HOE VERWARMING INTEGREREN IN HUISAUTOMATISERING?

OPFRISSING DOMOTICA EN VOORBEELDEN

De verwarmingsketel op afstand monitoren met een smartphone, is dat domotica? Of de verwarming in de woonkamer vanop het werk regelen, noemt men dat domotica? Niet zozeer. Domotica is veel meer dan dat. Via domotica kan werkelijk alle elektrische apparatuur in een woning in één systeem worden geïntegreerd. Verwarming is slechts één schakel. Dat maakt de mogelijkheden groots, maar zorgt er ook voor dat verschillende beroepsdisciplines met elkaar verweven raken.

DOMOTICA

Verlichting, verwarming, ventilatie, energiemonitoring, audio, beveiliging of entertainment. Domotica, ook wel gebouwenautomatisering genoemd, kan alle functies waarbij elektriciteit centraal in staat, integreren in één beheersysteem. Via dat systeem worden de elektrische toestellen bediend en bewaakt. De integratie kan worden beperkt tot een aantal essentiële functies, bijvoorbeeld het regelen van de temperatuur of het automatisch op-of neerhalen van rolluiken, maar evengoed kan alles wat elektrisch bedienbaar is in het beheersysteem worden ondergebracht. De mogelijkheden zijn eindeloos. Des te meer omdat ook interacties tussen de elektrische apparatuur doenbaar zijn. Zo kan bijvoorbeeld worden ingesteld dat, bij het openzetten van een raam in de slaapkamer, de verwarming in die kamer automatisch lager wordt gezet, of als het te warm wordt in de woonkamer dat de zonwering uitschuift.

Verschil met een klassieke installatie?

In een klassiek systeem vertrekken vanuit de zekeringskast 230V-kabels voor de netstroom richting de verschillende afnamepunten. Naar stopcontacten loopt de voedingskabel rechtstreeks, naar in- en uit te schakelen objecten, zoals een lamp of een rolluik, gebeurt dat via een schakelaar. Per ruimte worden de stopcontacten of schakelaars meestal aan elkaar gekoppeld in een groep. Vanuit de zekeringskast gaat de voedingskabel naar het eerste stopcontact van een groep. Vanuit het eerste stopcontact vertrekt er opnieuw een kabel naar het volgende stopcontact van de groep enzovoort. Een groep mag uit maximaal acht stopcontacten of schakelaars bestaan. Over de kabel wordt er enkel stroom vervoerd. Bij een domoticasysteem is dit anders.

CENTRAAL DOMOTICASYSTEEM

Opbouw

In centrale systemen zit vlak bij ofin de zekeringskast het hart, of anders gezegd, de intelligentie van het domoticasysteem. Die intelligentie houdt zich op in een centrale verwerkingseenheid (computerprocessor). Zowel de sensoren als de actoren zijn gekoppeld aan de centrale, in ster, wat wil zeggen dat elke sensor of actor een rechtstreekse verbinding met de centrale heeft.

Werking

De signalen van de sensoren worden doorgegeven aan de centrale. Dat gebeurt ofwel rechtstreeks ofwel via ingangsmodules. Ingangsmodules zijn een soort decoders die de signalen van de sensoren omzetten in commando's die begrijpbaar zijn voor de centrale. De centrale activeert vervolgens de actoren (ook wel uitgangsmodules genoemd). De actoren interpreteren de signalen van de centrale en besturen, op basis van de informatie die ze ontvangen hebben van de centrale, de verlichting, verwarming, airco, stopcontacten, rolluiken enzovoort (bv. door het sluiten van een relaiscontact gaat een lamp branden).

Concreet voorbeeld

In een gebouw dat is uitgerust met centrale gebouwenautomatisering wordt het licht inde woonkamer automatisch aangeschakelden wordt ook de verwarming hoger gezet wanneer er iemand binnenkomt, tenminste als het buiten kouder is dan 15 °C. In de woonkamer is een bewegingsmelder geïnstalleerd (sensor). Die is rechtstreeks aangesloten op de centrale. Het weerstation dat buiten aan de gevel hangt (sensor), is via een ingangsmodule verbonden met de centrale. Vanuit de centrale worden twee uitgangsmodules (de actoren) gestuurd, één gekoppeld aan de verlichting, en één gekoppeld aan de klepsturing van de radiatoren in de woonkamer (de verbruikers). Wanneer iemand in de woonkamer binnenkomt, verstuurt de bewegingsmelder een signaal naar de centrale. De centrale stuurt dat signaal door naar de actor, verbonden met de verlichting, die vervolgens de lichten inschakelt. Indien het weerstation aangeeft dat het buiten kouder is dan 15 °C, geeft de centrale ook een signaal aan de actor, verbonden met de klepsturing van de radiatoren. Die zet de kleppen open, waardoor de temperatuur in de woonkamer begint te stijgen.

Programmatie

De programmatie van het domoticasysteem gebeurt geheel via de centrale. In de centrale zit een module met een USB- of ethernetinterface of een gateway to internet. Via deze module wordt een computer aan de centrale gekoppeld, en met aangepaste software wordt het programma voor de woning geschreven.

DECENTRAAL DOMOTICASYSTEEM

Opbouw

Bij een decentraal systeem zit de intelligentie in de sensoren en actoren zelf. Er is geen centrale verwerkingseenheid. Elke sensor en actor beschikt over een eigen verwerkingseenheid (of processor). De sensoren en actoren zijn in parallel aan elkaar gekoppeld op een centrale, intelligente kabel, bijvoorbeeld een buskabel (de opbouw van het systeem is parallel, vergelijkbaar met hoe stopcontacten en schakelaars in een klassiek systeem stroom krijgen van dezelfde zekering in de elektriciteitskast), of worden draadloos met elkaar verbonden. Belangrijk is dat de verwerkingseenheid van de componenten ook van een voeding wordt voorzien. Dat kan via een aparte kabel of via de intelligente kabel zelf.

Werking

De sensoren en actoren begrijpen elkaar, zonder dat een centrale als communicator moet worden ingezet. Zodra er een sensor wordt geactiveerd (er wordt bv. een drukknop ingedrukt), wordt er een signaal op de kabel gezet (of draadloos verstuurd), waarin het adres en het kanaal van de te responderen actor zitten. De actor pikt het signaal op en reageert zoals geprogrammeerd (bv. het contact openen om het licht uit te schakelen).

Concreet voorbeeld

In een woning met een decentraal domoticasysteem zakt de zonnewering als de temperatuur in de woonkamer hoger dan

21 °C is. De kamerthermostaat (sensor) is, net zoals de schakelaar van het zonneweringssysteem, aangesloten op de intelligente kabel van de domotica-installatie. Wanneer er inde woonkamer een temperatuur van meer dan 21 °C wordt gemeten, wordt er een signaal op de kabel gezet (of wordt er draadloos een signaal verzonden). Zodra aangekomen bij de schakelaar, pikt die dat signaal op, waarna die het contact openzet en de zonnewering naar beneden gaat.

Programmatie

Via een USB- of ethernetinterface of via een gateway to internet, geïntegreerd in een module, wordt een computer gekoppeld aan de intelligente kabel. Alle op de kabel aangesloten componenten kunnen op die manier worden geprogrammeerd.

OPEN OF GESLOTEN?

Welk protocol?

In een domotica-installatie wordt via een protocol beschreven hoe de sensoren en de actoren met elkaar zullen communiceren. Het protocol zit vervat in computersoftware. De software toont elke ruimte (keuken, woon- en slaapkamer enz.), met per ruimte de aanwezige sensoren, actoren en verbruikers. Via de software worden de commando's per sensor en de reacties van de actoren op die commando's geprogrammeerd.

Open of gesloten?

Het protocol is ofwel open ofwel gesloten. Open domoticasystemen maken gebruik van een open protocol. Dat wil zeggen dat de fabrikant van het systeem het protocol, met name de algemene onderliggende codes en specificaties, vrijgeeft. Iedere leverancier die dat wil, kan in principe componenten maken voor het systeem. Als gevolg kunnen apparaten van verschillende merken in het domoticasysteem worden geïntegreerd.

Gesloten protocollen behoren tot het bedrijf dat hen creëert. De systeemcodes worden verborgen voor het grote publiek. Er kan enkel worden gewerkt met de systeemcomponenten, zoals de sensoren, actoren en bekabeling, van één merk (wel zijn er ingangsmodules waarop een schakelaar van een ander merk kan worden aangesloten). Een protocol, en dus ook de programmatie, verschilt van merk tot merk.

Gateway to internet

Om de bediening vanop afstand, via de smartphone of tablet bijvoorbeeld, mogelijk te maken, moet de centrale verwerkingseenheid of de intelligente kabel van het domoticasysteem verbonden worden met het internet. Dat gebeurt via een gateway to internet. Deze gateway is aangesloten op een router, en vertaalt het protocol van het domoticasysteem naar het internetprotocol. De gateway verbindt dus het domoticanetwerk met het internet. Op die manier kunnen de sensoren via een smartphone, tablet of pc buitenshuis worden bewaakt en bestuurd (zelfs zonder wifi), en kan het domoticanetwerk worden geïntegreerd in the internet of things (zie kaderstuk volgende pagina).

DOMOTICA EN VERWARMING

De mogelijkheden

Wat met verwarming en gebouwenautomatisering? Net zoals alle andere elektrische toestellen kan ook de centrale verwarming in de domotica-installatie worden geïntegreerd. In hoeverre deze integratie kan plaatsvinden, is afhankelijk van het type domotica. Is het een open of een gesloten systeem?

• In een open systeem is een verregaande integratie van de verwarming mogelijk. De verwarmingscomponenten, bv. de ketel, de warmtepomp, de PV-panelen, de vloerverwarming, de radiatoren enz. worden via een uitgangsmodule (een verwarmingsactor) in het domoticasysteem opgenomen. Via de uitgangsmodule staat de verwarming in verbinding met de sensoren (nl. ruimtethermostaat, weerstation, bewegingsmelder enz.). Het is de fabrikant van de ketel, de warmtepomp enz. die deze uitgangsmodule volgens het protocol van het open systeem ontwikkelt en dus ook bepaalt welke parameters van de ketel, de warmtepomp enz. via de uitgangsmodule kunnen worden bijgestuurd (bv. de keteltemperatuur, de regeltechniek enz.) of hoe fijn de radiatoren bijvoorbeeld kunnen worden bijgeregeld (bv. enkel aan-uit of kunnen de ventielen d.m.v. pulsbreedtemodulatie worden bijgestuurd?). Er kunnen wel wat sensoren van invloed zijn op de werking van de verwarming. O.a. de commando's van de ruimtethermostaat (ruimtetemperatuur), het weerstation (de weersomstandigheden), de vochtmeter (de behaaglijkheidsfactor) en de bewegingsmelder (het al dan niet aanwezig zijn van iemand in de ruimte) kunnen de verwarming tot actie aanzetten.
• In een gesloten systeem is zo'n verregaande integratie niet mogelijk. Doordat het protocol niet openbaar is, en er wel wat merken van gesloten domoticasystemen op de markt zijn, zien we maar weinig verwarmingsfabrikanten die een uitgangsmodule speciaal voor één merk ontwikkelen. Als gevolg zijn de uitgangsmodules voor gesloten systemen vrij simpel in opbouw en kunnen ze niet meer dan het in- en uitschakelen van de verwarming (bv. de ketel, de warmtepomp, de radiatoren enz.). Dat maakt de integratie van een verwarming (en al zeker niet van een vloerverwarming waarbij warmte traag vrijkomt) in gesloten systemen iets minder erg interessant.

Opportuniteiten voor de installateur

De verwarming integreren in het domoticasysteem kan enkel gebeuren door iemand die de juiste kennis van domotica op zak heeft en overde gepaste software voor het programmeren beschikt. Wel is het aangeraden om de HVAC-installateur te vragen naar extra informatie over hoe de verwarming het best wordt afgeregeld. Hierin kan de HVAC-installateur een belangrijke rol spelen.