszkodzenia jednego elementu - centrali. Jest to jednak mało prawdopodobna sytuacja. Ponadto nie ma co obawiać się czarnych scenariuszy rodem z filmów science-fiction. Jeżeli centrala "padnie", każde z urządzeń (np. kocioł, centralę wentylacyjną) będzie można obsługiwać indywidualnie, jak w domu bez instalacji inteligentnej. Problemem może być raczej fakt, że przyzwyczajeni do wygody, zapomnimy, jak się to robi.

Z kolei w instalacji rozproszonej nie ma centrali. Czujniki i urządzenia wykonawcze wymieniają się na bieżąco informacjami, ale to indywidualny sterownik każdego z nich interpretuje spływające dane i ewentualnie zmienia sposób pracy. Eliminuje to niebezpieczeństwo unieruchomienia całego systemu w wyniku awarii centrali. Urządzenia które będą działać w takim układzie muszą mieć więc wbudowane przez producenta odpowiednie moduły elektroniczne. Prawdopodobnie najpopularniejszym tego rodzaju systemem w Europie jest KNX. Kompatybilne z nim urządzenia produkuje wiele firm. Przeprogramowanie takiej instalacji jest nieco trudniejsze (bo każdym urządzeniem sterują odrębne programy).

Sygnały najczęściej przesyłane są specjalnym przewodem zwanym magistralą. Jednym przewodem może płynąć wiele sygnałów, co ułatwia ułożenie okablowania, szczególnie w układach zdecentralizowanych. Coraz mocniejszą pozycję na rynku mają jednak systemy bezprzewodowe. Jednak nawet w ich przypadku całkiem od kabli nie uciekniemy. Przecież każdy klimatyzator, elektrozawór, czy siłownik sterujący roletami okiennymi wymaga zasilania.

W instalacjach inteligentnych łączniki ścienne programuje się do obsługi konkretnych urządzeń, a program zawsze można zmienić. (fot. Schneider Electric)

Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Velux