Akıllı binalar içindeki cihazlar için kablosuz bağlantı ve aydınlatma çözümleri

　　Akıllı bina devrimi devam ediyor; konutlar için daha iyi konfor ve konforluk sağlıyor, işletme maliyetlerini azaltıyor ve ticari sektörlerde çalışan verimliliğini artırıyor. 2022 yılına gelindiğinde, küresel pazar yaklaşık 78 milyar dolar değerindeydi.

　　Kablosuz kontrol aydınlatması bu devrimde kilit bir faktördür; enerjinin israfını önlemeye ve büyük ölçekli yeniden tesisat projeleriyle ilgili kesintileri ve maliyetleri önlemeye yardımcı olan çeşitli çalışma modlarına olanak tanır. Kablosuz kontrolör takmak, mevcut evlerin yeniden kablolanması maliyetinin %70'ine kadar, yeni projeler için kablolama maliyetinin %15'ine kadar tasarruf sağlayabilir.

　　Bazı yeni evler, örneğin lüks mülkler, baştan akıllıca tasarlanmış olsa da, mevcut evler aşamalı olarak yenilenebilir. Sahipler, akıllı teknolojiye doğru ilk adım olarak ısıtma veya aydınlatma sistemlerini önceliklendirebilir, ardından sistemi cihaz kontrolörleri, kepenkler veya kapı kilitleri gibi diğer akıllı özelliklerle genişletebilir. Basit ışık anahtarlarından, duvar prizlerinden veya radyatör kapaklarından karmaşık merkezi kontrolörlere kadar her tür akıllı bina cihazının parlak bir geleceği var gibi görünüyor. Bu, yeni markalara, daha olgun rakiplerin sunduğundan teknolojik olarak gelişmiş veya daha modaya uygun ürünler sunarak pazar payı kazanma fırsatları sunar.

　　Müşteriler binalarına yavaş yavaş akıllı özellikler ekleme eğiliminde, birlikte çalışabilirlik ve birlikte yaşama başarı arayan geliştiriciler için temel konular olacak.

　　Aday bağlantı standartları

　　Akıllı binalarda açıcılar ve cihazlar için çeşitli bağlantı standartları (ışıklar, radyatör vanaları, pencereler gibi) önerilmiştir. Şu anda piyasadaki sertifikalı ürünler için popüler standartlar arasında EnOcean, KNX, ZigBee ve Z-Wave Commercial bulunmaktadır.

　　EnOcean ve Z-Wave, alt GHz radyo bandında çalışır. Avrupa'da ise bu 868 MHz'dir. Z-Wave, mesh ağ topolojisine dayanır ve 232 düğüme kadar destekler. Bu protokol, uygulama düzeyinde birlikte çalışabilirlik sağlar ve Sigma Designs ZM5202 gibi birçok Z-Wave sistem-çip cihazını destekler. Z-Wave yığını çip üzerinde bulunur ve ayrıca sağlanan API'ler aracılığıyla erişilir; böylece geliştiriciler uygulamaları cihazın entegre program belleğine kolayca yükleyebilirler, Şekil 1'de gösterildiği gibi. SoC, sensör ADC, 128-bit güvenli şifreleme ve cihaza entegre edilmiş üç terminalli çift yönlü tiristör dimmer kontrolcüsü gibi tüm donanım özelliklerine sahip tek çipli bir çözüm sunar.

　　Şekil 1: Z-Wave protokolüne sağlanan API üzerinden erişin.

　　EnOcean teknolojisi, ultra hafif radyo protokollerine dayanır ve güneş hücrelerinden veya güç dönüştürücüleri veya Peltier elemanları gibi diğer enerji kaynaklarından çalışan pilsiz modüllerin, sensör verilerini içeren kısa telgrafları iletmek için kullanılan toplayıcı sistemlerini mümkün kılar. Bu, odanın herhangi bir yerine yerleştirilen ışık anahtarları gibi ürünler için güçlü bir öneridir; bu düğmeler, EnOcean TCM300U gibi sistem modülleri kullanılarak üretilen hat beslemeli aydınlatma aktüatörleriyle iletişim kurabilirler (Şekil 2). EnOcean anahtarları ayrıca daha büyük ev otomasyon ağlarına kolayca entegre edilebilir. Örneğin, Alman KNX geliştiricisi Weinzierl (www.weinzierl.de), EnOcean kablosuz telgraflarını alan ve KNX veri yolunda uygun sinyaller üreten bir EnOcean-KNX geçidi inşa etti.

　　Şekil 2: Kablosuz sensörler, hat tahrikli aktüatörlerle iletişim kurar.

　　KNX, ISO/IEC14543-3, EN-50090 (CENELEC), EN13321-1/2 (CEN), Çin'in ev otomasyon standardı GB/T20965 ve ABD'nin ANSI/ASHRAE 135 gibi standartlar kapsamında dünya çapında onaylanan tek standart olduğunu iddia ediyor. EnOcean, ZigBee ve Z-Wave gibi kablosuz tabanlı standartların aksine, KNX otobüsleri bükülmüş çift (KNX) dahil olmak üzere çeşitli medya araçlarında çalışabilir. TP), AC güç hatları (KNX PL), Ethernet/Wi-Fi (KNXnet/IP) ve kablosuz (KNX RF) 868 MHz bandında çalışıyor. KNX Derneği ayrıca ekipman geliştiricileri ve sistem kurulumcularına üreticiden bağımsız araçlar sağlar.

　　ZigBee Home Automation, 2.4 GHz radyo için ünlü ZigBee standardına dayanan özel bir profildir. Ev cihazlarını kontrol etmek için optimize edilmiştir ve ZigBee PRO mesh ağ yığını kullanır. ZigBee Pro, çeşitli mikrodenetleyicilerde uygulanabilir. Silicon Labs, ETRX357 gibi birçok ZigBee modülüne sahiptir; bu modüllerde tek çipli ZigBee vericileri ve ZigBee PRO standartlarına uygun EmberZNet mesh yığını bulunmaktadır. Bu modüller, RF deneyimi olmayan geliştiricilerin ürünlerine kablosuz ağ işlevselliği eklemelerine olanak tanır.

　　Seçim için kriterleri kullanın

　　Her standart, teknik spesifikasyonların ve lisanslama ile ürün sertifikasyon gibi yasal yönlerin yönetiminden sorumlu kendi ittifakı veya derneği tarafından desteklenir. Sertifikasyon süreci, farklı üreticilerin ürünleri arasında birlikte çalışabilirliği sağlar. Şu anda bu standartlardan herhangi birini kullanarak pazarlara girmeyi uman OEM'ler, yeni ürün tasarımlarını sertifikasyon için sunmak zorundadır.

　　Genellikle, sertifikalı, birlikte çalışabilir cihazların (örneğin aydınlatmalar, anahtarlar veya dimmerler gibi) geliştirilmesi yolu, Sigma Designs'tan RBK-ZW500DEV-CON Z-Wave kiti gibi geliştirici kitleri satın alarak başlar. Sigma ayrıca Avrupa, Kuzey Amerika, Japonya ve diğer bölgelerde farklı alt bantlara hizmet verebilen birçok düşük maliyetli bölgesel paket sunmaktadır. Z-Wave için, geliştirici kitini satın almak Sigma'nın Z-Wave yazılım geliştirme kiti SDK'sına erişim sağlar. SDK, protokol kütüphaneleri, uygulama örnekleri ve dokümantasyon gibi kaynaklara çevrimiçi erişim sağlar. Mevcut araçları kullanarak geliştiriciler, donanım seçimi, protokol seçimi, cihazlar ve komut sınıfları gibi gerekli kararları alabilirler. Donanım ve yazılım geliştirme tamamlandıktan sonra, ürünler sertifikasyon için Z-Wave Alliance'a sunulabilir.

　　Merkezi kontrol

　　Akıllı binalarda, etkinleştirme aydınlatması birkaç alanda ihtiyaç duyulabilir; bunlar sadece geleneksel manuel anahtarlama veya duvara monte sistemlerle kontrol edilen karartma ile sınırlı değildir. Merkezi kontrolör belirli zamanlarda ışıkları açıp kapatacak şekilde programlanabilir, ev güvenlik sisteminin bir parçası olan doluluk sensörlerine yanıt verebilir veya optimal aydınlatma için karartmayı ayarlayabilen ortam ışık sensörlerinden sinyaller alabilir. Ayrıca, tüketiciler giderek ağ bağlantılı mobil cihazları benimsedikçe, akıllı bina kullanıcıları aydınlatma ve ısıtma gibi akıllı binaların çeşitli yönlerini kontrol edebilen çeşitli uygulamalara ilgi duyacaktır. Tabletler veya akıllı telefonlar için cihaz ve güvenlik ayarları. Akıllı bina ağlarını internet yönlendiricilere bağlayan gateway cihazları, Şekil 3'te gösterildiği gibi temel işlevsellik sağlar. Herhangi bir akıllı bina teknolojisi, binaya bağlı tabletlerle Wi-Fi ağları üzerinden iletişim kursa da, ister mobil cihazlar aracılığıyla hücresel veya Wi-Fi hotspotları üzerinden internete bağlansın, ister dünyanın herhangi bir yerinde böyle bir IP alan tabanlı bir geçit gerektirir. Birçok üretici, akıllı ev ağlarını (örneğin EnOcean, KNX, ZigBee veya Z-Wave ortamları) internet yönlendiricileri inşa etmeye bağlamak için tasarlanmış gatewayler sunar.

　　Şekil 3: Akıllı ev ağını bir IP alanına bağlamak, çeşitli cihazların ayarları kontrol etmesine olanak tanır.

　　Uygulama geliştiricileri, seçilmiş teknolojilerin desteklediği özelliklerden son kullanıcılara pratik özellikler sunmak için kullanabilir. Bunlar arasında cihaz gruplarının tek tıklama kontrollerine izin verecek şekilde yapılandırması veya aydınlatma, ısıtma ve diğer ekipmanlar için gerekli ayarları otomatik olarak uygulayacak özel "sahneler" oluşturmak yer alıyor. Kullanıcılar, ışıkları kıstırırken, panjurları kapatırken, sıcaklığı ayarlarken, düz ekran TV'yi açarken veya "Uyku Modu" senaryosunda kapıyı kilitlerken, pencereleri kapatırken, ısıtmayı kapatırken ve yatak odası hariç tüm ışıkları kapatarak "ev sineması" sahnesi oluşturabilirler.

　　Sonuç

　　Akıllı binalar içindeki cihazlar arasındaki bağlantıları tanımlayan standartlar, her biri ürün geliştiricilerine ölçülebilir pazarlara hitap edecek yapıyı sağlar. Piyasada zaten bulunan diğer ürünlerle birlikte çalışabilirliği garanti edin. Dernek kendi standartlarını güçlü bir şekilde teşvik ediyor, ancak geliştiriciler sağladıkları kaynaklara, doğru fırsatlara ve rekabetçi değerlendirmelere göre seçim yapmak zorundadır.