Systemy KNX i Crestron – wspólne sterowanie oświetleniem, roletami, ogrzewaniem i klimatyzacją

W tej realizacji wykorzystano dwa systemy Inteligentnego Domu – KNX oraz Crestron. System KNX odpowiada za główne instalacje – oświetlenie, silniki (rolety, zasłony, markizy, bramy), HVAC (ogrzewanie, wentylację, klimatyzację, nawilżanie) oraz integrację z systemem alarmowym (głównie by przekazać informacje dalej, do wizualizacji).

Zatem system KNX wykonuje podstawowe, „twarde” zadania – jego niebywała niezawodność (urządzenia zainstalowane przez nas 20 lat temu nadal działają) pozwala użytkownikom być pewnym, że jak nacisną przycisk to lampa się włączy, roleta podniesie itd. Zawsze. Przez 20 lat. Sytuacja nie do pomyślenia w tzw. „nowoczesnych” systemach radiowych, bezprzewodowych, Internet Of Things itd. W tych podstawowych zastosowaniach trzeba być konserwatywnym, a nie gonić za modą.

System Crestron natomiast odpowiada za wizualizację stanu i intuicyjne sterowanie tymi wszystkimi funkcjami z paneli dotykowych, smartfonów i komputerów (zarówno lokalnie, jak i zdalnie z każdego miejsca świata, gdzie jest dostęp do Internetu).

Zakres sterowania

W domu tym zainstalowano:

• 160 obwodów lamp
• 130 obwodów gniazd (w tym 30 sterowanych)
• 80 obwodów rolet, zasłon i markiz (w tym 3 opuszczane ekrany kinowe)
• 24 strefy ogrzewania/klimatyzacji
• 110 przycisków KNX, czujek ruchu/obecności i pogodowych (nie wliczono czujek alamu)

A także (zostaną opisane w kolejnych częściach):

• 180 obwodów czujek alarmowych
• 23 kamery zewnętrzne i wewnętrzne (w tym 4 videofony)
• 140 obwodów sieci komputerowej (+ urządzenia WiFi)
• 24 obwody radiowo-telewizyjne (DVB-T, Sat)
• 70 głośników (w tym 6 zewnętrznych odpornych na pogodę)
• 24 gniazda HDMI 2.0 4K

Na cały dom i jego otoczenie (prawie 1200 odcinków przewodów różnych instalacji) zużyliśmy ponad 18km przewodów różnego typu oraz kilka km peszli i korytek (przewody prowadzone głównie w sufitach podwieszanych).

Liczba funkcji systemu KNX (grup adresowych) wynosi ponad 1500. Łącznie zainstalowano 170 urządzeń systemu KNX na trzech liniach magistralnych w ponad 50 pomieszczeniach. Większość urządzeń sterujących obwodami gniazd, oświetlenia, rolet i ogrzewania znajduje się w rozdzielnicach (co opisano w poprzedniej części – smartech.pl/ciekawa-realizacja-full-czesc-3-glowne-instalacje. Poniżej zdjęcie rozdzielnicy głównej (najmniejsza) oraz rozdzielnicy dla parteru (największa).

System KNX – Rozdzielnice parteru

Ścienne przyciski sterujące

W domu i jego otoczeniu jest prawie 300 sterowanych obwodów (lampy, rolety, gniazda, strefy grzewcze). Już sterowanie samymi lampami w jednym pomieszczeniu jest nie lada wyzwaniem nawet dla wieloklawiszowych przycisków KNX (bo muszą się przecież jeszcze zmieścić funkcje sterowania roletami, zasłonami, muzyką, sceny i centralne). Przyciski KNX znajdują się przy drzwiach w każdym pomieszczeniu (z wyjątkiem komunikacji i pomieszczeń ślepych, gdzie są tylko czujki ruchu włączające oświetlenie). Tak wyglądają na zdjęciu z folderu producenta i na żywo:

Te urządzenia (Jung FD) są bardzo przydatne, mają 12 niezależnych przycisków plus wielofunkcyjny wyświetlacz. Akurat do sterowania głównymi funkcjami domu. Możemy wyświetlać „strony” zawierające 1-3 linijki tekstu przełączane co kilka sekund. Oczywiście wszystkie informacje są dostępne na panelach dotykowych, ale czasem warto mieć „pod ręką” np. w kuchni/salonie informację o temperaturze zewnętrznej, wilgotności, ciśnieniu powietrza, czy sile wiatru, a na basenie parametry wody. Plus oczywiście w każdym pomieszczeniu informacje o muzyce.

Wizualizacja na ekranach dotykowych

Szczegółowe informacje i funkcje, jakie nie zmieszczą się na ściennych przyciskach KNX wygodnie można podejrzeć na wizualizacji systemu CRESTRON. Na ściennych ekranach dotykowych, iPadach, smartfonach, komputerach lokalnych i zdalnych. Skalę różnicy możliwości sterowania obu systemów dobrze oddaje liczba funkcji przez nie realizowanych (liczba grup adresowych) – w KNX ok. 1500, w CRESTRON ponad 18.000… Pisanie programu dla CRESTRON-a zajęło kilkaset godzin roboczych.

Wizualizacja i sterowanie oświetleniem

Opisane wyżej przyciski KNX zapewniają podstawowe sterowanie głównymi obwodami lub scenami (co jest wygodniejsze, gdy chcemy po prostu podejść do ściany i szybko stworzyć odpowiedni nastrój w pomieszczeniu np. relaks, praca, goście, sprzątanie, czy wyjście – wtedy wszystkie lampy się wyłączą). Do precyzyjnego sterowania każdym obwodem i ogólnego podglądu, co w domu jest włączone lepiej użyć większego ekranu. Poniżej obraz strony sterowania lampami na parterze w głównej części domu.

Crestron – ekran sterowania oświetleniem

Wizualizacja i sterowanie ogrzewaniem i klimatyzacją

Temperatura w każdym pomieszczeniu (z wyjątkiem technicznych) kontrolowana jest przez termostat umieszczony w przycisku KNX. Algorytm sterowania analizuje prędkość osiągania temperatury docelowej i stopniowo wykonuje co raz bardziej precyzyjne regulacje, by jej wahania były jak najmniejsze (nawet 0,1stC). Regulacji podlega ogrzewanie podstawowe (najczęściej podłogowe wodne) a w łazienkach także dodatkowe (grzejniki ścienne).

Niezależnie od sterowania temperaturą, grzałki wbudowane w grzejniki ścienne uruchamiają się nawet latem podczas pobytu w danej łazience, by przez kolejne pół godziny wysuszyć ręcznik. Podczas pobytu w łazience podgrzewane są też lustra, by nie parowały.

W 12 głównych pomieszczeniach system KNX steruje też chłodzeniem przez klimakonwektory zasilane wodą lodową. Funkcja ta jest blokowana, gdy przez ponad 30s jest otwarte okno/drzwi balkonowe, by nie tracić energii na chłodzenie powietrza, które i tak może uciec na zewnątrz.

Ekran wizualizacji i sterowania ogrzewaniem

Chłodzenie pomieszczenia technicznego na strychu

Wiele urządzeń AudioVideo, sieciowych i alarmowych zlokalizowano na małym strychu, miejsca akurat na 3 szafy rack i kilka szaf użytkowych. Jest tam zwykle cieplej, niż w innych pomieszczeniach, konieczne więc było zadbanie o właściwe chłodzenie. Termostat KNX przy temperaturze 28stC uruchamia wentylatory przedmuchujące strych powietrzem z zewnątrz (pod warunkiem, że jest zimniejsze, niż wewnętrzne). Jeśli to się nie uda, przy temperaturze 33stC włączany jest klimatyzator.

Szafy z urządzeniami Audio/Video i teletechnicznymi na strychu

Wizualizacja i sterowanie silnikami

Podobnie, jak z oświetleniem, również sterowanie roletami jest wygodniejsze z paneli dotykowych (na przyciskach KNX umieszczono tylko sterowanie zbiorcze wszystkimi roletami w danym pomieszczeniu). Poniżej przykład strony umożliwiającej sterowanie roletami i markizami w okolicy tarasu.

Crestron – ekran sterowania roletami i markizami przy tarasie

Reagowanie na pogodę

Zainstalowana na dachu stacja pogodowa przekazuje informacje o ciśnieniu powietrza, temperaturze bezwzględnej i odczuwalnej (uwzględniającej wpływ wiatru), sile i kierunku wiatru, wilgotności, jasności, mocy Słońca, opadach deszczu/śniegu, mrozie. Ze znanych zjawisk atmosferycznych chyba tylko mgły nie wskazuje (choć to by się dało zrobić analizując siłę światła puszczonego z oddalonej o 100m diody). Poniżej ekran na wizualizacji strony z tymi parametrami oraz informacją o kablach grzejnych (o czym w dalszej części tekstu).

Crestron – ekran informacji o pogodzie

Zamykanie markiz przy silnym wietrze i deszczu

Materiałowe markizy na balkonach i tarasie świetnie osłaniają przed promieniami słonecznymi. Ale silny wiatr (>8m/s), deszcz, czy mróz mogą je uszkodzić. W takiej sytuacji zatem następuje automatyczne zwinięcie markiz.

Włączanie światła na elewacji przez czujki alarmowe

Po zmierzchu wzbudzenie czujek alarmowych zlokalizowanych na elewacji powoduje włączenie na pewien czas lamp, by kamery mogły zarejestrować więcej szczegółów (i tak są one wyposażone w naświetlacze podczerwieni, ale dodatkowe światło poprawia obraz do nagrania).

Czujka alarmu po zmierzchu włącza światło gdy wykryje ruch

Przymykanie rolet przy dużym nasłonecznieniu

Gdy moc promieni słonecznych przekracza poziom krytyczny, rolety na odpowiedniej elewacji są częściowo opuszczane, by nie nagrzewać zbytnio pomieszczeń. Powoduje to nie tylko wzrost komfortu, lecz także istotne zmniejszenie kosztów energii na chłodzenie.

Podgrzewanie czujników w barierach podczerwieni

Alarmowe bariery wiązek podczerwieni mogłyby wzbudzać fałszywe alarmy na skutek zaparowania nad ranem. Dlatego gdy temperatura spadnie poniżej punktu rosy, następuje załączenie wbudowanych w bariery podgrzewaczy.

Kable grzejne rynien, balkonów, tarasu i podjazdu do garażu

Wokół domu zainstalowano szereg kabli podgrzewających:

• 4 sekcje dla rynien i rur spustowych
• 4 sekcje dla balkonów i tarasu
• 2 sekcje dla schodów głównych oraz sekcja dla schodów bocznych
• 2 sekcje wjazdów do garażu

Załączenie grzania następuje, gdy temperatura jest bliska zera oraz czujnik nad rynną wykryje dużą wilgotność (co oznacza albo opady, albo spływanie śniegu z dachu). Włączenie funkcji grzania powoduje rotacyjne (co 60min) włączanie kabli podgrzewania rynien, tarasu i balkonów. Z uwagi na dużą moc kabli grzewczych, funkcja ta uruchamia się, gdy miernik energii pokazuje margines 20% prądu na fazie 3. Na poniższym zdjęciu widać kable podgrzewające rynny.

Instalacja przeciwoblodzeniowa rynien