Inhoudsopgave. Colofon

Transcriptie

1

2 -1-

3 Inhoudsopgave 1 Inleiding 5 2 Het practicum 7 3 De gloeilamp (schakeling 1) 8 4 De bus 10 5 Relais schakelt lamp (schakeling 2) 11 6 Het adres 13 7 De tl-lamp (schakeling 3) 14 8 Inschakelen op twee plaatsen 16 9 Vragen 17 Extra opdrachten voor KBL en GL 10 Werking van een uitgebreid domoticasysteem De deelnemers in een domoticasysteem Vragen 23 Colofon Auteur Eindredactie Vormgeving Druk Gert Zweeris Jan van Rooijen Queenie Productions, Delden Drukkerij Augustijn, Enschede

4 1 Je komt laat thuis uit school. Het is midden in de winter en het is al donker. Je stoot je tenen tegen de fiets van je kleine broertje die je niet zag liggen. Je zoekt je sleutel op en doet de deur open. Eerst doe je het licht in de hal aan. Dan toets je de toegangscode van de beveiligingsinstallatie in. Als je dat niet snel genoeg doet, dan gaat de sirene tekeer en bellen de buren op om te vragen wat er aan de hand is. Je loopt naar de wo o n kamer en doet het licht aan Ve r vo l gens zet je de th e rm o- staat van de ve rwa rming hoger en de televisie aan. Omdat het een mooie zonnige winterdag was, had iemand het zonnescherm naar beneden gedaan en vergeten om weer omhoog te doen. Dat moet jij dus doen. Het kan ook anders Je komt laat thuis uit school. Het is midden in de winter en het is al donker. Als je de huisdeur nadert dan schakelt de buitenverlichting aan. Je loopt om de fiets van je bro e rtje heen en legt je wij s v i n ger op het identificatiepaneel bij de vo o rd e u r. Het besturingssysteem herkent je. Het beveiligingssysteem wordt uitgeschakeld en de deur gaat open. Het licht in de hal gaat vanzelf aan en het ve rwa rm i n g s ysteem verhoogt de te mp e ratuur op de benedenverdieping. Je loopt de wo o n kamer in. Het licht in de wo o n kamer gaat aan. Het licht in de hal gaat minder fel bra n d e n. De televisie gaat vanzelf aan en staat op jouw favoriete programma. Het zonnescherm was al automatisch omhoog gegaan toen de zon minder fel ging schijnen. Toekomstmuziek? Figuur 1 Au! Nee. Dat van je favoriete programma is wat overdreven, maar verder is alles tegenwoordig mogelijk. In moderne ge b o u wen wo rdt dit allemaal al to e ge p a st. Vaak nog veel uitge b reider dan in het ve r h a a l t j e hierboven. De beveiligingsinstallatie, de verlichting en het klimaatbeheerssysteem worden bestuurd door een comp u te r. In alle ve rt re k ken zijn sensoren ge m o n te e rd die doorgeven of er iemand aanwe z i g is, zodat de computer de verlichting en de verwarming kan inschakelen. We noemen dit een gebouwbeheersysteem

5 2 In een wat eenvoudiger vorm wordt dit systeem ook in woonhuizen toegepast. We spreken dan van domotica. Het woord domotica is samengesteld uit twee woorden. Domus, een oud Latijns woord dat huis betekent en het woord robotica. Onder robotica verstaan we alles wat te maken heeft met zelfstandig werkende toestellen, meestal bestuurd door een computer. Domotica-toepassingen zie je op drie gebieden. 1. Veiligheid. 2. Comfort (gebruiksgemak). 3. Alarmering. Bij veiligheid moet je denken aan: inbraakalarm brandalarm automatische verlichting. Bij comfort moet je denken aan: automatisch werkende zonwering automatisch werkende verwarming automatische verlichting deuren die vanzelf open en dicht gaan. In deze les leer je iets over de werking van een domoticasysteem. We maken een aantal schakelingen op het practicum. We werken alleen met verlichting. Het practicum bestaat uit een aantal panelen die je in een frame kunt plaatsen. Er horen 7 panelen bij dit practicum: paneel GB1: busvoedingsaansluiting en bijbehorende adapter 2 panelen GB3: serieschakelaar met twee terugverende contacten paneel GB4: relais TL paneel GB5: relais CT paneel GB6: gloeilamp paneel GB7: tl-armatuur. Onder in het frame bevindt zich een voedingskast met een hoofdschakelaar, een beveiliging en vier aansluitklemmen. Bij de aansluitklemmen staat twee keer 24V~. Bij normale verlichtingsinstallaties werken we met een wisselspanning van 230 volt. Omdat dit een gevaarlijke spanning is, gebruiken we bij dit practicum een veilige wisselspanning van 24 volt. De voedingsdraden bij wisselspanning noemen we de fase (codeletter L) en de nul (codeletter N). De fasedraad is bruin en de nuldraad is blauw. De overige draden zijn zwart. De adapter levert een gelijkspanning van 12 volt. Deze spanning is voor de bus. Op de bus komen we verderop in deze les terug. Alarmering is vooral belangrijk bij alleen wonende, oudere mensen. Als er iets ernstigs gebeurt kun je hiermee een noodsignaal geven waardoor een hulpdienst wordt gewaarschuwd. Figuur 2 Practicum domotica Hoe al deze onderdelen werken zul je in deze les gaan ontdekken. We beginnen met een eenvoudige schakeling

6 3 Om een lamp aan te sch a kelen heb je een sch a kelaar nodig. Het relais gaan we als sch a kelaar ge b ru i ke n. Voor deze schakeling heb je nodig relaispaneel GB4 en gloeilamp GB6. In figuur 5 kun je controleren of je de juiste verbindingen hebt gemaakt. Doe de stekker van de voedingskast in het stopcontact. Druk de bovenste knop van de beveiliging van de voedingskast in. Zet de hoofdschakelaar op 1. Figuur 3 Re l a i s Figuur 5 Sch a keling 1 Op het relais zit een klein zwart schakelaartje, de handbediening van het relais. Zie figuur 6. Figuur 4 Gloeilamp Plaats het relais en de lamp naast elkaar in het frame. Neem een bruin aansluitsnoer en verbind de zwarte klem van de voedingskast met de derde klem van het relais. Zie figuur 5. Verbind de vierde klem van het relais door een zwa rt aansluitsnoer met de eerste klem va n de gl o e i l a mp. Ga met een blauw aansluitsnoer van de tweede klem van de gl o e i l a mp naar de rode klem va n de vo e d i n g skast. Figuur 6 Re l a i s Met dit schakelaartje kan het relais met de hand in en uit geschakeld worden. Test de schakeling door deze schakelaar aan en uit te zetten. De lamp moet aan en uit gaan. Schakel de voedingskast uit. We gebruiken de handbediening van het relais om de lamp aan en uit te schakelen. Hiervoor kunnen we ook een gewone schakelaar gebruiken. De bedoeling is dat het relais zelf de lamp schakelt

7 4 5 De bus is een netwerk dat in een woning is aangelegd. Dit netwerk bestaat uit twee draden die alle schakelaars en verlichtingsarmaturen met elkaar verbinden. Ook alle comp o n e n ten van bij voorbeeld de beve i l i g i n g s i n stallatie en de ve rwa rm i n g s i n stallatie kunnen hierop worden aangesloten. We gaan schakeling 1 uitbreiden met het busvoedinspaneel GB1 en met een paneel met een serieschakelaar met twee terugverende contacten, GB3. Zie de figuren 8 en 9. Figuur 8 Busvo e d i n g s p a n e e l Figuur 7 De bus Er bestaan aan aantal bussystemen. Bij dit practicum gebruiken we het systeem Batibus. Via de bus wo rden te l e grammen ve rst u u rd. Als je een lamp aan wilt doen, dan bedien je de sch a ke l a a r. De sch a kelaar kijkt eerst of de bus vrij is. Er kan namelijk maar één te l e gram te ge l ijk ve rst u u rd wo rd e n via de bus. Is de bus vrij, dan bezet de schakelaar de bus en verstuurt het telegram: LAMP INSCHAKELEN Het relais van de lamp is ook verbonden met de bus. Dit relais ontvangt het te l e gram van de sch a ke l a a r en schakelt de lamp aan. Ook de thermostaat van de verwarmingsinstallatie gebruikt de bus om telegrammen te versturen. Als het in de kamer te koud wordt, dan kijkt de thermostaat eerst of de bus vrij is, bezet de bus en stuurt naar de verwarmingsinstallatie het telegram: VERWARMING INSCHAKELEN Het relais van de verwarmingsinstallatie ontvangt het telegram en schakelt de verwarming in. De telegrammen van de schakelaar en van de thermostaat worden ontvangen door alle relais die op de bus zijn aangesloten. Toch schakelt de thermostaat niet de lamp aan, maar alleen de verwarming. Hoe dat komt, zien we in de volgende schakeling. Figuur 9 Seriesch a ke l a a r Figuur 10 Sch a keling 2 Zet voedingspaneel GB1, serieschakelaar GB3, relais GB4 en de glo e i l a m p GB6 naast elkaar in het frame. Sluit de aansluitsnoeren van de vo e- d i n g skast naar het relais en de lamp aan zoals in figuur 5. Zorg dat het kleine blauwe keuzeschakelaartje van relais GB4 op TL staat. Zet de handbediening van het relais in de stand 0. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 10, let op de juiste kleuren van de aansluitsnoeren

8 6 Aan de bovenkant van de panelen van de busvoeding, de serieschakeling en het relais zijn de draden van de bus getekend. Deze moeten met dunne aansluitsnoeren met elkaar worden verbonden. Verbind de aansluitingen van de bus met elkaar. Gebruik voor de bove n ste lijn de dunne rode aansluitsnoeren, voor de onderste lijn de blauwe aansluitsnoeren. Zie figuur 11. Zet het bovenste duimwieltjes van het relais op 7, zie figuur 12. Figuur 11 Sch a keling met bus Zet het onderste duimwieltje op 3. Sluit de adapter aan op de co n n e c to r van het busvoedingspaneel Doe de stekker van de adapter en de stekker van de voedingskast in het stopcontact. Zet de hoofdschakelaar van de voedingskast op 1. Op het relais gaat een klein lampje knipperen om aan te geven dat het relais verbinding heeft met de bus. Bedien één keer kort de linker drukknop van de serieschakelaar. Het relais schakelt de lamp in. Je merkt dat er een korte tijd zit tussen het indrukken van de schakelaar en het aangaan van de lamp. Dit komt doordat de schakelaar eerst moet kijken of de bus vrij is, dan de bus moet bezetten en dan het telegram moet verzenden. De lamp kan met dezelfde schakelaar worden uitgeschakeld. Ook nu zit er een korte tijd tussen het indrukken van de schakelaar en het uitgaan van de lamp. Schakel de lamp een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Het telegram: lamp inschakelen dat door de schakelaar wordt uitgezonden, wordt door alle op de bus aangesloten relais ontvangen, maar niet alle relais reageren hierop. De schakelaar geeft namelijk met het telegram ook een adres mee waar het telegram naar toe moet. De linker drukknop van de serieschakelaar die we in de schakeling bedienen, geeft het adres 73 mee. Het eerste cijfer noemen we de familie en het tweede cijfer is het volgnummer van de familie. Met de duimwieltjes op het relais hebben we als familie de 7 ingesteld en als volgnummer de 3. We gaan terug naar schakeling 2 van figuur 11. Verander met het duimwieltje het volgnummer op het relais in getal 9. Zet de hoofdschakelaar van de voedingskast aan. Test of je met de serieschakelaar de Figuur 12 Re l a i s lamp kunt bedienen. Je ziet dat het relais niet reageert, omdat telegrammen met adres 73 worden verzonden. Het relais is ingesteld op telegrammen met adres 79. Verander het volgnummer op het relais weer in een 3. Test of het relais weer reageert op de linker drukknop van de serieschakelaar. Te st of het relais reageert op de re c h te r drukknop van de serieschakelaar. Het relais reageert niet op de rechter drukknop. Deze drukknop heeft een andere adressering. Door verschillende nummers op het relais in te stellen kun je ontdekken wat de adressering van de rechter drukknop is. Om het niet te moeilijk te maken, mag je er van uit gaan dat het familienummer hetzelfde is. Alleen het volgnummer is anders. Hou er rekening mee dat het relais niet direct op de drukknop reageert. Er gaan een paar seconden voorbij voor het relais schakelt. Zoek de adressering van de rechter drukknop van de serieschakelaar. Als je dat gevonden hebt, schakel dan de voedingskast uit

9 7 Behalve de gloeilamp hebben we ook paneel GB7 met een tl-lamp bij het practicum. Deze tl-lamp heeft ook een eigen relais, paneel GB5. Figuur 14 Sch a keling 3 Sluit de adapter aan op de co n n e c to r van het busvoedingspaneel. Zet de hoofdschakelaar van de voedingskast aan. Test de schakeling. De linker drukknop van de serieschakelaar heeft als adressering de cijfers 73. De rechterdrukknop heeft dan automatisch hetzelfde familienummer. Het volgnummer is altijd één cijfer hoger. Dus adressering 74. Dit kan niet veranderd worden. Figuur 13 Relais en tl-lamp Plaats het relaispaneel en de tl-lamp samen met de andere panelen in het frame zoals in figuur 14. Zet het kleine blauwe keuzeschakelaartje op relais GB5 op de stand CTa. Stel het adres in op relais GB4. Familienummer 7 en volgnummer 3. Stel het adres in op relais GB5. Familienummer 7 en volgnummer 4. Sluit de aansluitsnoeren aan zoals in figuur 14. Let op de goede kle u re n. Verbind de bus door met de dunne aansluitsnoeren. Haal de stekker van de adapter uit het busvoedinspaneel. Schakel de voedingskast uit

10 8 9 Maak de volgende meerkeuzevragen. In sommige gevallen is het gemakkelijk als je een lamp op twee plaatsen aan of uit kunt schakelen. De lamp op de overloop kun je bijvoorbeeld in- of uitschakelen met een schakelaar onder aan de trap en met een schakelaar op de overloop. We noemen dit een wisselschakeling. Plaats de tweede serieschakelaar in het frame. Verbind de draden van de bus door. Controleer of je de juiste schakeling hebt met behulp van figuur Als in een groot gebouw de ve r l i chting, de ve rwa rming en de to e ga n g s c o n t role door een comp u ter wo rden ge re ge l d, dan spreken we van a. centraal regelsysteem b. domotica c. gebouwbeheersysteem d. gebouwregelsysteem 2. De voedingsdraden in een verlichtingsinstallatie hebben de code a. + en b. F en N c. L en N d. P en EP Figuur 15 Sch a keling 4 Stel bij het relais van de gloeilamp het adres 74 in. Het adres voor de tl-lamp is 73. Sluit de busvoeding aan Schakel de voedingskast in. Test de schakeling. Laat de schakeling door de docent controleren. Schakel de voedingskast uit. Haal de stekker van de adapter uit het busvoedingspaneel. Haal alle aansluitsnoeren uit het p ra c t i c u m. Ruim alles netjes op. 3. De kleur van de fasedraad in een verlichtingsinstallatie is a. blauw b. bruin c. rood d. zwart 4. In deze les bedoelen we met de bus a. de spanning voor de besturing b. de voedingsdraden voor de lampen c. een netwerk d. de schoolbus 5. Hoeveel telegrammen kunnen gelijktijdig via de bus verstuurd worden? a. 1 b. 2 c. 4 d. evenveel telegrammen als er relais zijn aangesloten

11 10 6. Als we met 4 sch a ke l a a rs 4 ve rs chillende lampen willen aan- of uitsch a kelen, hoeveel relais hebben we dan nodig? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 In dit practicum hebben we ons beperkt tot verlichting. Een domoticasysteem bestuurt meestal meer installaties. Alle installaties zijn via de bus verbonden met een domoticacentrale. De domoticacentrale wordt meestal in de meterkast geplaatst. 7. Als we met 1 sch a kelaar 4 lampen te ge l ij ke rt ijd willen aan- of uitsch a kelen, hoeveel relais hebben we dan nodig? a. 1 b. 2 c. 3 d De linker drukknop van een seriesch a kelaar heeft als adressering het ge tal 88. We l ke adressering heeft de re ch te r drukknop van die serieschakelaar? a. 87 b. ook 88 c. 89 d. dat is niet te zeggen 9. Als je met twee schakelaars één lamp kunt aan- of uitschakelen, dan spreken we van een a. dubbelschakeling b. hotelschakeling c. trapschakeling d. wisselschakeling Figuur 16 Domoticacentra l e We bespreken een aantal van die installaties. De verwarmingsinstallatie De temperatuur in een huis hoeft niet altijd even hoog te zijn. s Nachts kan de temperatuur naar beneden en ook als er niemand thuis is, hoeft het niet zo warm te zijn. Door in alle vertrekken sensoren te plaatsen ziet de centrale in welke ruimte iemand aanwezig is. De temperatuur in die ruimte wordt dan omhoog gebracht. Als iemand in de wo o n kamer een raam openzet, wo rdt dit door het ra a m c o n tact ge s i g n a l e e rd en aan de c e n t rale doorge geven. De ve rwa rming in de wo o n kamer wo rdt dan op een lage re te mp e ratuur inge ste l d. Een buitenthermometer meet de buitentemperatuur en geeft dit door aan de verwarmingsketel. De instellingen van de ketel worden daarop aangepast. 10.Hoe groot is de spanning op een schakelaar in onze domotica-installatie? a. geen spanning b. 12 volt c. 24 volt d. 230 volt Zonwering Als de zon fel schijnt kan dit hinderlijk zijn. Bovendien wordt het dan erg warm in huis. Daarom m o n te ren we zonnesch e rmen. Maar die zonnesch e rmen moet je naar beneden doen en niet te ve rge te n, ook weer omhoog als de zon weg is. Dat werk kan de domoticacentrale voor je doen. Bovendien gaan de zonneschermen ook naar beneden als de zon schijnt en je bent niet thuis. Gaat het hard waaien, dan gaan ze omhoog

12 Automatische verlichting Binnenkomen in een donker huis is niet gezellig. Bovendien kun je je lelijk bezeren als iemand zijn rommel niet heeft opgeruimd. Daarom wordt de verlichting ingeschakeld als je binnenkomt. Wordt er in de hal gedurende 15 minuten geen beweging gesignaleerd, dan wordt de verlichting gedimd. Staat de centrale in de nachtstand, dan wordt er heel anders gereageerd. s Nachts hoeft er beneden geen verlichting te branden. Ook de tv in de woonkamer moet uit. Bovendien als je naar bed gaat en het elektrisch fo rnuis in de ke u ken staat nog aan, dan klopt er iets niet. De wa s m a chine moet s nach t s wel kunnen werken. Dit alles kan door de centrale geregeld worden. Als je midden in de nacht wakker wordt van de honger en je stapt je bed uit om wat te gaan eten, gaat in je slaapkamer de nachtverlichting branden. Ook de overloop en de trap worden zwak verlicht. Niet iedereen hoeft tenslotte te weten dat je de koelkast gaat plunderen. De verlichting in de keuken gaat wel op volle sterkte aan. Nu maar hopen dat er op de koelkastdeur geen inbraakbeveiliging zit! De beveiligingsinstallatie. Als de bewo n e rs niet thuis zijn kunnen de sensoren in de ve rs chillende ru i m ten en de ra a m c o n ta c te n gebruikt worden voor de inbraakbeveiliging. Bij een brandmelding worden alle toestellen uitgeschakeld en alle verlichting aan. Als je thuis komt open je de voordeur meestal met een sleutel. Daarvoor worden tegenwoordig ook wel toegangspassen gebruikt. In hotels wordt dit systeem al veel toegepast. Bij de buitendeur is een zogenaamde kaartlezer geplaatst. Persoonsalarmering. Alleen wonende ouderen of zieke mensen zijn kwetsbaar. Een klein ongelukje kan ernstige gevolgen hebben als je niemand kunt wa a rs ch u wen. In de woning kunnen tre ks ch a ke l a a rs ge m o n te e rd wo rd en waarmee alarm gegeven kan worden. Ook wordt wel een draagbare zender met een alarmknop gebruikt. Een zogenaamde clipzender. Figuur 18 Clipzender Wordt een alarmschakelaar bediend, dan wordt er automatisch via de telefoon een alarmmelding doorgegeven naar een hulpinstantie. In de woning worden alle toestellen uitgeschakeld en alle verlichting aan. Bovendien wordt de toegangscontrole zo veranderd, dat de hulpverlener de woning met een speciale toegangspas kan binnenkomen. Hierboven is een uitgebreid domoticasysteem beschreven. Natuurlijk zijn er ook minder uitgebreide systemen. Ook zijn er systemen met nog meer mogelijkheden. Maar aan alles hangt natuurlijk een prijskaartje. Een belangrijk kenmerk van een domoticasysteem is, dat de verschillende installaties in een woning elkaar beïnvloeden. Een signaal van de ene installatie geeft reacties in de andere installaties. Figuur 17 Ka a rt l e z e r Als de goede toegangspas in de kaartlezer wordt gestoken, weet het domoticasysteem dat de bewoner thuiskomt en kan de deur geopend worden

13 11 12 Beantwoord de volgende vragen. Alle onderdelen in een bussysteem zoals de schakelaars, de thermostaten, de relais, de clipzender, de infrarood sensoren, noemen we deelnemers. De deelnemers zijn in twee groepen te onderscheiden: - sensor of zendmoduul - actuator of actormoduul 1. Waarom zit er een korte tijd tussen het bedienen van de schakelaar en het aangaan van de lamp? 2. Hoe komt het dat maar één relais reageert op een telegram? De zendmodulen zijn de zintuigen van het systeem. Zij signaleren of er iets verandert. Voorbeelden van zendmodulen zijn:een thermostaat, een clipzender, een raamcontact of een kaartlezer. 3. Waarvoor dient de bus? De actormodulen zijn de uitvoerders van het systeem. Zij voeren een opdracht van de domoticacentrale uit. Voorbeelden van acto rmodulen zijn: een relais voor een ve r l i ch t i n g s a rm a t u u r, de motor die het zonnescherm aandrijft, de deuropener, de telefoon en de verwarmingsketel. 4. Is een schakelaar een zendmoduul of een actormoduul? 5. Wat is het verschil tussen een zendmoduul en een actormoduul? Het netwerk, de bus, verbindt alle deelnemers met elkaar en met centrale. De sensoren sturen telegrammen naar de actuatoren. Dit kan direct gebeuren zoals in het practicum, of via de centrale. De bus heeft twee functies: - spanning leveren aan de elektronicaschakelingen van de deelnemers, - overbrengen van de telegrammen. 6. Hoeveel verschillende adressen kunnen er op een relais worden ingesteld? 7. Noem drie voordelen van het gebruik van een domoticasysteem. De spanning die op de bus staat is een ve i l i ge spanning. In het practicum is het 12 volt ge l ij ks p a n n i n g. Deze spanning wordt geleverd door de adapter. Omdat het een veilige spanning is en omdat de elektronicaschakelingen maar weinig stroom verbruiken, kunnen we dunne draden gebruiken. 8. Noem twee nadelen van het gebruik van een domoticasysteem De telegrammen die door de bus worden overgebracht bestaan uit twee delen: - een adresdeel - en een actiedeel. Een telegram komt bij alle deelnemers aan. Het adresdeel van het telegram zorgt ervoor dat alleen de actormoduul met hetzelfde adres op het telegram reageert. Het actiedeel vertelt de actormoduul wat er moet gebeuren. 9. Noem een belangrijk kenmerk van een domoticasysteem. 10.In de les wordt een beschrijving gegeven van een uitgebreide domoticaschakeling. Bedenk zelf een uitbreiding van deze schakeling