TÀI LIỆU THỰC HÀNH TÒA NHÀ THÔNG MINH

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TÀI LIỆU THỰC HÀNH TỊA NHÀ THƠNG MINH Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 MỤC LỤC 1) GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 2) CÁC BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN BẰNG THIẾT BỊ SA/S 4.6.1.1 BÀI 2: ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN BẰNG THIẾT BỊ UD/S 4.315.2 .16 BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED THEO CHUẨN DALI BẰNG DG/S 1.1 23 BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN RÈM CỬA BẰNG THIẾT BỊ JRA/S 4.24.5.1 30 BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÀN HÌNH CẢM ỨNG 6136/100C-500-102 38 BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN BẰNG THIẾT BỊ DI ĐỘNG 48 BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI 56 BÀI 8: VẬN HÀNH HỆ THỐNG ABB-Welcome 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH: 1.1 Hệ thống nhà thông minh Ngày nay, nhu cầu việc xây dựng hệ thống nhà thơng minh có độ an tồn, an ninh cao, linh hoạt, tiện nghi có khả hoạt động tiết kiệm lượng phát triển nhiều hệ thống kỹ thuật điều khiển áp dụng cho nhà thơng minh Sự an tồn an ninh nhà ưu tiên đặt lên hàng đầu Hệ thống cửa vào thông minh thành phần quan trọng nhà thông minh Hệ thống khơng giúp bạn cảm thấy hài lịng vào khỏi nhà, mà cịn giúp giám sát trước cửa nhà, cho phép đóng mở cửa từ xa thơng qua thiết bị di động có kết nối mạng Hệ thống giám sát thời tiết giúp bạn không cần bận tâm nhiều đến yếu tố thời tiết thiết bị hoạt động phù hợp với điều kiện thời tiết khác dựa vào cảm biến thời tiết đặt bên bên ngồi nhà Hệ thống mơ hoạt động bạn nhà kích hoạt bạn vắng thời gian dài, bạn dễ dàng cài đặt hoạt động rèm kéo lên vào buổi sáng, đèn bật sáng vào buổi tối tivi bật – tắt linh hoạt Hệ thống phát chuyển động giúp bạn cảm thấy an toàn bạn nhà bạn Hệ thống bảo vệ áp bảo vệ thiết bị điện nhà bạn tivi, tủ lạnh máy tính bạn, giúp bạn loại bỏ thiệt hại tài sản liệu, ngồi cịn giúp bạn chống lại hỏa hoạn thương tích cho người sử dụng Hệ thống giám sát cửa sổ giúp bạn bảo vệ khỏi người muốn đột nhập vào nhà qua đường cửa sổ Sự tiện nghi linh hoạt hệ thống nhà thơng minh giúp bạn có nhiều thời gian cho việc quan trọng sống Hệ thống hoạt động theo ngữ cảnh giúp bạn dễ dàng chuyển đổi ngữ cảnh phù hợp với mong muốn cá nhân bạn, ví dụ phịng khách gia đình tối nay, bạn muốn có buổi tối dễ chịu xem phim không gian phù hợp để tiếp khách Chỉ với phím nhấn bản, hệ thống cung cấp cho bạn thoải mái cảm giác tốt Hệ thống điều khiển ánh sáng tạo cảnh ánh sáng khác lúc để phù hợp với hoạt động bạn thời gian ngày: đọc sách ghế sofa, nấu ăn, học tập, làm việc Hệ thống điều hịa khơng khí giúp bạn dễ dàng làm nóng làm mát ngơi nhà bạn thông qua điện thoại thông minh bảng điều khiển trung tâm Hệ thống giám sát điều khiển cửa vào giúp bạn biết ngồi cửa, giúp bạn kiểm sốt việc vào bạn đâu, thơng qua điện thoại thông minh bạn Hệ thống điều khiển rèm cửa tự động giúp bạn có nguồn ánh sáng tự nhiên phù hợp đọc sách tiếp khách, ăn uống, giúp bạn dễ dàng tập trung vào việc thư giãn hưởng thụ Hệ thống giải trí đa phương tiện giúp bạn thức dậy với hát yêu thích vào buổi sáng, nghe âm thư giãn phòng tắm nhạc sôi động buổi gặp mặt thú vị bàn ăn, thứ điều khiển từ xa ghế ngồi thư giãn bạn Hệ thống điều khiển giọng nói giúp bạn nói chuyện với ngơi nhà bạn kiểm sốt loại đèn, rèm cửa, máy điều hòa nhiệt độ hệ thống giải trí yêu thích bạn Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu yêu cầu cấp bách Hệ thống nhà thông minh giúp bạn sử dụng lượng hiệu 30% so với hệ thống điện truyền thống nhà Hệ thống nhà thông minh giúp tối ưu hóa cách thức hoạt động thời điểm sử dụng lượng, kết nối thiết bị nhà với hệ thống thông tin giúp bạn điều khiển thiết bị từ nơi điện thoại thơng minh Hệ thống điều khiển rèm cửa kiểm soát lượng ánh sáng giúp cho hệ thống điều hịa khơng khí đạt hiệu lượng cao Khi bạn rời khỏi nhà, cần nút nhấn bạn dễ dáng tắt tất đèn nhà Hệ thống điều hịa khơng khí giúp bạn tận hưởng nhiệt độ tối ưu phòng nhà thời điểm Hệ thống nhà thơng minh kết hợp với hệ thống điện mặt trời lắp đặt nhà cho phép bạn kiểm soát tốt việc sử dụng lượng Các cấu hình nhà thơng minh thơng dụng gồm có cấu hình bản, cấu hình nâng cao cấu hình cao cấp: a) Cấu hình • Hệ thống điều khiển đèn • Hệ thống điều khiển rèm cửa • Hệ thống chng hình • Hệ thống cảm biến chuyển động • Thiết bị chuyển mạch thơng thường b) Cấu hình nâng cao • Hệ thống điều khiển đèn • Hệ thống điều khiển rèm cửa • Hệ thống điều hịa khơng khí • Hệ thống báo trộm báo cháy • Hệ thống chng hình • Hệ thống cảm biến chuyển động • Cảm biến thời tiết • Thiết bị chuyển mạch thông minh, thiết bị điều chỉnh nhiệt độ • Màn hình cảm ứng c) Cấu hình cao cấp • Hệ thống điều khiển đèn • Hệ thống điều khiển rèm cửa • Hệ thống điều hịa khơng khí • Hệ thống báo trộm báo cháy • Hệ thống giải trí đa phương tiện • Hệ thống chng hình • Hệ thống cảm biến chuyển động • Cảm biến thời tiết • Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ chuyển mạch thơng minh có hình hiển thị • Màn hình cảm ứng • Hệ thống điều khiển qua thiết bị di động 1.2 Tiêu chuẩn KNX áp dụng cho nhà thông minh Tiêu chuẩn KNX (Konnex) tiêu chuẩn toàn cầu cho hệ thống quản lý, điều khiển nhà thông minh, phát triển ba tiêu chuẩn trước đó: European Home Systems Protocol (EHS), BatiBUS, European Installation Bus (EIB) Tiêu chuẩn KNX cơng nhận tiêu chuẩn tồn cầu ISO/IEC 14543 quản lý hiệp hội KNX quốc tế Sau 19 năm hình thành phát triển (1999) KNX có 450 cơng ty thành viên với 7,000 sản phẩm cấp chứng chất lượng KNX Hiện Hiệp hội KNX nhận tham gia 78,000 đối tác từ 190 nước tồn giới, với 16 phịng nghiên cứu 440 trung tâm đào tạo [3] Hiện sản phẩm KNX bao trùm hầu hết ứng dụng điều khiển cho nhà thông minh như: chiếu sáng, rèm cửa, hệ thống an ninh, thiết bị nhiệt, thơng khí, điều hoà nhiệt độ, thiết bị giám sát, thiết bị cảnh báo, điều khiển bơm nước, quản lý lượng, thiết bị điện gia dụng, hệ thống nghe nhạc, xem phim II CÁC BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ ĐÈN BẰNG THIẾT BỊ SA/S 4.6.1.1 1) Ý nghĩa điều khiển đóng mở đèn: Hệ thống điều khiển đóng mở đèn thơng qua chuyển mạch đầu điều khiển đóng mở tất loại đèn, giống việc bật tắt đèn qua công tắc theo kiểu truyền thống Hệ thống điện để điều khiển đèn thông thường yêu cầu hệ thống điện để truyền lượng công tắc để truyền tín hiệu chuyển mạch Nếu hệ thống có hai điểm phát tín hiệu chuyển mạch thực với hệ thống kết nối hai chiều Nếu có nhiều hai điểm phát tín hiệu chuyển mạch để điều khiển đóng mở đèn hệ thống thiết lập, bổ sung thêm công tắc điều khiển Việc làm hệ thống điều khiển đèn phức tạp muốn thay đổi sau khó để điều chỉnh, ngồi chi phí thực để lắp đặt hệ thống điện công tắc nhiều nhiều Ngược lại, lắp đặt hệ thống điều khiển đèn với hệ thống ABB i-bus® KNX đơn giản nhiều, cần hệ thống điện để truyền lượng hệ thống cáp truyền tín hiệu dây theo tiêu chuẩn KNX Các cảm biến truyền động chuyển mạch kết nối song song với cáp truyền tín hiệu Các thiết bị truyền động nhận tín hiệu gửi cảm biến thực lệnh bật tắt Vì lý này, việc thiết lập điểm điều khiển với công nghệ cáp truyền liệu đơn giản hiệu chi phí Hình 1.1: Hệ thống kết nối truyền tín hiệu dây ABB i-bus® KNX Một hệ thống để điều khiển đóng mở đèn thơng qua chuyển mạch đầu bao gồm: • 01 thiết bị cảm biến 6126/01-500 • 01 thiết bị tác động chuyển mạch SA/S4.6.1.1 • Bóng đèn điều khiển đóng mở Hình 1.2: Hệ thống điều khiển đóng mở đèn ABB i-bus® KNX Sau lắp đặt thiết bị cần thiết hình, tiến hành thực việc lập trình, điều khiển phần mềm ETS Các bước sau đại diện cho thứ tự thời gian cho thiết kế dự án với ETS [6] • Thực cài đặt ETS • Đọc chuyển đổi sở liệu thiết bị • Tạo dự án với liệu cần thiết • Thiết lập cấu trúc dự án (cấu trúc xây dựng / cấu trúc liên kết bus) • Chèn sản phẩm KNX (các thiết bị có ứng dụng tương ứng) vào cấu trúc tịa nhà • Đặt thơng số sản phẩm KNX theo u cầu • Tạo địa nhóm • Liên kết đối tượng nhóm sản phẩm KNX với địa nhóm • Gán sản phẩm KNX định cấu hình cho cấu trúc liên kết bus • Chỉ định sản phẩm KNX định cấu hình cho chức cài đặt (tùy chọn) • Kiểm tra thiết kế dự án • In tài liệu • Lưu dự án Có thể thay đổi thứ tự số bước tùy trường hợp cụ thể Trong dự án nhỏ, bỏ qua số bước Trong dự án lớn mở rộng thêm bước cần thiết 2) Thiết bị truyền động chuyển đổi Switch Actuator Hình 1.3: Thiết bị truyền động chuyển đổi Switch actuator Thiết bị truyền động chuyển đổi SA/S, ngõ ra, A, tải điện chuyển đổi độc lập thông qua ABB i-bus® KNX Khơng cần cung cấp điện áp riêng biệt Chỉ với chương trình ứng dụng, chức sau cho đầu đặt riêng: • Chức thời gian, trễ/tắt • Chức ánh sáng cầu thang với cảnh báo sơ thời gian ánh sáng cầu thang thay đổi • Nhớ lại cảnh/Cài đặt trước qua lệnh bit/1 bit • Các hàm logic AND, OR, XOR • Phản hồi trạng thái • Chức kiểm sốt an tồn cưỡng • Phản ứng với giá trị ngưỡng • Điều khiển van điện nhiệt (bộ điều khiển liên tục) • Lựa chọn vị trí mặc định thất bại điện áp bus phục hồi • Invertion kết đầu • Tham số hóa đầu đơn lẻ trao đổi chép 3) Nội dung thực hành: 3.1 Tạo dự án với liệu cần thiết: Tạo dự án dự án tịa nhà thơng minh, chức điều khiển đóng mở đèn mơ hình hệ thống ABB i-bus® KNX Hình 1.4: Tạo dự án Tịa nhà thông minh 3.2 Thiết lập cấu trúc dự án: Trong dự án Tịa nhà thơng minh, tạo cấu trúc Nhà V, Tầng 5, Phòng V5.3 để minh họa chức điều khiển đèn phòng V5.3 Hình 7.5: Cài đặt thơng số cho thiết bị UD/S 4.315.2 Hình 7.6: cài đặt thơng số cho thiết bị SA/S 4.6.1.1 3.3 Tạo địa nhóm: Thực địa nhóm, địa nhóm có chức gọi ngữ cảnh đến thiết 59 bị, địa nhóm cịn lại có chức điều khiển độ sáng đèn ngõ A, B, C thiết bị UD/S với giá trị 50%, 70% 100% Hình 7.7: Thành lập địa nhóm với chức điều khiển đèn 3.4 Liên kết đối tượng nhóm sản phẩm KNX với địa nhóm: Thực việc liên kết ngõ thiết bị cảm biến với ngõ tác động thiết bị chuyển mạch chung địa nhóm 60 Hình 7.8: Thực chức gọi ngữ cảnh Hình 7.9: Thực chức điều khiển độ sáng đèn ngõ A 50% 61 3.5 Tải cấu hình thiết kế lên thiết bị KNX hệ thống: Tải cấu hình dược thiết kế lên thiết bị KNX hệ thống thông qua hệ thống mạng khơng dây mạng nội Hình 7.10: Liên kết đối tượng nhóm sản phẩm KNX với địa nhóm Sau tải liệu lên thiết bị KNX hệ thống, thực thao tác đóng mở điều khiển độ sáng đèn nút cảm biến Khi tác động nút nhấn 01 thiết bị phát tín hiệu hồng ngoại 6010-25 ngữ cảnh gọi lên Khi đèn gắn với ngõ A, B, C thiết bị SA/S 4.6.1.1 sáng tắt theo thứ tự sáng, tắt sáng Các đèn gắn với ngõ A, B, C thiết bị UD/S 4.315.2 sáng với cường độ 50%, 70% 100% 62 Hình 7.11: Các đèn hoạt động theo ngữ cảnh 63 BÀI 7: VẬN HÀNH HỆ THỐNG ABB-WELCOME 1) Hệ thống liên lạc nội ABB-WELCOME: Hình 8.1: Hệ thống chng hình ABB Welcome Hệ thống chng hình ABB bao gồm Bộ nguồn, IP Gateway, M2302 Gate, M2300 Controller, Gate Station, Color screen, M2303 Guard Unit, Camera Lock Hệ thống giao tiếp từ ABB, thương hiệu hàng đầu cơng nghệ gia đình giải pháp sáng tạo cho tự động hóa tịa nhà thơng minh Các sản phẩm Hệ thống chng hình bổ sung phạm vi toàn diện cách thực tế, đặt tiêu chuẩn hệ thống tồn diện Nó kết hợp thiết kế hồn hảo, tiện nghi, hiệu an tồn Khơng gian sống thiết kế đồng quán Từ ánh sáng chuyển sang truyền thông cửa, bên bên Giải pháp phù hợp cho yêu cầu Với phạm vi rộng sản phẩm thiết kế tốt, giao tiếp cửa tối ưu thực thực tế cho tất loại tịa nhà Khơng có nỗ lực lớn kỹ thuật bus dây Và luôn với vật liệu chất lượng cao kết hợp cẩn thận Điều làm cho lý tưởng Hệ thống chuông hình sử dụng tịa 64 nhà việc hội nhập sau trình đại hoá tất loại nhà ở, hộ Các hệ thống chng hình cung cấp giải pháp linh hoạt Lập kế hoạch thực đơn giản cho bạn cài đặt vận hành Kỹ thuật bus dây giúp bố trí phù hợp - để đáp ứng đầy đủ yêu cầu người sử dụng Các hệ thống chng hình ABB bao gồm điều khiển hệ thống, trạm ngồi trời trạm nhà Trong hình 1, có ba trạm nhà lắp đặt nhà Khi khách truy cập đổ chng trạm ngồi trời ABB-Welcome, gọi trả lời ABB-WelcomeTouch, nhà trạm âm hệ thống chuông hình với hình hiển thị trạm âm nhà ABB Welcome với điện thoại Việc trang bị thêm hệ thống chng hình ngơi nhà nhiều tầng với hệ thống dây điện có dễ dàng Ngay hệ thống chuông đơn giản chuyển đổi sang âm video Tùy thuộc vào điều kiện, đề nghị sử dụng thiết bị có sử dụng nguồn điện gia tăng Dây điện tách tầng, nơi có hộ có - đến nơi gắn trạm âm nhà với điện thoại Người sử dụng trả lời gọi đến, mở cửa bật đèn cầu thang Cũng sử dụng nút gọi tầng Đây kết nối với trạm nhà 2) Nội dung thực hành: Thực cài đặt hệ thống chng hình với chức kết nối điều khiển từ xa thông qua điện thoại thông minh 2.1 Đăng nhập vào hệ thống: Đăng nhập vào hệ thống ABB-WELCOME với username: admin password: admin 65 Hình 8.2: đăng nhập vào hệ thống 2.2 Đăng nhập tài khoản cá nhân: Để thực chức điều khiển từ xa qua thiết bị thông minh, người sử dụng cần tạo tài khoản cá nhân trang chủ ABB địa chỉ: https://eu.mybuildings.abb.com/en_US/user/login/ Hình 8.3: Trang chủ tạo tài khoản cá nhân ABB Sau tạo tài khoản cá nhân, đăng nhập vào hệ thống mục Portal Login: 66 Hình 8.4: Đăng nhập tài khoản cá nhân vào hệ thống Kiểm tra việc đăng nhập thành cơng mục Network Information Hình 8.5: kiểm tra thông tin đăng nhập vào hệ thống 67 2.3 Tải phần mềm ABB-Welcome thiết bị di động: Tải phần mềm ABB-Welcome thiết bị di động Hình 8.6: Phần mềm ABB-Welcome Đăng nhập vào phần mềm với tài khoản chung với tài khoản đăng nhập vào hệ thống: 68 Hình 8.7: Đăng nhập vào phần mềm Tiến hành kết nối thiết bị di động hệ thống cách vào mục Manage IPGW, thực yêu cầu đồng với hệ thống Khi hệ thống xuất tín hiệu thiết bị di động yêu cầu đồng với hệ thống: 69 Hình 8.8: Yêu cầu đồng từ thiết bị di động Thực đồng thiết bị di động hệ thống: vào mục handle, cấu hình đồng bộ: Hình 8.9: cấu hình đồng 70 Nhập mật đồng bộ: mật lấy từ phần mềm thiết bị di động: Hình 8.10: Nhập mật Kiểm tra kết đồng thiết bị di động hệ thống: Hình 8.11: trạng thái đồng thiết bị di động hệ thống 71 Sau thực đồng thiết bị di động hệ thống, thực gọi từ hệ thống chng hình ngồi cửa vào nhà, thiết bị di động đồng hóa nhận tín hiệu hình ảnh từ người gọi đến, giúp chủ nhà giao tiếp thực lệnh mở cửa từ xa Hình 8.12: giao diện giao tiếp điện thoại di động 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KNX Association, KNX Basic Course Documentation, 01-2015 [2] KNX Association, KNX Advanced Course Documentation, 11-2013 [3] EasyMOBIZ mobile IT solutions GmbH, AyControl Editor Documentation, 14-08-2018 [4] European EMC Directive, Standards EN 50081-2 and EN 50082-2: Industria Level [5] https://new.abb.com/buildings/smarter-home [6] https://new.abb.com/low-voltage/products/building-automation/product-range/abb-i-busknx [7] http://nhathongminhknx.net/chuan-nha-thong-minh-eibknx.html [8] https://www.knxvietnam.vn LỜI CẢM ƠN Giáo trình tài trợ kinh phí nghiên cứu từ trường đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Mã số đề tài: 182.Đ04 73 ... cho nhà thông minh Sự an tồn an ninh ngơi nhà ln ưu tiên đặt lên hàng đầu Hệ thống cửa vào thông minh thành phần quan trọng nhà thông minh Hệ thống không giúp bạn cảm thấy hài lịng vào khỏi nhà, ... VẬN HÀNH HỆ THỐNG ABB-Welcome 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ THƠNG MINH: 1.1 Hệ thống nhà thơng minh Ngày nay, nhu cầu việc xây dựng hệ thống nhà thông minh. .. thống nhà Hệ thống nhà thông minh giúp tối ưu hóa cách thức hoạt động thời điểm sử dụng lượng, kết nối thiết bị nhà với hệ thống thông tin giúp bạn điều khiển thiết bị từ nơi điện thoại thông minh