Nikobus 1
Colofon Auteur: Eindredactie: Thijs A. Afman Joost van den Brink Dit is een uitgave van Brink Techniek BV Deze uitgave mag vrij worden gekopieerd binnen educatieve instellingen. Deze uitgave mag zonder toestemming van Brink Techniek BV niet commercieel worden uitgegeven.
Inhoudsopgave Pag. 1 T Inleiding 3 2 T Het practicum 5 3 P De gloeilamp (schakeling 1) 6 4 T De bus 8 5 P Lamp schakelen via de bus (schakeling 2) 10 6 P De TL-lamp (schakeling 3) 14 7 P In- en uitschakelen op twee plaatsen (schakeling 4) 16 8 P Meerdere lampen aan en uit (schakeling 5) 19 9 P CV schakelen middels domotica (schakeling 6) 22 10 T Vragen 29 Extra opdrachten voor KBL en GL 11 P In- en uitschakelen op drie plaatsen (schakeling 7) 32 12 P Tijdvertraging instellen (schakeling 8) 35 13 T De werking van een uitgebreid domoticasysteem 38 14 T De deelnemers in een domoticasysteem 42 15 P Eindopdracht (schakeling 10) 43 16 T Vragen 47 Voor de volgende opdrachten is de uitbreidingsset benodigd 17 T Domotica en veiligheid 50 18 P Bewegingsmelders (schakeling 11) 52 19 P Brandmelders (schakeling 12) 55 20 P Looproute verlichting (schakeling 13) 58 21 P Grote eindopdracht (schakeling 14) 62 22 T Vragen 65
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 woonkamer en doet het licht aan Vervolgens zet je de thermostaat van de verwarming 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. Figuur 1 Au! 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 broertje heen en legt je wijsvinger op het identificatiepaneel bij de voordeur. Het besturingssysteem herkent je. Het beveiligingssysteem wordt uitgeschakeld en de deur gaat open. Het licht in de hal gaat vanzelf aan en het verwarmingsysteem verhoogt de temperatuur op de benedenverdieping. Je loopt de woonkamer in. Het licht in de woonkamer gaat aan. Het licht in de hal gaat minder fel branden. 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. - 3 -
Toekomstmuziek? Nee. Dat van je favoriete programma is wat overdreven, maar verder is alles tegenwoordig mogelijk. In moderne gebouwen wordt dit allemaal al toegepast. Vaak nog veel uitgebreider dan in het verhaaltje hierboven. De beveiligingsinstallatie, de verlichting en het klimaatbeheerssysteem worden bestuurd door een computer. In alle vertrekken zijn sensoren gemonteerd die doorgeven of er iemand aanwezig is, zodat de computer de verlichting en de verwarming kan inschakelen. We noemen dit een gebouwbeheersysteem. In een wat eenvoudiger vorm wordt dit systeem ook in woonhuizen toegepast. We spreken dan van domotica. Het woord domotica is samengesteld uit drie woorden. Domus, een oud Latijns woord dat huis betekent en de woorden robotica en informatica. Onder robotica en informatica 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. 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. Als voorbereiding op dit practicum ga je naar de volgende website: http://leermiddelen.nl/expertisecentrum/default.htm Klik op het onderwerp Gebouwbesturing en voer de opdrachten uit. - 4 -
2 In deze les leer je iets over de werking van een domoticasysteem. We maken een aantal schakelingen op het practicum. We werken met verlichting en een centraal verwarmingsysteem (CV). Het practicum bestaat uit een aantal panelen die je in een frame kunt plaatsen. Er horen (minimaal) 7 panelen bij dit practicum: o o o o o o paneel GBN 1: Schakelmodule met interne computer 2 panelen GBN 2: Serieschakelaar met terugverende contacten paneel GBN 3: Gloeilamp paneel GBN 4: TL-armatuur paneel GBN 5: Kamerthermostaat paneel GBN 8: Centrale Verwarming simulatie Onder in het frame bevindt zich een voedingskast met een hoofdschakelaar, een beveiliging en twee aansluitklemmen. Bij de aansluitklemmen staat 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. Figuur 2 practicum domotica (inclusief uitbreidingsset) Hoe al deze onderdelen werken zul je in deze les gaan ontdekken. We beginnen met een eenvoudige schakeling. - 5 -
3 Om een lamp in te schakelen heb je een schakelaar nodig. De schakelmodule gaan we als schakelaar gebruiken. Voor deze schakeling heb je nodig schakelmodule GBN 1 en gloeilamp GBN 3. Figuur 3 schakelmodule Figuur 4 gloeilamp Plaats de schakelmodule (GBN 1) en de lamp (GBN 3) naast elkaar in het frame. Neem een bruin meetsnoer en verbindt de rode klem van de voedingskast met de linker klem van de schakelmodule bij de aanduiding 24V~ en verbind deze weer door naar de meest linkse klem met de aanduiding L. Zie figuur 3. Verbind de klem met de aanduiding 1 van de schakelmodule door een zwart meetsnoer met de eerste klem van de gloeilamp. Ga met een blauw meetsnoer van de tweede klem van de gloeilamp naar de zwarte klem van de voedingskast. Ga van de rechter klem van de schakelmodule bij de aanduiding 24V~ ook naar de zwarte klem van de voedingskast. - 6 -
In figuur 5 kun je controleren of je de juiste verbindingen hebt gemaakt. Figuur 5 schakeling 1 Inschakelen Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort op de groene select-toets die op de schakelmodule (GBN 1) zit. Led 1 op de schakelmodule knippert. Druk tijdens het knipperen nog een keer lang op de select-toets. De schakelmodule geeft een korte piep. Led 1 brandt continu. De gloeilamp brandt nu. Uitschakelen Druk kort op de groene select-toets. Led 1 knippert. Druk tijdens het knipperen nog een keer lang op de select-toets. De schakelmodule geeft een korte piep. Led 1 gaat uit. De gloeilamp is uit. Met deze handelingen kan een uitgang met de hand in- en uitgeschakeld worden. Hiermee kunnen de uitgangen van de schakelmodule worden getest. Schakel de voedingskast weer uit. - 7 -
4 De bus is een netwerk dat in een woning is aangelegd. Dit netwerk bestaat uit twee draden die alle schakelaars en schakelmodules met elkaar verbinden. In het practicum wordt dit uitgebeeld door de verbindingen aan de bovenzijde van alle panelen. Door middel van de kleine snoertjes kun je deze met elkaar doorverbinden. Door deze te verbinden kan er door de verschillende onderdelen met elkaar gepraat worden. Figuur 6 de bus Er bestaat een aantal bussystemen. Bij dit practicum gebruiken we het systeem Nikobus. Via de bus worden berichten verstuurd. Als je een lamp aan wilt doen, dan bedien je de schakelaar. De schakelaar kijkt eerst of de bus vrij is. Er kan namelijk maar één bericht tegelijk verstuurd worden via de bus. Is de bus vrij, dan bezet de schakelaar de bus en verstuurt een bericht naar de schakelmodule. LAMP INSCHAKELEN SCHAKELMODULE Figuur 7 schakelaars en de schakelmodule Na ontvangst van het bericht van de schakelaar, gaat de schakelmodule aan het werk. De schakelmodule schakelt intern de juiste uitgang, voor de juiste lamp. De lamp zal aangaan. Hoe weet de schakelmodule welke lamp aan moet? Dat hebben wij hem van de voren verteld. Dit noemen we ook wel programmeren. - 8 -
Op de bus staat geen gevaarlijke spanning (9 V DC), omdat er geen lampen en andere elektrische apparaten op worden aangesloten die veel vermogen hebben. De busleidingen versturen dus berichten met behulp van laagspanning. Andere voorbeelden van dit soort leidingen zijn: Netwerkleidingen voor computers De kabel voor de tv De kabel voor de telefoon Ook de thermostaat van de verwarmingsinstallatie gebruikt de bus om berichten 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 schakelmodule het bericht: VERWARMING INSCHAKELEN De schakelmodule ontvangt het bericht en schakelt de verwarming in. De berichten van de schakelaar en van de thermostaat worden allemaal ontvangen door de schakelmodule. Toch schakelt de thermostaat niet de lamp aan, maar alleen de verwarming. In het onderstaande figuur kun je zien welke onderdelen je allemaal kunt aansluiten door middel van een Nikobussysteem. Figuur 8 overzicht van de in- en uitgangmogelijkheden van Nikobus. - 9 -
5 We gaan schakeling 1 uitbreiden met een paneel met schakelaars (GBN 2) voor aansluiting op de bus. Opbouwen Figuur 9 serieschakelaar Zet schakelmodule GBN 1, serieschakelaar GBN 2 en de gloeilamp GBN 3 naast elkaar in het frame. Sluit de meetsnoeren van de voedingskast naar de schakelmodule en de lamp aan zoals in figuur 5. (hoofdstuk 3) Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 10, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 10 schakeling 2-10 -
Aan de bovenkant van de panelen van de schakelmodule en de serieschakelaar zijn de draden van de bus getekend. Deze moeten met dunne meetsnoeren (2 mm) met elkaar worden verbonden. Verbind de aansluitingen van de bus met elkaar. Gebruik voor de bovenste lijn de dunne rode meetsnoeren, voor de onderste lijn de zwarte meetsnoeren. Zie figuur 11. Figuur 11 schakeling 2 met busaansluitingen - 11 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 12). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 12 wissen programmering Programmeren Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de program opening. Kort betekent minder dan 1,6 seconde. Je hoort continu een heldere pieptoon. De schakelmodule staat in de programmeerstand. Druk kort de groene select-toets. Aan de linkerkant van de schakelmodule knippert rode led 1. Het piep signaal houdt even op. Uitgang 1 is geselecteerd. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2. (figuur 13). Je hoort nu een lange pieptoon. De schakelmodule heeft busdrukker van Figuur 13 paneel GBN2 paneel GBN 2 herkend. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. - 12 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaat de lamp aan. Druk je op de onderzijde (B) van de schakelaar, dan gaat de lamp uit. De linker busdrukker op paneel GBN 2 is geprogrammeerd als een enkelpolige schakeling. Schakel de lamp een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Hoe weet de schakelmodule welke schakelaar is ingedrukt? Het bericht lamp inschakelen dat door de schakelaar wordt uitgezonden, wordt door de schakelmodule ontvangen. De schakelmodule heeft van de schakelaar bij het programmeren het adres ontvangen van de schakelaar. Dit adres is uniek. Zo weet de schakelmodule dus welke schakelaar ingedrukt wordt. Ook de thermostaat in de kamer heeft een adres. Andere typen schakelaars die op de bus aangesloten zijn met adressen: Bewegingsmelders Afstandsbedieningen Brandmelders (hitte) Figuur 14 woning met domotica met busleidingen voor schakelaars (groen). - 13 -
6 Behalve de gloeilamp hebben we ook paneel GBN 4 met een TL-lamp bij het practicum. Ook deze lamp kunnen we via de schakelmodule schakelen. Opbouwen Figuur 15 paneel met TL-lamp. Plaats de TL-lamp (GBN 4) samen met de andere panelen in het frame zoals in figuur 16. Sluit de meetsnoeren van de voedingskast naar de schakelmodule, de lamp, de TL-lamp en de schakelaar aan zoals in figuur 16. De TL-lamp moet worden geschakeld via relais 2 op de schakelmodule. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 16, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 16 schakeling 3-14 -
Programmeren Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Let op! De programmering uit het vorige hoofdstuk moet nog in de schakelmodule geprogrammeerd zijn. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Kort betekent minder dan 1,6 seconde. Druk twee maal kort de groene select-toets. Aan de linkerkant van de schakelmodule knippert rode led 2. Uitgang 2 is geselecteerd. Druk op de bovenste stand van de rechter schakelaar (C) op het paneel GBN 2 (figuur 17). Je hoort nu een lange pieptoon. De schakelmodule heeft de busdrukker van paneel GBN 2 herkend. Figuur 17 paneel GBN2 Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Testen Wanneer je op de bovenkant (C) van de busdrukker drukt, dan gaat de TL-lamp aan. Druk op de onderzijde (D) van de schakelaar, dan gaat de TL-lamp uit. Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk op de onderzijde (B) van de schakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. De busdrukkers op paneel GBN 2 zijn geprogrammeerd als een serieschakeling. Schakel de lampen een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. - 15 -
7 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. Opbouwen Plaats de tweede serieschakelaar (GBN 2) in het frame. Verbind de draden van de bus door. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 18, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 18 schakeling 4-16 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de select-toets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 19). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Programmeren Figuur 19 wissen programmering Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de program opening. Druk éénmaal kort de groene select-toets. Selecteer uitgang 1. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2 (figuur 20). Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (E) op het tweede paneel GBN 2 (figuur 20). Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Druk tweemaal kort de groene select-toets. Selecteer uitgang 2. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (C) op het paneel GBN 2 (figuur 20). Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (G) op het tweede paneel GBN 2 (figuur 20). Je hoort beide keren een lange piep. Beide schakelaars zijn geprogrammeerd voor het aanschakelen van de TL-lamp. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Figuur 20 twee panelen GBN2-17 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk je op de onderzijde (F) van de tweede serieschakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. Wanneer je op de bovenkant (E) van de tweede serieschakelaar drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk je op de onderzijde (B) van de schakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. Wanneer je op de bovenkant (C) van de busdrukker drukt, dan gaat de TL-lamp aan. Druk je op de onderzijde (H) van de tweede serieschakelaar, dan gaat de TL-lamp uit. Wanneer je op de bovenkant (G) van de tweede serieschakelaar drukt, dan gaat de TL-lamp aan. Druk je op de onderzijde (D) van de schakelaar, dan gaat de TL-lamp uit. De busdrukkers op de twee panelen GBN 2 zijn geprogrammeerd als een wisselschakeling. Schakel de lampen een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 21 twee panelen GBN2-18 -
8 In gebouwen met lange gangen moeten meerdere lampen tegelijkertijd geschakeld kunnen worden. Hierdoor is met één druk op de knop de hele gang verlicht. Opbouwen Plaats de schakelmodule (GBN 1), een bus serieschakelaar (GBN 2), de gloeilamp en de TL-lamp in het frame. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 22, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Dit is dezelfde opstelling als in hoofdstuk 6: de TL-lamp. Figuur 22 schakeling 5. - 19 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 23). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 23 wissen programmering Programmeren Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de program opening. Druk éénmaal kort op de groene select-toets. Selecteer uitgang 1. Druk lang op de groene select-toets. Led 1 knippert snel en blijft daarna continu branden. Laat de groene select toets even los en druk daarna de groene select toets weer kort in. Selecteer uitgang 2. Led twee knippert. Druk lang op de groene select toets. Led 2 knippert snel en blijft daarna continu branden. Druk op het bovenste gedeelte (A) van de busdrukker. Je hoort een lange pieptoon. De schakelmodule herkent de busdrukker. Haal de schakelmodule uit de programmeer stand. Figuur 24 paneel GBN2-20 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaan de gloeilamp en TL-lamp aan. Druk je op de onderzijde (B) van de schakelaar, dan gaan de gloeilamp en de TL-lamp uit. Schakel de lampen een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 25 paneel GBN2-21 -
9 Door het gebruik van domotica in woningen en gebouwen kan ook de centrale verwarming worden geregeld. Door middel van deze systemen kan bijvoorbeeld automatisch de verwarming worden uitgeschakeld als je weg gaat. Dit wordt gedaan door middel van een aanwezigheidsschakelaar. Als je uit huis gaat, gebeurt het volgende: Gevaarlijke apparaten gaan automatisch uit (kookplaat, fornuis etc.) De verwarming gaat uit. Alle lampen gaan uit. Het beveiligingssysteem gaat automatisch aan. Er gaat een lampje bij de deur branden om aan te geven dat de bewoner afwezig is. We gaan nu zelf een schakeling maken met domotica met een aanwezigheidsschakelaar. We doen dit in twee delen: Deel a: Het maken van een schakeling met verwarming en thermostaat via Nikobus. Deel b: Het programmeren van de aanwezigheidsschakelaar. Figuur 26 doorsnede woning met cv - installatie - 22 -
Opbouwen Plaats de schakelmodule (GBN 1), 2x een bus serieschakelaar (GBN 2), de gloeilamp, de TL-lamp, de bus thermostaat en het CV simulatiepaneel in het frame. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 27, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. De volgende ingangen moeten op de bus worden aangesloten: o 2x Bus Serieschakelaar (GBN 2) o Bus kamerthermostaat (GBN 5) De uitgangen hebben de volgende functie en moeten worden aangesloten: o Uitgang 1 & 6: CV simulatiepaneel (GBN 8) o Uitgang 2: Gloeilamp (GBN 3) o Uitgang 3: TL-lamp (GBN 4) Figuur 27 schakeling 6-23 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 28). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 28 wissen programmering Programmeren (deel a) Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Breng de module in de programmeer stand. Selecteer uitgang 2. Druk op het bovenste gedeelte (A) van de busdrukker. De gloeilamp is geprogrammeerd op uitgang 2. Selecteer uitgang 3. Druk op het bovenste gedeelte (C) van de busdrukker. De TL-lamp is geprogrammeerd op uitgang 3. Draai op het paneel met thermostaat de temperatuur terug tot de laagste stand (15 C) Selecteer uitgang 1. Draai op het paneel met thermostaat de temperatuur op tot de hoogste stand (35 C). En draai hem daarna weer terug. De CV ketel met thermostaat is geprogrammeerd op uitgang 1. Haal de schakelmodule uit de programmeerstand. Figuur 29 twee panelen GBN2-24 -
Testen (deel a) Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk je op de onderzijde (B) van de schakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. Wanneer je op de bovenkant (C) van de busdrukker drukt, dan gaat de TL-lamp aan. Druk je op de onderzijde (D) van de schakelaar, dan gaat de TL-lamp uit. Draai je de thermostaat omhoog boven de temperatuur in jouw omgeving, dan gaat de verwarming aan. Verwarm voorzichtig met een föhn de thermostaat. De verwarming zal weer uitslaan. Schakel de lampen en de verwarming een paar keer in en uit. Figuur 30 twee panelen GBN2-25 -
Programmeermogelijkheden door het gebruik van modes Op de schakelmodule is een knop mode te vinden. Door deze knop kun je de uitgangen andere eigenschappen geven. Tot nu toe heb je altijd mode 1 gebruikt. De LED van M1 (mode 1) brandde als je de schakelaar programmeerde. Andere voorbeelden van modes zijn: De lamp(en) aanzetten met een knop, maar niet uitschakelen (m2) De lamp(en) uitzetten met een knop, maar niet aanschakelen (m3) Ingang als drukknop gebruiken (m4) Vertraagd aangaan van lampen (m6) Vertraagd uitgaan van lampen (m7) Knipperen (m8) Voor het maken van een aanwezigheidsschakelaar gaan we gebruik maken van mode 3: lampen uitzetten. Als we weg gaan uit huis wil ik graag dat alle lampen in huis allemaal uitgaan. Als ik weer thuis ben wil ik niet dat alle lampen allemaal weer aangaan. We willen niet onnodig energie verstoken! Hiervoor gebruik je mode 3. Door lampen te programmeren met deze mode, zullen alle lampen door de afwezigheidsschakelaar worden uitgezet. Door het gebruik van mode 3 kun je de lampen niet inschakelen met de aanwezigheidsschakelaar. Ga nu verder met het programmeren van deel b. Programmeren (deel b) Breng de module in de programmeerstand. Selecteer uitgang 6. Druk op het bovenste gedeelte (E) van de busdrukker. (De aanwezigheidsschakelaar) Door het maken van deze schakeling wordt het contact van de verwarming verbroken als de bewoner uit huis gaat. De verwarming zal dus uitschakelen. Selecteer uitgang 10. Druk op het bovenste gedeelte (E) van de busdrukker. (De aanwezigheidsschakelaar) Door het maken van deze schakeling, gaat een rode LED branden als de bewoner uit huis gaat. Hiermee wordt dus afwezigheid aangeduid. Zie volgende pagina. - 26 -
Selecteer uitgang 2. Druk lang op de groene select-toets. Led 2 knippert snel en blijft daarna continu branden. Laat de groene select toets even los en druk daarna de groene select toets weer kort in. Selecteer uitgang 3. Led 3 knippert. Druk lang op de groene select toets. Led 3 knippert snel en blijft daarna continu branden. Druk 2 kort maal op de mode-toets en selecteer hiermee mode 3. Druk op het bovenste gedeelte (E) van de busdrukker. (De aanwezigheidsschakelaar) Door het selecteren van mode 3 kunnen de geselecteerde lampen in één keer allemaal worden uitgeschakeld bij afwezigheid. Haal de schakelmodule uit de programmeerstand. Figuur 31 twee panelen GBN2-27 -
Testen (deel b) Wanneer je op de bovenkant (A) van de busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Wanneer je op de bovenkant (C) van de busdrukker drukt, dan gaat de TL-lamp aan. Draai je de thermostaat omhoog boven de temperatuur in jouw omgeving, dan gaat de verwarming aan. Verwarm voorzichtig met een föhn de thermostaat. De verwarming zal weer uitslaan. Wanneer je op de bovenkant (E) van de busdrukker drukt, dan gaat de woning in de stand afwezig. De verwarming zal uitgeschakeld worden en de lampen zullen eveneens worden uitgeschakeld. De rode LED gaat branden als indicatie van afwezigheid van de bewoner. Draai de temperatuur net boven het punt waarop de verwarming weer aanslaat. De verwarming zal niet aanslaan, omdat de bewoner afwezig is. Wanneer je op de onderkant (F) van de busdrukker drukt, dan gaat de woning in de stand aanwezig. De verwarming zal ingeschakeld worden als dit nodig is. De rode LED gaat uit. De lampen gaan niet automatisch allemaal aan. Deze doe je aan op de plek waar je ze nodig hebt. Schakel de lampen en de verwarming een paar keer in en uit, en test met de aanwezigheidsschakelaar een paar keer de werking van de verwarming en de lampen. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 32 twee panelen GBN2-28 -
10 Beantwoord de volgende meerkeuzevragen 1. Als in een groot gebouw de verlichting, de verwarming en de toegangscontrole door een computer worden geregeld, 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 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 berichten kunnen gelijktijdig via de bus verstuurd worden? a. 1 b. 2 c. 4 d. evenveel berichten als er relais zijn aangesloten - 29 -
6. Als we met 5 schakelaars 5 verschillende lampen willen in- of uitschakelen, hoeveel schakelmodules hebben we dan nodig? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 7. Als we met 1 schakelaar 5 lampen tegelijkertijd willen in- of uitschakelen, hoeveel schakelmodules hebben we dan nodig? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 8. Als je met twee schakelaars één lamp kunt in- of uitschakelen, dan spreken we van een: a. dubbelschakeling b. hotelschakeling c. trapschakeling d. wisselschakeling 9. Hoe heet de spanning op een schakelaar in onze domotica-installatie? a. laagspanning b. hoogspanning c. netspanning d. 230 volt 10. Welke onderdelen heb je nodig om een verwarming te maken in een huis met domotica? a. een lamp, een thermostaat, een schakelaar en een cv-ketel b. een cv-ketel, een thermostaat en radiatoren c. een thermostaat, domoticacentrale, cv-ketel en radiatoren d. een schakelaar, thermostaat, domoticacentrale, cv-ketel, radiatoren en een domoticacentrale. - 30 -
- 31 -
11 In sommige gevallen is het handig dat je een lamp op drie plaatsen in- of uit kunt schakelen. In een flatgebouw is het bijvoorbeeld gemakkelijk dat, als je over de galerij loopt, meerdere personen de verlichting in het trappenhuis in- en uit kunnen schakelen. Dit wordt ook wel een kruisschakeling genoemd. Opbouwen Plaats de panelen met schakelmodule (GBN 1), de 2 met busdrukknoppen (GBN 2), en de gloeilamp (GBN 3) in het frame. Verbind de draden van de bus door. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 33, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 33 schakeling 7-32 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 34). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 34 wissen programmering Programmeren Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Druk éénmaal kort de groene select-toets. Selecteer uitgang 1. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2 (figuur 35). Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (C) op het paneel GBN 2 (figuur 35). Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2 (figuur ). Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (E) op het tweede paneel GBN 2 (figuur 35). Je hoort drie keer een lange piep. Alle drie de schakelaars zijn geprogrammeerd voor het aanschakelen van lamp. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Figuur 35 twee panelen GBN2-33 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de eerste busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk je op de onderzijde (D) van de tweede serieschakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. Wanneer je op de bovenkant (C) van de tweede serieschakelaar drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk je op de onderzijde (F) van de derde schakelaar, dan gaat de gloeilamp uit. Wanneer je op de bovenkant (E) van de derde serieschakelaar drukt, dan gaat de gloeilamp aan. De busdrukkers op de twee panelen GBN 2 zijn geprogrammeerd als een kruisschakeling. Op drie plaatsen kun je de lamp bedienen. Schakel de lamp een paar keer in en uit. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 36 twee panelen GBN2-34 -
12 In een toiletruimte is vaak meer aanwezig dan alleen een schakelaar en een lamp. In moderne nieuwbouw zijn alle huizen verplicht uitgerust met mechanische ventilatie. Dit houdt in dat er in de toiletruimte een ventilator is geplaatst om nare luchtjes zo snel mogelijk te laten verdwijnen! Uiteraard moet deze ventilator niet gelijk uitgaan als je weggaat uit het toilet. De ventilator moet nog een tijdje doordraaien om de lucht af te zuigen. In veel gevallen is deze tijd ongeveer 5 minuten. We gaan nu een practicum opstelling maken om dit door middel van domotica te regelen. Voor de motor gebruiken we als simulatie de groene LED op de schakelmodule van uitgang 12. Opbouwen Plaats de panelen met schakelmodule (GBN 1), het paneel met busdrukknoppen (GBN 2) en de gloeilamp (GBN 3) in het frame. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 37, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 37 schakeling 7-35 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 38). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 38 wissen programmering Programmeren Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de program- opening. Selecteer uitgang 1. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2. (figuur 39) De lamp is nu geprogrammeerd als Figuur 39 paneel GBN2 standaardlamp op de busschakelaar. Selecteer uitgang 12. Selecteer met de mode toets mode 6. Met het selecteren van mode 6 wordt de ventilator vertraagd afvallend uitgeschakeld. Dit betekent dat er een vertraging zit tussen het uitdrukken van de schakelaar (B) en het uitgaan van de ventilator op uitgang 12. Draai met de kleine schroevendraaier de tijdsinstelling van T1 op 1 minuut. Zie hiervoor de tabel van figuur 40. Druk op de onderste stand van de linker schakelaar (B op het paneel GBN 2). Hierdoor heeft hij de mode afvallend gekregen met een tijd van 1 minuut. Draai de tijdschakelaar T1 weer terug in stand 0. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Tijdschakelaar T1 0 = 10 seconden 8 = 8 minuten 1 = 1 minuut 9 = 9 minuten 2 = 2 minuten A = 15 minuten 3 = 3 minuten B = 30 minuten 4 = 4 minuten C = 45 minuten 5 = 5 minuten D = 60 minuten 6 = 6 minuten E = 90 minuten 7 = 7 minuten F = 120 minuten Figuur 40 tabel T1-36 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de eerste busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp in de toiletruimte aan. Druk je op de onderzijde (B) van de tweede serieschakelaar, dan gaat de gloeilamp uit en de ventilator gaat aan (simulatie: Groene LED). Wacht 1 minuut tot de LED uitgaat. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 41 paneel GBN2-37 -
13 In dit practicum hebben we ons beperkt tot verlichting en verwarming. Als er bij jullie op school een extra uitbreidingsset aanwezig is, kun je nog meer wonderlijke schakelingen maken met domotica. Een domoticasysteem bestuurt meestal meer installaties. Alle installaties zijn via de bus verbonden met een domoticacentrale. De domoticacentrale wordt meestal in de meterkast geplaatst. Figuur 42 domoticapaneel Zorg en Welzijn We bespreken een aantal van deze 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 woonkamer een raam openzet, wordt dit door het raamcontact gesignaleerd en aan de centrale doorgegeven. De verwarming in de woonkamer wordt dan op een lagere temperatuur ingesteld. Een buitenthermometer meet de buitentemperatuur en geeft dit door aan de verwarmingsketel. De instellingen van de ketel worden daarop aangepast. - 38 -
Zonwering Als de zon fel schijnt kan dit hinderlijk zijn. Bovendien wordt het dan erg warm in huis. Daarom monteren we zonneschermen. Maar die zonneschermen moet je naar beneden doen, en niet te vergeten; 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. 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 fornuis in de keuken staat nog aan, dan klopt er iets niet. De wasmachine moet s nachts 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! Figuur 43 woning met automatische verlichting in de woonkamer - 39 -
De beveiligingsinstallatie Als de bewoners niet thuis zijn kunnen de sensoren in de verschillende ruimten en de raamcontacten 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. Figuur 44 Kaartlezer Als de goede toegangspas in de kaartlezer wordt gestoken, weet het domoticasysteem dat de bewoner thuiskomt en kan de deur geopend worden. Persoonsalarmering Alleen wonende ouderen of zieke mensen zijn kwetsbaar. Een klein ongelukje kan ernstige gevolgen hebben als je niemand kunt waarschuwen. In de woning kunnen trekschakelaars gemonteerd worden waarmee alarm gegeven kan worden. Ook wordt wel een draagbare zender met een alarmknop gebruikt. Een zogenaamde clipzender. Figuur 45 clipzender - 40 -
Wordt een alarmschakelaar bediend, dan wordt er automatisch via de telefoon een alarmmelding doorgegeven aan 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 46 bediening van een uitgebreid domoticasysteem - 41 -
14 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 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. De actormodulen zijn de uitvoerders van het systeem. Zij voeren een opdracht van de domoticacentrale uit. Voorbeelden van actormodulen zijn: een schakelmodule voor een verlichtingsarmatuur, de motor die het zonnescherm aandrijft, de deuropener, de telefoon en de verwarmingsketel. Het netwerk de bus verbindt alle sensoren met elkaar en met centrale. De sensoren sturen berichten naar de schakelmodule. De bus heeft twee functies: 1. spanning leveren aan de elektronicaschakelingen van de sensoren. 2. overbrengen van de berichten. De spanning die op de bus staat is een veilige spanning. Omdat het een veilige spanning is en omdat de elektronicaschakelingen maar weinig stroom verbruiken, kunnen we dunne draden gebruiken. De berichten die door de bus worden overgebracht bestaan uit twee delen: 1. een adresdeel. 2. een informatiedeel. Een bericht komt bij alle sensoren en de schakelmodule aan. Het adresdeel van het bericht zorgt ervoor dat de schakelmodule weet welke sensor gereageerd heeft. Het informatiedeel vertelt de schakelmodule wat er gebeurd is. - 42 -
15 Nu ga je zelf een schakeling bouwen volgens de eisen van een klant met domotica. Voor het maken van deze installatie maak je gebruik van de panelen uit de basisset Nikobus. Ook geven we je een omschrijving van de onderdelen en op welke uitgang ze worden aangesloten. Omschrijving van de schakeling De gloeilamp in de hal moet bediend worden met een schakelaar aan en uit. Deze gloeilamp moet eveneens op de bovenverdieping kunnen worden bediend met nog een schakelaar. De TL-lamp in het toilet moet met één schakelaar bediend worden. Als de lamp uit wordt gedaan moet er 2 minuten worden geventileerd. Dit kan worden gesimuleerd met een groen lampje (LED) van uitgang 12. De CV installatie moet door de thermostaat kunnen worden ingeschakeld. Het paneel dat de CV simuleert, wordt doorgekoppeld via het verbreekcontact van uitgang 6. De laatste beschikbare schakelaar benut je als afwezigheidschakelaar. Als je weggaat, moet automatisch de CV uitgaan. Ook moeten de lamp in de hal en het toilet in het huis uitgaan. De ventilator in het toilet hoeft niet uit te gaan (deze gaat vanzelf uit na 2 minuten). De afwezigheid wordt gesimuleerd door middel van een rode LED op uitgang 10. Aansluiten van de actuatoren Sluit de gloeilamp aan op uitgang 1. Sluit de TL-lamp aan op uitgang 2. Sluit de verwarming aan op uitgang 5 en verbind deze door met uitgang 6 en vanuit het verbreekcontact naar het paneel met CV-simulatie. Gebruik de rode LED voor afwezigheidsimulatie op uitgang 10. Gebruik de groene LED voor ventilatorsimulatie op uitgang 12. Opbouwen Teken nu in het onderstaande schema de bedrading van deze schakeling en laat deze controleren door de docent. Bouw hem daarna op. Als je niet in dit boekje mag tekenen, vraag dan aan je docent een losse tekening. - 43 -
- 44 -
Programmeren Ga nu aan de hand van de beschrijving de schakeling programmeren. Alle schakelingen heb je eerder gehad. Vul bij het programmeren de onderstaande tabel in, zodat je later terug kan zoeken hoe je de installatie hebt geprogrammeerd. Als je niet in dit boekje mag schrijven, vraag dan een los exemplaar van dit schema van je docent. Sensortype: Aanduiding: Uitgang: Mode : Tijd (T1) A / B 1 (Gloeilamp) M1 - GBN 2 G 1 (Gloeilamp), 2 (TL-lamp) M3 - GBN 2 Aan / Uit 5 via 6 (CV-simulatie) M1 - GBN 5 Let op! Gebruik voor het programmeren het schema op de volgende bladzijde. Test na het opbouwen de schakeling. - 45 -
Mogelijkheden schakelmodule De schakelmodule heeft acht verschillende schakelfuncties (modes) waaruit, bij het programmeren van de installatie gekozen kan worden. Deze schakelfuncties zijn aangeduid met M1 t/m M12. Programmeren schakelmodule mode functie omschrijving bediening M1 aan / uit boven: aan, onder: uit tweeknops M2 aan steeds aan (centrale functies) éénknops M3 uit steeds uit (centrale functies) éénknops M4 drukknop aan zolang er geduwd wordt (b.v. belknop of dimmeraansturing) éénknops M5 impuls puls aan / puls uit (b.v. impulsrelais) éénknops M6 vertraagd afvallend drukken: aan na verloop van bepaalde tijd: uit (b.v. trappenautomaat) éénknops M7 vertraagd opkomend drukken: na verloop van bepaalde tijd: aan (b.v. actievertraging) éénknops M8 knipperen drukken: aan/uit/aan/uit/aan/... uitschakelen met m3 éénknops M11 vertraagd afvallend drukken: aan na verloop van bepaalde tijd: uit (b.v. trappenautomaat) éénknops M12 vertraagd opkomend drukken: na verloop van bepaalde tijd: aan (b.v. actievertraging) éénknops De tijden die bij mode M6, M7, M11 en M12 ingesteld kunnen worden, variëren van 0,5 seconde tot 2 uur en zijn instelbaar met de draaibare tijdschakelaar. Deze tijdschakelaar heeft 16 standen. Tijdschakelaar T1 voor M6 en M7 Tijdschakelaar T1 voor M11 en M12 0 = 10 seconden 8 = 8 minuten 0 = 0,5 seconden 8 = 8 seconde 1 = 1 minuut 9 = 9 minuten 1 = 1 seconde 9 = 9 seconde 2 = 2 minuten A = 15 minuten 2 = 2 seconde A = 15 seconde 3 = 3 minuten B = 30 minuten 3 = 3 seconde B = 20 seconde 4 = 4 minuten C = 45 minuten 4 = 4 seconde C = 25 seconde 5 = 5 minuten D = 60 minuten 5 = 5 seconde D = 30 seconde 6 = 6 minuten E = 90 minuten 6 = 6 seconde E = 40 seconde 7 = 7 minuten F = 120 minuten 7 = 7 seconde F = 50 seconde Figuur 47 tabel T1 voor M6 / M7 en M11 / M12-46 -
16 Beantwoord de volgende open vragen 1. Hoe noemt men een schakeling, waarbij op 3 plaatsen een lamp aan en uit kan worden gedaan? 2. Waar plaatst een installateur in de meeste gevallen de domoticacentrale? 3. Wanneer zal een domoticasysteem automatisch de zonwering omhoog doen? 4. Is een schakelaar een zendmoduul of een actormoduul? 5. Wat is het verschil tussen een zendmoduul en een actormoduul? 6. Welke acties neemt een domoticacentrale als er een alarmschakelaar wordt bediend in een woning? 7. Noem drie voordelen van het gebruik van een domoticasysteem. 8. Noem twee nadelen van het gebruik van een domoticasysteem. 9. Noem een belangrijk kenmerk van een domoticasysteem. 10. In de les wordt een beschrijving gegeven van een uitgebreide domoticaschakeling. Bedenk zelf een andere uitbreiding voor deze schakeling. - 47 -
- 48 -
- 49 -
17 Zoals we eerder hebben gezien wordt er in domotica vaak gebruik gemaakt van een afwezigheidschakelaar. De afwezigheidschakelaar wordt in de domotica vaak gebruikt om woningen veiliger te maken. Ook wordt er gebruik gemaakt van z.g. paniektoetsen. Dit zijn schakelaars die je kunt indrukken als je in paniek bent. Bijvoorbeeld door een brand, een ongeluk of een inbreker. De domoticacentrale (of schakelmodule) kan zelfs door middel van een telefoontje automatisch de politie, ambulance of brandweer waarschuwen. Er zijn globaal twee soorten manieren van beveiligen door domotica: Brandbeveiliging Inbraakbeveiliging Hieronder staat hoe domotica kan helpen bij veiligheid in de bovengenoemde situaties: Brandbeveiliging Als eerste kun je de woning preventief tegen brand beveiligen. Hiermee bedoelen we dat je van tevoren acties onderneemt en hiermee probeert brand te voorkomen. Dit kun je doen op de volgende manieren: Door de afwezigheidschakelaar kunnen gevaarlijke toestellen worden uitgezet. Bijvoorbeeld de TV, verwarming, het koffiezetapparaat, het strijkijzer, keukentoestellen, etc. Ook kun je programmeren dat de gevaarlijke toestellen worden uitgezet als je gaat slapen. Mocht er toch brand uitbreken, dan kun je met behulp van domotica een woning snel ontvluchten. Dit kan op de volgende manieren: De domoticacentrale kan alle apparaten gelijk uitzetten. Brandende apparaten die onder stroom staan zijn erg gevaarlijk. Als er plastic wegsmelt van apparaten kunnen er stroomdraden open komen te liggen. Als je deze aan zou raken kom je onder stroom te staan! Als er een brand wordt gedetecteerd kan de domoticacentrale automatisch alle lampen in de woning inschakelen, zodat je snel en veilig een vluchtweg kunt vinden. Ook kan de domoticacentrale de deuren openzetten van het huis, zodat je snel het huis kan verlaten zonder dat je de sleutels nodig hebt. - 50 -
Inbraakbeveiliging De tweede manier van beveiligen is inbraakbeveiliging. Je kunt preventief een inbraak voorkomen met behulp van domotica op de volgende manieren: Als je van huis gaat, gaan automatisch s avonds de lampen aan in huis. Afwisselend door het hele huis. Hierdoor lijkt het of er iemand thuis is en de dief kan hierdoor worden afgeschrikt. Door middel van automatische buitenverlichting die gaat branden als iemand in de richting van de woning loopt. Als er een dief binnen is kun je met inbraakbeveiliging en domotica het volgende: Detecteren (zien dat hij in huis is door middel van sensoren): - Door middel van glasbreuksensoren (als hij een raam heeft ingeslagen). - Door middel van bewegingsensoren (PIR melders). - Door middel van een paniektoets in de slaapkamer. Deze heb je nodig als je zelf de dief opmerkt. Actie nemen door middel van actuatoren: domotica kan bijvoorbeeld alle lampen in huis direct aanzetten. Ook kan het systeem de radio eventueel heel hard aanzetten. De lampen buiten kunnen gaan knipperen. Ook kan eventueel de zonwering op en neer gaan. In uitgebreide systemen kan domotica ook naar buiten bellen en automatisch 112 bellen voor de politie. In de volgende schakelingen zul je leren hoe je beveiliging programmeert, opbouwt en test door middel van domotica. Figuur 48 Practicum voor het leren van beveiligingssystemen - 51 -
18 Misschien ken jij de lampen ook wel die s nacht automatisch aangaan als je richting een voordeur loopt. Die lamp gaat aan doordat er een bewegingmelder in zit. Een bewegingsmelder heet ook wel een PIR melder. PIR betekent: Passief Infrarood. Dit betekent dat deze melder (sensor) een signaal geeft wanneer er infrarode energie ergens wordt gedetecteerd (gezien). Alles wat warm is geeft infrarode energie af. Dus ook mensen (+/- 37 C). Zo kan een PIR melder een persoon detecteren. Figuur 49 Infrarood foto van een man Bij domoticasystemen wordt vaak gebruik gemaakt van deze PIR melders. Deze hebben vaak verschillende functies afhankelijk van de stand van de woning. De volgende standen zijn mogelijk met de volgende functies van de PIR-Melder: Als bewoner thuis is (aanwezig): De PIR melder doet via de domoticacentrale automatisch de verlichting in de hal, overloop en de wc aan. Ook kijkt de PIR melder of er bijvoorbeeld binnen 4 uur wel beweging is in de woning. Als dit niet zo is kan er met een oudere bewoner bijvoorbeeld een ongeluk zijn gebeurd en kan er een alarm af gaan. Als de bewoner in slaap is: De PIR melders beneden zijn ingeschakeld op inbraakalarm. Als de bewoner uit bed stapt, gaat deze automatisch over op thuis. Als de bewoner afwezig is: De PIR melders staan ingeschakeld op inbraakalarm. Als er iemand het huis betreedt zal binnen een bepaalde tijd het alarm af gaan. Bij al deze voorbeelden gaan comfort (prettig wonen) en veiligheid samen. - 52 -
Opbouwen Plaats de panelen met schakelmodule (GBN 1), paneel met busdrukknoppen (GBN 2), de gloeilamp (GBN 3) en het paneel met PIR-melder (GBN 6) in het frame. Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 50, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 50 schakeling 11 Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de selecttoets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken (figuur 51). De programtoets druk je in met een kleine schroevendraaier. Je hoort na ongeveer 2 seconden een piepsignaal. Alle programma s zijn gewist. Figuur 51 wissen programmering - 53 -
Programmeren Met deze programmering gaan we ervoor zorgen dat een gloeilamp aan en uit zal schakelen door middel van een bewegingsmelder en een gewone schakelaar. Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. In de PIR melder zit een schuifschakelaar met de volgende standen: uit (0) automatisch aan (1). Zet de PIR melder op stand 0 (uit). Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Figuur 52 paneel GBN2 Selecteer uitgang 1. Druk op de bovenste stand van de linker schakelaar (A) op het paneel GBN 2 (figuur 52). De lamp is nu geprogrammeerd als standaardlamp op de busschakelaar. Zet de PIR melder op stand 1 (aan). Je hoort een lange pieptoon. De schakelmodule herkent de PIR melder. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. Testen Zet de PIR melder op stand 0 (uit). Wanneer je op de bovenkant (A) van de eerste busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp aan. Druk op de onderzijde (B) dan gaat de gloeilamp uit. Zet de PIR in de stand automatisch (midden). De PIR melder detecteert beweging als je ervoor beweegt. Er zit een vertraging in voordat de PIR melder het signaal uitgaan geeft aan de bus. Test de schakeling een paar keer. Als je de kamer nu verlaat kun je handmatig de lamp uitzetten. Binnen en bij verblijf in het vertrek gaat en blijft de lamp automatisch aan. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. - 54 -
19 Voor het veilig wonen in een woning met domotica, kun je de domoticacentrale uitbreiden met brandmelders. Brandmelders zijn er in verschillende soorten: Rookmelders: In deze brandmelder bevindt zich een uiterst gevoelig element dat zowel zichtbare rook als onzichtbare verbrandingsgassen opvangt (detecteert). Hittemelders: In deze brandmelders is vaak een bimetaal geplaatst. Bij een bepaalde temperatuur maakt het bimetaal contact en geeft een signaal naar de domoticacentrale dat de temperatuur te hoog is in een bepaalde ruimte. Als je niet weet wat een bimetaal is, vraag dit dan aan je natuurkunde docent. Rook- en hittedetector in één. Dit is een combinatie van beide bovenstaande type brandmelders. In de volgende opdracht ga je gebruik maken van een hittedetector. Opbouwen Plaats de panelen met schakelmodule (GBN 1), 2 panelen met busdrukknoppen (GBN 2), 3 panelen met gloeilamp (GBN 3), het paneel met Tl-armatuur (GBN 4), het paneel met thermostaat (GBN 5), het paneel met CV-simulatie (GBN 8) en het paneel met hittedetector (GBN 7). Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 53, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 53 schakeling 12-55 -
Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de select-toets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken. Programmeren (deel a) In het eerste deel van de programmering ga je zelf de CV programmeren op uitgang 1 (aan/uit mode 1), de 3 gloeilampen op uitgang 2 tot 4 (aan/uit mode 1) en de TL-lamp op uitgang 5 (aan/uit mode 1). Kijk eventueel terug in de hoofdstukken 5 en 9 op hoe je dit moet doen. In dit deel is het domoticasystemen geprogrammeerd met een standaard functionaliteit. Testen (deel a) Test alle schakelmogelijkheden, zoals je eerder ook hebt gedaan. Programmeren (deel b) Schakel de voeding in door middel van de knop op de voeding. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Selecteer uitgang 1 en mode 3 Als er in huis brand ontstaat, willen we dat zo snel mogelijk alle gevaarlijke apparaten worden uitgeschakeld, zodat de eventuele oorzaak van de brand kan worden gestopt. Door middel van mode 3 op cd CV wordt de verwarming direct uitgeschakeld. Verwarm de hittedetector (GBN 7) met een föhn. Doe dit tot dat de centrale de hittedetector heeft herkend. Je hoort een lange piep. Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Zorg er ook voor dat de hittedetector niet weer afkoelt als de centrale nog in de programmeerstand is. Hierdoor kun je namelijk het tegenovergestelde effect krijgen (bij brand gaat dat de CV aan in plaats van uit!) Laat de hittedetector afkoelen voordat je doorgaat met het volgende deel programmeren. - 56 -
Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Selecteer uitgang 2 tot en met 5 (hoofdstuk 8) en mode 2. Als er brand in huis ontstaat, willen we dat alle lampen aangaan om de vluchtroute goed verlicht te hebben. Rook kan ervoor zorgen dat je niets meer ziet. Door middel van mode 2 gaan alle lampen aan. Verwarm de hittedetector (GBN 7) met een föhn. Doe dit tot dat de centrale de hittedetector heeft herkend. Je hoort een lange piep. Druk kort met een kleine schroevendraaier in het program opening. Zorg er ook voor dat de hittedetector niet weer afkoelt als de centrale nog in de programmeerstand is. Hierdoor kun je namelijk het tegenovergestelde effect krijgen (bij brand gaat de blijven de lampen uit in plaats van dat ze aangaan!) Testen Zet alle lampen uit en de verwarming aan. Verwarm met de föhn de hittedetector totdat de lampen aangaan en de verwarming uit. Test de schakeling een paar keer. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. - 57 -
20 Stel je voor dat je kamer boven op zolder is. Wanneer je ouders je roepen om naar beneden te komen voor het eten, moet je via twee trappen naar beneden lopen. Zoals altijd vergeet je het licht uit te doen op zolder, op de overloop en in de hal. Als je beneden aanschuift krijg je meteen boze gezichten Maar niet als je domotica gebruikt! Je kunt met domotica looprouteverlichting toepassing. Dit houdt in dat automatisch je looppad verlicht wordt en dat de lampen automatisch weer uit gaan. Dit heeft de volgende voordelen: Je nooit in het donker naar beneden loopt. Er wordt energie bespaard, want je laat nooit meer de lampen onnodig branden. Je hebt hiervoor een extra drukknop nodig boven op zolder, bij de trap. Als je deze drukknop induwt gebeurt er het volgende: 1. De lamp op zolder gaat uit. 2. De lamp op de overloop gaat aan, maar hij gaat na 10 seconden weer uit. 3. De lamp in de hal gaat gelijk aan en gaat na ongeveer 20 seconden weer uit. Voor het programmeren van deze schakeling ga je gebruik maken van mode 11 op de schakelmodule. Als je mode 11 gebruikt kun je een schakelcontact van de schakelmodule direct inschakelen en na een ingestelde tijd uitschakelen (vertraagd afvallend). Deze mode is in principe gelijk aan mode 5 (zie ook hoofdstuk 12), met het verschil dat in mode 11 kortere tijden kunnen worden ingesteld. Vergelijk beide tabellen hieronder. Tijdschakelaar T1 voor m6 en m7 Tijdschakelaar T1 voor m11 en m12 0 = 10 seconden 8 = 8 minuten 0 = 0,5 seconden 8 = 8 seconde 1 = 1 minuut 9 = 9 minuten 1 = 1 seconde 9 = 9 seconde 2 = 2 minuten A = 15 minuten 2 = 2 seconde A = 15 seconde 3 = 3 minuten B = 30 minuten 3 = 3 seconde B = 20 seconde 4 = 4 minuten C = 45 minuten 4 = 4 seconde C = 25 seconde 5 = 5 minuten D = 60 minuten 5 = 5 seconde D = 30 seconde 6 = 6 minuten E = 90 minuten 6 = 6 seconde E = 40 seconde 7 = 7 minuten F = 120 minuten 7 = 7 seconde F = 50 seconde Figuur 54 tabel T1 voor m6 / m7 en rn11 / m12-58 -
Opbouwen Plaats de panelen met schakelmodule (GBN 1), een paneel met busdrukknoppen (GBN 2) en 3 panelen met gloeilamp (GBN 3). Bouw de schakeling verder op zoals in figuur 55, let op de juiste kleuren van de meetsnoeren. Figuur 55 schakeling 13 Om verder te gaan met het schakelpracticum moet je eerst de oude programma s verwijderen. Wil je goed beginnen dan moet je het oude programma uit de schakelmodule halen. Het oude programma verwijder je door de select-toets, de mode-toets en de programtoets gelijktijdig in te drukken. Programmeren (deel a) In het eerste deel van de programmering ga je zelf de lamp voor de zolder (de linker) programmeren als standaard aan/uit op de knoppen A en B van de busschakelaar. Testen (deel a) Test nu de lamp voor de zolder (linker gloeilamp). Figuur 56 paneel GBN2-59 -
Programmeren (deel b) Druk kort met een kleine schroevendraaier in de programopening. Selecteer uitgang 1. Selecteer mode 3. Druk op de onderste stand van de rechter schakelaar (D) op het paneel GBN 2. (figuur 57). De zolderlamp gaat door middel van mode Figuur 57 paneel GBN2 3 direct uit. Selecteer uitgang 2 voor de overloop. Selecteer nu mode 11 door lang op de mode toets te drukken. Hierdoor kun je de modes 11 tot en 15 selecteren. Selecteer met de mode toets mode 11. Met het selecteren van mode 11 wordt de lamp op de overloop vertraagd afvallend uitgeschakeld. Dit betekent dat er een vertraging zit tussen het uitdrukken van de schakelaar (D) en het uitgaan van de lamp. Draait met de kleine schroevendraaier de tijdsinstelling van T1 op 10 seconden. Zie hiervoor de tabel van figuur 58. Druk op de onderste stand van de linker schakelaar (D) op het paneel GBN 2) Hierdoor heeft hij de mode afvallend gekregen met een tijd van 10 seconden. Selecteer uitgang 3 voor de hal. Selecteer mode 11. Draai met de kleine schroevendraaier de tijdsinstelling van T1 op 20 seconden. Tijdschakelaar T1 voor m11 en m12 0 = 0,5 seconden 8 = 8 seconde 1 = 1 seconde 9 = 9 seconde 2 = 2 seconde A = 15 seconde 3 = 3 seconde B = 20 seconde 4 = 4 seconde C = 25 seconde 5 = 5 seconde D = 30 seconde 6 = 6 seconde E = 40 seconde 7 = 7 seconde F = 50 seconde Figuur 58 tabel T1 Druk op de onderste stand van de linker schakelaar (D) op het paneel GBN 2. Door middel van deze programmering gaat de lamp in de hal na 20 seconden uit. Binnen 20 seconden moet je dus beneden zijn om niet in het donker te staan! Draai de tijdschakelaar T1 weer terug in stand 0. Druk met een kleine schroevendraaier in de programopening. De schakelmodule is nu uit de programmeerstand. - 60 -
Testen Wanneer je op de bovenkant (A) van de eerste busdrukker drukt, dan gaat de gloeilamp op zolder aan. Druk op de onderzijde (D) van de tweede serieschakelaar, dan gaat de gloeilamp op zolder uit. Wacht 10 seconden totdat de lamp op de overloop uitgaat. Wacht nog een keer 10 seconden tot dat de lamp in de hal uitgaat. Test de schakeling enkele malen. Schakel de hoofdschakelaar van de voedingskast uit. Figuur 59 paneel GBN2 Figuur 60 trappenhuis verlichting - 61 -
21 Nu ga je zelf weer een schakeling bouwen volgens de eisen van een klant met domotica. Voor het maken van deze installatie maak je gebruik van de panelen uit de basisset en uitbreidingsset Nikobus. Ook geven we je een omschrijving van de onderdelen en op welke uitgang ze worden aangesloten. Omschrijving van de schakeling: Hal: in de hal hangt een gloeilamp. Deze gaat aan en uit door middel van de bewegingsmelder. Ook maakt deze lamp deel uit van een looprouteverlichting samen met de overloop. De lamp gaat aan als er door de hittedetector brand wordt gesignaleerd. Overloop: De lamp op de overloop moet door middel van een schakelaar aan en uit kunnen. Ook zit hier de schakelaar voor de looprouteverlichting van de overloop naar de hal toe. Deze heeft een vertraging van 15 seconden (lamp in de hal). Als er brand wordt gesignaleerd door de hittedetector moet de lamp hier aangaan. Toilet: De TL-lamp in het toilet moet met één schakelaar bediend worden. Als de lamp uit wordt gedaan moet er 2 minuten worden geventileerd. Dit kan worden gesimuleerd met een groen lampje (LED) van uitgang 12. Als er brand wordt gesignaleerd door de hittedetector moet de lamp hier aangaan. Woonkamer: De lamp in de woonkamer wordt bediend door middel van een schakelaar. Ook is in kamer de CV geplaatst met thermostaat bediening. Als er brand wordt gesignaleerd door de hittedetector moet de lamp hier aangaan en de CV installatie uit. Aansluiten van de actuatoren Sluit de gloeilamp voor de hal aan op uitgang 1. Sluit de gloeilamp voor de overloop aan op uitgang 2. Sluit de TL verlichting voor in het toilet aan op uitgang 7. Sluit de gloeilamp voor de woonkamer aan op uitgang 8. Sluit het paneel met CV-simulatie op uitgang 3 aan. Gebruik de groene LED voor ventilatorsimulatie op uitgang 12. Opbouwen Teken nu in het onderstaande schema de bedrading van deze schakeling en laat deze controleren door de docent. Bouw hem daarna op. Als je niet in dit boekje mag tekenen, vraag dan aan je docent een losse tekening. - 62 -
- 63 -
Programmeren Hieronder vindt je het schema voor het programmeren van de uitgangen op de ingangen. Gebruik dit schema voor het programmeren van het systeem. Kijk eventueel terug in hoofdstuk 15 voor de mogelijkheden van de schakelmodule. Sensortype: Aanduiding: Uitgang: Mode: Tijd (T1) A / B 2 (Gloeilamp) M1 - D 1 (Gloeilamp) M11 15 sec. GBN 2 D 2 (Gloeilamp) M3 - E / F 7 (Gloeilamp) M1 - G / H 8 (Gloeilamp) M1 - GBN 2 F 12 (LED Groen) M6 2 min. Aan / Uit 3 (CV-simulatie) M1 - GBN 5 Aan / Uit 1 (Gloeilamp) M1 - GBN 6 Aan 1, 2, 7, 8 (alle lampen) M2 - Aan 3 (CV simulatie) M3 - GBN 7 Test na het opbouwen de schakeling. Laat het daarna door je docent controleren. - 64 -