Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Evropská instalační sběrnice EIB (II)

číslo 11/2002

Inovace, technologie, projekty

Evropská instalační sběrnice EIB
Možnosti ovládání umělého osvětlení pomocí systému EIB

Ing. Karel Toman

Stále náročnější aplikace ovládání umělého osvětlení tlačí tradiční výrobky jako vypínače, infračervené dálkové ovládání, stmívače, pohybová čidla, fotosenzory apod. na hranice jejich možností. Je tomu tak zejména u aplikací, kde je požadována určitá vazba mezi jednotlivými prvky. Úsporným a pohodlným řešením ovládání umělého osvětlení je použití systému EIB.

Obr. 1.

EIB bývá také někdy nazýván inteligentní instalací, neboť u něj byly zachovány zásady pro montáž a uživatelskou obsluhu jako u klasické elektroinstalace. Umístění mikroprocesoru v každém ovládacím a výkonovém prvku (senzoru a aktoru) nejen vnáší „inteligenci“ i do posledního tlačítka (tzv. decentralizovaný systém), ale nabízí především možnost vzájemné komunikace po tzv. datové sběrnici. Tato sběrnice v podobě dvoužilového vodiče propojuje všechny účastníky; zásobuje je napájecím napětím a zprostředkovává výměnu informací. V procesu nastavování parametrů systému se zadáním příslušných adres určí, který senzor má dané aktory oslovit. Tato přiřazení lze jednoduchým přeprogramováním kdykoliv změnit, tzn. že elektroinstalaci je možné přizpůsobit změnám dispozic bez jakéhokoliv fyzického zásahu do elektrické instalace. Informace, která se v daném okamžiku na datové sběrnici nachází, je principiálně dostupná všem ostatním účastníkům. Tato skutečnost u náročnějších aplikací významně zmenšuje počet potřebných čidel. Například jedno a totéž pohybové čidlo při zapnutém zabezpečovacím zařízení hlásí nežádoucí pohyb, za snížené viditelnosti v určitém časovém období ovládá osvětlení a v dalším časovém úseku aktivuje potřebnou teplotu topného, popř. chladicího systému. Navíc je takováto datová forma informace dostupná i po běžných komunikačních sítích, jako je telefonní, ISDN, lokální počítačová síť (LAN) i celosvětová síť Internet. V praxi to znamená, že uživatel může být informován o stavu systému akustickým hlášením (běžným telefonním přístrojem) nebo v podobě grafického znázornění na obrazovce monitoru počítače (tzv. vizualizace). Rovněž má možnost do dějů na dálku zpětně zasahovat.

Řešení každého požadavku
Výčet velmi rozmanitých možností regulace osvětlení je znázorněn na obr. 1. Běžným tlačítkem připojeným přes tlačítkové rozhraní lze osvětlení spínat, stmívat i vyvolat předem nastavenou světelnou scénu. Inteligentní spínač již umožňuje zpětné hlášení, k němuž je využita dioda LED. Speciální ovládací kolébky pro systém instabus, které se nasazují na tzv. vazební členy, navíc dovolují vyvolat předem nastavenou úroveň osvětlení, přeprogramovat konfiguraci svítidel pro světelnou scénu a využít orientační a kontrolní funkci integrovaných diod LED.

Tam, kde není možné nebo žádoucí připojit ovládací prvky na sběrnici, lze využít dvě varianty dálkového ovládání, přičemž ovládací prvky jsou napájeny z baterie. Je-li mezi vysílačem a přijímačem přímá viditelnost a vzdálenost do 20 m, postačí ovládání infračerveným paprskem; jinak je k dispozici ovládání prostřednictvím rádiové frekvence. Ani jedno řešení však nenabízí možnost získat zpětné hlášení, zda osvětlení opravdu svítí. Ovládací modul může být buď přenosný, nebo nástěnný.

Obr. 2.

K bezdotykovému ovládání osvětlení lze využít čidla pohybu, která se vyrábějí pro venkovní i vnitřní použití (obr. 2). Uvedená čidla umožňují nastavit dobu blokování spínacího impulsu, v závislosti na intenzitě denního světla, citlivost, úhlu záběru apod.

Jasová čidla umožňují automatické řízení umělého osvětlení v závislosti na denním světle. Řízení může být buď tzv. dvojbodové (postupné spínání skupin svítidel), nebo spojité (osvětlovací soustava je plynule regulovatelná). Jasová čidla dále dovolují uživateli ručně měnit nastavené hladiny osvětlení a blokovat automatické ovládání v případě individuálních požadavků.

Soumraková čidla se uplatňují především u venkovních osvětlovacích soustav, jako je spínání osvětlení veřejných ploch, neonových reklam atd.

Digitální hodiny pro spínání a řízení osvětlení se stále méně často uplatňují; s výhodou jsou využívány časové funkce různých ovládacích tabel apod.

Někdy bývá požadováno zapnutí základního osvětlení až po přihlášení do přístupového systému. Tomu je u produktů EIB možné vyhovět za použití čtečky magnetických a čipových karet nebo pomocí patentního klíče – opět s integrovaným čipem.

U bytových staveb se nabízejí dva uživatelsky zajímavé způsoby ovládání a kontrola prostřednictvím obrazovky běžného televizoru. Vazbu na systém EIB zajišťuje tzv. televizní manažer či tzv. Home Server.

Pro řízení a ovládání osvětlení v účelových stavbách lze využít osobní počítač s nainstalovanou funkcí vizualizace. Ta umožňuje realizovat všechny již zmíněné úkony, včetně vzdálené komunikace, prostřednictvím různých druhů sítí (ISDN, LAN, internet).

Pro uživatele, jimž je počítačová technika cizí, je k dispozici synoptické tablo, k němuž se přikládá schéma budovy.

Prostřednictvím osobního kódu může uživatel ovládat osvětlení i telefonní volbou.

Inteligentní řízení
Ovládací povely nemusí oslovit výkonné členy ovládání osvětlení přímo. Zařazením řídicích modulů do přenosové cesty lze možnosti systému EIB značně rozšířit. Až osm nezávislých skupin ovládání může ovládat modul světelných scén. Předvolené hodnoty osvětlení (dvojstavové či spojité) jsou uloženy v modulu a následně vyvolávány prostřednictvím jednoho tlačítka. Zpožděné spínání, vypínání a funkci schodišťového automatu zajišťuje modul časových funkcí. Úsporu jasových čidel přináší instalování modulu křivek činitele denního osvětlení. V ovládacím modulu je uložen údaj o poklesu denního osvětlení se zvětšující se vzdáleností od zdroje denního světla (okno, světlík ap.); potřebný údaj o momentální intenzitě osvětlení je zprostředkováván pouze jedním referenčním jasovým čidlem. Údaje pro řízení osvětlovací soustavy jsou pak vypočítávány bez potřeby zařazení dalších jasových čidel. Modul časových posloupností dovoluje odvíjet časově závislé sekvence různých spínacích, popř. stmívacích dějů.

Spínat, či stmívat?
Nejjednoduššími výstupními aktory jsou prvky se spínací funkcí, které lze umístit přímo ke svítidlu nebo do rozváděče. Umožňují v menší míře vytvářet různá logická propojení a časové funkce v závislosti na požadovaném umělém osvětlení. Spínací kontakt je u aktoru pro spojitou regulaci osvětlení doplněn elektronickým potenciometrem pro ovládání regulačního napětí (1 až 10 V nebo 0 až 20 V). Tímto způsobem lze plynule řídit elektronické předřadníky zářivek, elektronické transformátory halogenových žárovek a výkonové moduly konvenčních žárovek. Světelné zdroje menších výkonů (do 500 W) je možné stmívat inteligentními stmívači.

Obr. 3.

Novinkou několika posledních let je digitální řízení elektronických předřadníků zářivek. Zde se používá starší rozhraní DSI nebo novější DALI (obr. 3). Výhodou obou (DSI i DALI) oproti analogovému přenosu je větší odolnost proti rušení, proti přepólování řídicího napětí a možnost zpětného hlášení nefunkčního světelného zdroje. Systémové rozhraní DALI navíc umožňuje uložit světelné scény do paměti přístroje, nejsou tedy zapotřebí další paměťové moduly.

Automatické rozlišení změny dispozice
Příkladem využití systému pro regulaci osvětlení v praxi může být přednášková místnost s flexibilní shrnovací příčkou. Systém zvládne nejen nastavení konfigurace osvětlení, žaluzií a promítacího plátna pro různé režimy (seminář, přednáška, promítání atd.), ale i automatické „rozdělení elektroinstalace“ po zatažení dělicí stěny. Právě posledně jmenovanou funkci plní logický člen, který prostřednictvím magnetického kontaktu sleduje polohu příčky a podle aktuálního stavu osvětlenosti směruje ovládací povely buď pouze na příslušnou polovinu místnosti, či na celý prostor. Konfiguraci lze ještě doplnit regulací v závislosti na denním světle, popř. dálkovým ovládáním.

Úspora při vyšším komfortu
Instalováním a využitím systému EIB je možné splnit požadavky na uživatelsky příznivý provoz elektrické instalace a významně přispět k úspoře provozních nákladů. U osvětlovací soustavy regulované v závislosti na denním světle jsou prokázány úspory elektrické energie až 60 %. Zanedbatelná není ani možnost rychlého a snadného přeprogramování při změnách účelu využití prostoru. Flexibilita produktů dovoluje zařadit systém v aplikacích od jednoduchého použití v bytové stavbě až po řízení složitého scénického osvětlení. Díky volné rozšířitelnosti a modulární výstavbě lze lehce kopírovat jednotlivé fáze stavebního vývoje budovy; délka života zařízení se odhaduje na více než jednu generaci. Možnost vytvořit vazby přesahující hranice oboru osvětlení (čidlo pohybu obsluhuje i zabezpečovací systém, vytápění atd.) a integrovat další funkce na jednu datovou sběrnici (odečet spotřeby energie atd.) činí z instalační sběrnice ucelený výkonný stavebnicový systém pro ovládání a kontrolu funkcí techniky prostředí v budovách.


Evropská instalační sběrnice EIB

Jak dokazují četné realizované i připravované projekty, význam Evropské instalační sběrnice (EIB) i v České republice utěšeně roste. Přesvědčují o tom i četné dotazy a velký zájem o školení a semináře. V několika volně navazujících článcích si ukážeme racionální užití systémů EIB pro ovládání osvětlení, zastiňování, vytápění, chlazení, sběr dat a dalších informací v budovách. Ukážeme si možnosti napojení instalace EIB na moderní informační sítě, problematiku řešení složitějších úloh pomocí programovatelných modulů a nasazení jednotlivých vizualizačních prostředků pro centralizovaný dohled.

Seriál článků na téma využití systému Evropské instalační sběrnice má tyto části:

  • Možnosti ovládání žaluzií pomocí systému EIB
  • Možnosti ovládání umělého osvětlení pomocí systému EIB
  • Možnosti regulace vytápění a chlazení pomocí systému EIB
  • Možnosti sběru fyzikálních veličin, další služby sdílené po EIB
  • Vizualizační a monitorizační nástroje v sítích EIB