Czujniki ruchu i obecności to jedne z częściej występujących urządzeń w systemie KNX. Ich zadaniem jest detekcja osób przemieszczających się lub przebywających w poszczególnych pomieszczeniach.

Efektem detekcji ruchu/obecności może być załączenie oświetlenia, zwiększenie temperatury w pomieszczeniu, uruchomienie systemu wentylacji lub przekazanie informacji do systemu multi-room’u, poprzez który załączona zostanie odpowiednia strefa audio. Bardzo ważnym działaniem jest również reakcja systemu na brak ruchu/obecności w danej strefie. W tym przypadku efektem jest reakcja przeciwna do przykładów poprzednich, np. wyłączenie światła w pokoju, w którym nikt nie przebywa, obniżenie temperatury czy też wyłączenie muzyki. Dzięki takiej reakcji, wykorzystującej czujniki ruchu i obecności, system sterowania urządzeniami w domu spełnia podstawowe kryteria automatyzacji. Wchodząc do pokoju, nie musimy włączać oświetlenia za pomocą przycisków, ustawiać wartości zadanej temperatury. Wystarczy, że osoba konfigurująca poszczególne urządzenia, zaprogramuje odpowiednie ustawienia. W połączeniu z pracą sensorów, system sam wykona wcześniej przewidziane funkcje. Korzyścią jaką otrzymuje użytkownik jest nie tylko oszczędność energii, ale również komfort korzystania z automatyki systemu.

Załączanie i wyłączanie oświetlenia

Pierwszym przykładem realizacji automatyki sterowania z zastosowaniem czujników ruchu jest załączanie i wyłączanie oświetlenia. Podstawowa konfiguracja systemu przedstawiona została na rysunku nr 1.

Czujnik ruchu połączony jest za pomocą adresu grupowego z elementem odpowiedzialnym za załączanie/wyłączanie oświetlenia. Najczęściej tego typu sterowania wykorzystywane jest w pomieszczeniach w których wymagana jest tylko detekcja ruchu dla potrzeb automatycznego załączania/ wyłączania światła np. korytarzach, piwnicach, strychach, garażach. Schemat sposobu sterowania przedstawiony został na rysunku nr. 2.

Czujnik jasności za pomocą adresu grupowego 0/1 (np. Sphinx 331 firmy Theben) przesyła rozkaz 1- bitowy do modułu przekaźnikowego 2304 firmy Jung). Efektem działania systemu jest każdorazowe załączenie oświetlenia w przypadku wykrycia ruchu oraz wyłączenie oświetlenia po określonym czasie od wykrycia braku ruchu. Czas ten, określany jako czas opóźnienia wyłączenia powinien być tak dobrany podczas parametryzacji, aby nie wyłączał oświetlenia zbyt szybko. Pozorne oszczędności energii uzyskane w taki sposób, mogą być skonsumowane poprzez częste awarie źródeł światła oraz uciążliwe użytkowanie.

Oświetlenie zależne od innych czynników

Drugim przykładem jest analogiczne sterowanie oświetleniem w pomieszczeniach, w których należy brać pod uwagę zewnętrzne oświetlenie z niezależnych źródeł światła. Np. pokój doświetlany w ciągu dnia przez światło słoneczne. Czujnik ruchu powinien współpracować z czujnikiem jasności (struktura systemu – rys. 3.).

Czujnik jasności, powyżej zadanego przez programistę progu jasności, wysyła sygnał blokowania działania czujnika ruch (adres grupowy 0/2), czujnik ruchu załącza przekaźnik (adres grupowy 0/1). Uzyskujemy w ten sposób załączanie oświetlania uzależnione od dwóch warunków: wykrycie ruchu przy jasności mniejszej niż zakładana. Efektem działania tej prostej funkcji jest załączanie oświetlenia tylko w przypadku, gdy w pomieszczeniu jest ciemno. Schemat blokowy takiej funkcjonalności przedstawiony został na rysunku nr 4.

Tego typu funkcjonalność bardzo często jest przewidziana przez producentów urządzeń systemu KNX i czujniki ruchu mają wbudowane czujniki jasności. Połączenie tych dwóch parametrów realizujemy poprzez parametryzację samego czujnika ruchu. Przykład parametryzacji uwzględniającej taką funkcję dla czujnika Sphinx 331 przedstawiony został na rysunku nr 5.

Oświetlenie z dodatkowym sterowaniem ręcznym

Trzeci przykład załączania oświetlenia uwzględnia dodatkowo sterowanie ręczne. System rozbudowany jest o przycisk, który wysyła sygnał blokujący/odblokowujący do czujnika ruchu (z wbudowanym czujnikiem jasności) rysunek 6 – krok 1 (adres grupowy 0/7). Czujnik ruchu, w przypadku przyjęcia rozkazu zablokowania, blokuje swoje działanie i jednocześnie wysyła rozkaz załączenia przekaźnika – rysunek 6 – krok 2 (adres grupowy 0/1).

Analogicznie wygląda sterowania w sytuacji odwrotnej. Jeżeli przycisk wyśle rozkaz wyłączenia, odblokuje to czujnik ruchu, który wyśle rozkaz wyłączenia przekaźnika i rozpocznie swoje działania detekcji ruchu. Przykład parametryzacji dla takiej konfiguracji czujnika przedstawiony został na rysunku nr 7. Dzięki takiemu połączeniu uzyskujemy dwie funkcjonalności sterowania za pomocą jednego przyciśnięcia przycisku: zablokowanie działania czujnika i załączenie oświetlenia oraz wyłączenie oświetlenia i jednoczesne odblokowanie czujnika przygotowujące go do dalszej automatycznej pracy.

Dwa lub więcej czujników

Czwarty przykład prezentuje możliwości współpracy dwóch lub większej ilości czujników ze sobą. Częstym błędem podczas konfiguracji systemu KNX, jest łączenie wielu czujników ruchu w jednej grupie adresowej z jednym elementem wykonawczym. W takiej sytuacji czujniki pracują niezależnie i ich reakcje na wykrycie ruchu lub braku ruchu powodują wzajemne załączania i wyłączania. Podobną sytuację mamy podczas łączenia w jednej grupie czujnika ruchu z przyciskiem sterującym elementem wykonawczym. Typowe czujniki wyposażone są w możliwość pracy typu master/ slave. W takiej współpracy tych elementów, jeden z czujników jest elementem detekcyjnym i umożliwiającym nastawy czasów opóźnienia załączania, wyłączania (master) natomiast drugi pełni tylko funkcje detektora ruchu (slave). Przykład poprawnej konfiguracji grup adresowych przedstawiony został na rysunku nr 8.

Pierwszy adres grupowy służy do przekazania informacji o detekcji ruchu w strefie obsługiwanej przez pierwszy czujnik (slave) do czujnika głównego (master) – adres grupowy 0/3, obsługującego drugą strefę detekcji. Czujnik ten jest jednocześnie elementem zarządzającym rozkazami sterowania elementem wykonawczym – przekaźnikiem – za pomocą adresu grupowego 0/1.

Utrzymywanie stałej jasności w pomieszczeniu

Piąty przykład to zastosowanie detekcji obecności do utrzymywania stałej jasności w pomieszczeniu. Tego typu funkcjonalność jest elementem najczęściej wbudowywanym w czujniki ruchu o znacznie bardziej rozbudowanych parametrach oraz bardziej precyzyjnych detektorach PIR, nazywanych czujnikami obecności. Czujniki tego typu standardowo wyposażone są w detekcję jasności oraz regulatory. Dzięki połączeniu tych wszystkich funkcjonalności, mamy do dyspozycji dużo więcej możliwości sterowania. Jedną z nich jest utrzymywanie stałej jasności we współpracy z odpowiednim elementem wykonawczym – ściemniaczem. Zasada działania przedstawiona została na rysunku nr 9.

Podstawowym połączeniem jest adres grupowy sterowania rozjaśnianiem i zaciemnianiem źródła światła. Sterowanie to może być typu 4- lub 8-bitowego. Umożliwia ono rozjaśnianie lub przyciemnianie źródła oświetlenia za pomocą elementu wykonawczego – ściemniacza (adres grupowy 0/4). Kontrola jasności realizowana jest za pomocą regulatora wbudowanego w czujnik obecności, na podstawie porównania wartości zadanej, nastawianej przy pomocy adresu grupowego 0/6 i wartości zmierzonej przez czujnik jasności. Cały proces regulacji możliwy jest dzięki sprzężeniu zwrotnemu w postaci bezpośredniego oddziaływania sterowanego oświetlenia na czujnik jasności. Za pomocą adresu grupowego 0/5 zrealizowane jest połączenie z dodatkowym przyciskiem, który umożliwia ręczne blokowanie układu regulacji. Dzięki wbudowanemu czujnikowi obecności i parametrycznego powiązania go z regulatorem oświetlenia, regulacja jest możliwa tylko w przypadku wykrycia ruchu (obecności).
Przedstawione przykłady to tylko niewielki obszar zastosowań obecnie wykorzystywanych, zaawansowanych elementów sensoryczno- regulacyjnych, jakimi są czujniki ruchu i obecności, oferowane przez producentów urządzeń systemu KNX. Oprócz standardowych funkcji, odzwierciedlonych w postaci obiektów komunikacyjnych i parametryzacji, umożliwiają one łączenie z innymi urządzeniami, tworząc automatyczny system sterowania zaawansowanymi funkcjami oświetlenia domu. Począwszy od załączania i wyłączania światła a skończywszy na regulacji jasności w poszczególnych pomieszczenia po wykryciu obecności domowników.

Andrzej Stachno
Certyfikowane Centra Szkoleniowe KNX
www.knxpolska.org

---