CHƯƠNG 2 : TIÊU CHUẨN KNX
2.5 Các giải pháp của KNX
Hình 2- 7 Các giải pháp của hệ thống KNX ➢ Rèm cửa tự động
➢ Chiếu sáng thông minh
➢ Bình nóng lạnh
➢ Hệ thống báo cháy tự động
➢ Hệ thống giám sát ngôi nhà
➢ Hệ thống tưới nước tự động
2.6 Lắp đặt hệ thống KNX
− Hai thiết bị STNs các thể phối hợp với nhau bằng nguồn cấp thông qua bus nhánh với các quy mô nhỏ. Các bus cài đặt dần sẽ tương thích với quy mô của hệ thống và các chức năng cần thiết, có thể mở rộng lên đến 45,000 thiết bị.
− Đường bus của KNX/EIB có thể được đặt theo cách gần như bất kỳ. Cấu trúc liên kết tuyến có thể nối tiếp, hình sao, hình cây. Nhưng không thể theo kiểu mạch khép kín KNX/EIB không yêu cầu thiết bị điện trở đầu cuối.
− Độ dài tối đa trong một nhánh không được vượt quá mức cho phép sau:
− Nguồn điện cung cấp xa nhất cho thiết bị: Tối đa là 350 m.
− Khoảng cách xa nhất giữa hai thiết bị: Tối đa là 700 m.
− Tổng chiều dài một tuyến: Tối đa là 1000 m.
− Khoảng cách tối thiểu giữa hai nguồn điện: Tối thiểu là 200 m.
− Cấu trúc phân bố cho nhiều tuyến
− Nếu có nhiều hơn 64 thiết bị, với số lượng như vậy hệ thống cần thêm ít nhất là một bộ tách tuyến, các tuyến được kết nối với nhau bằng phương tiện của một bộ ghép nối. Tuyến chính cũng yêu cầu được cung cấp nguồn, đó cũng đòi hỏi một nguồn cung cấp năng lượng. Trục chính đường hình thành từ các bộ phân nhánh.
− Trong thực tế, một nhánh mới được cấu hình với sối lượng ít hơn 64, do đó việc bổ xung thêm một thiết bị không nhất thiết phải ngay lập tức lắp đặt thêm một tuyến mới.
− Có thể lên đến 15 tuyến chính được kết hợp lại thành một vùng.
− Số lượng lớn nhất có thể cho một tuyến của KNX/EIB lên đến 64 thiết bị, trong trường hợp với số lượng lớn hơn, cấu trúc liên kết có thể được mở rộng tối đa lên đến 255 thiết bị trên một tuyến. Việc mở rộng cần đến bộ lặp lại (Repeater). Về mặt toán học, hệ thống có thể đạt tối đa 45.900 thiết bị cho một hệ thống KNX/EIB:
− 255 (thiết bị/ nhánh) x 12 (nhánh/khu vực) x 15 (khu vực/lắp đặt) = 45.900 (thiết bị/ lắp đặt)
− Thiết kế điện
− Thiết kế với KNX/EIB có đôi chút khác biệt so với việc thiết kế dựa trên các kỹ thuật thông thường. Có hai điểm khác biệt chính, cần xem xét:
− Đặc tính kỹ thuật phải bao gồm các mô tả chi tiết chức năng. Các chức năng được mô tả này cho phép chủ đầu tư có thể để ước lượng đầu vào cần thiết cho dự án đang được đầu tư xây dựng.
− Mặt bằng bản vẽ thiết kế KNX/EIB sẽ được thể hiện sơ đồ nguyên lý tổng thể và sơ đồ điều khiển. Đồng thời cung cấp thêm thông tin về tiến độ, mức đầu tư và quy mô đầu tư của dự án.
− Khuyến cáo về thiết kế với KNX/EIB. Thực tế cho thấy rằng việc thiếu kinh nghiệm thường dẫn đến việc đưa hệ thống KNX/EIB thành một mục riêng. Điều này dẫn đến những bất lợi sau:
− Khó khăn trong đấu thầu thi công lắp đặt, bởi có nhiều mối tương quan giữa các nhóm thi công lắp đặt.
2.7 Ứng dụng và lợi ích của hệ thống KNX 2.7.1 Ứng dụng
Từ khu phức hợp văn phòng cho đến căn hộ đơn giản, bất kể loại tòa nhà nào, KNX mở ra những cơ hội hoàn chỉnh cho việc xây dựng các hệ thống quản lý với mức chi phí hợp lý. KNX có thể cung cấp các giải pháp được hiệu quả đáng kể chỉ với kỹ thuật lắp đặt thông thường. Thông qua một bảng điều khiển đơn lẻ, tất cả các thiết bị trong nhà hoặc tòa nhà có thể được kiểm soát. Từ hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều khiển truy cập đến điều khiển từ xa của tất cả các thiết bị gia đình, KNX cho phép người dùng điều khiển thiết bị bằng những cách hoàn toàn mới, an toàn và tiết kiệm năng lượng trong nhà hoặc tòa nhà đáng kể… Không chỉ với người dùng, KNX mang lại những lợi ích thực sự cho kiến trúc sư, nhà thiết kế và nhà thầu, và trên hết là để xây dựng chủ sở hữu và/hoặc người sử dụng.
Hàng triệu hệ thống KNX thành công được tìm thấy không chỉ ở khắp Châu Âu mà còn ở miền Viễn Đông, Bắc và Nam Mỹ – một minh chứng cho độ phủ sóng của KNX.
Hơn 370 công ty thành viên của KNX trên toàn thế giới cung cấp hơn 7.000 nhóm sản phẩm được chứng nhận KNX trong catalog của họ, từ các lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
2.7.2 Lợi ích
− Chi phí vận hành thấp tạo ra tiết kiệm năng lượng đáng kể: Một ví dụ đơn giản với đèn. Đèn chỉ được bật khi cần thiết tùy theo giờ hoặc theo cảm biến chuyển động được cài đặt trước đó với cường độ ánh sáng cũng được kiểm soát tự động theo cường độ ánh sáng trong ngày, do đó duy trì độ sáng tối thiểu được chỉ định ở mỗi nơi làm việc và giảm tiêu thụ năng lượng.
− Tiết kiệm thời gian: Liên kết các thiết bị kết nối với một hệ thống phân phối giúp giảm đáng kể thời gian thiết kế và lắp đặt. Một nhà sản xuất độc quyền và lĩnh vực ứng dụng độc lập Engineering Tool Software (ETS) cho phép thiết kế, kỹ thuật và cấu hình của các cài đặt có chứa sản phẩm được chứng nhận KNX. Vì công cụ là nhà sản xuất độc lập, nên nhà tích hợp hệ thống có thể kết hợp các sản phẩm của các nhà sản xuất khác nhau với các phương tiện truyền thông khác nhau (cặp xoắn, tần số vô tuyến, đường dây điện hoặc IP / Ethernet).
− Linh hoạt và khả năng thích ứng với sự phát triển trong tương lai: Một hệ thống KNX có thể dễ dàng thích nghi với các ứng dụng mới và có thể dễ dàng mở rộng. Các thành phần mới có thể dễ dàng kết nối với cài đặt hệ thống phân phối hiện có.
− An toàn cao nhất cho người sử dụng điện: Các công tắc điện dùng nguồn cấp 24V DC là điện áp an toàn, không nguy hiểm (SELV) theo tiêu chuẩn của Châu Âu.
− Kiểu dáng sang trọng: Các công tắc thông minh được thiết kế trang nhã và sang trọng phù hợp với bất cứ kiểu nội thất nào của ngôi nhà.
− Tính linh hoạt cao: Có thể thay đổi chức năng sử dụng cũng như chức năng điều khiển rất đơn giản bất cứ lúc nào mà không cần đi lại dây.
− Kịch bản không giới hạn: Điều khiển và phối hợp nhiều chức năng trong nhà với nhau theo các kịch bản phong phú. Các kịch bản chiếu sáng, báo cháy, chống trộm, điều khiển cửa ra vào, gara, cửa sổ, rèm che cửa, bơm nước, hệ thống camera quan sát, hệ thống nghe-nhìn (audio-video) trong nhà.
− Ổn định với độ tin cậy cao: Các thiết bị được sản xuất tại Đức và châu Âu, đã qua những công đoạn kiểm tra rất ngặt nghèo trước khi xuất xưởng.
− Đã được nhiệt đới hoá theo đúng tiêu chuẩn Châu Âu phù hợp với mọi khí hậu và thời tiết.
− Hoạt động theo ý muốn của người sử dụng: Chức năng điều khiển gần như là không có giới hạn và có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu và mơ ước của chủ nhân ngôi nhà.
2.7.3 Lý do bạn nên chọn nhà thông minh tiêu chuẩn KNX
− Công nghệ Nhà thông minh theo chuẩn KNX của hiệp hội KNX là hệ thống điều khiển tiên tiến, không cần bộ xử lý trung tâm. Hệ thống thông minh này đáp ứng được tất cả các yêu cầu mà những công trình sang trọng và hiện đại cần phải có.
− An toàn cao nhất cho người sử dụng điện. Các công tắc điện dùng nguồn cấp 24V DC là điện áp an toàn, không nguy hiểm (SELV) theo tiêu chuẩn của Châu Âu.
− Với 415 nhà máy sản xuất thiết bị theo tiêu chuẩn EIB từ 30 Quốc gia mang lại giải pháp tiên tiến và hoàn hảo cho khách hàng.
− Kiểu dáng các thiết bị sang trọng, trang nhã phù hợp với nội thất của ngôi nhà.
− Làm việc ổn định với độ tin cậy cao. Các thiết bị được sản xuất tại Đức, Pháp đã qua những công đoạn kiểm tra rất ngặt nghèo trước khi xuất xưởng. Đã được nhiệt đới hóa theo đúng tiêu chuẩn Châu Âu.
− Hoạt động theo ý muốn của người sử dụng. Chức năng điều khiển gần như là không có giới hạn và có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu và mơ ước của chủ nhân ngôi nhà.
− Tính linh hoạt cao. Có thể thay đổi chức năng sử dụng cũng như chức năng điều khiển rất đơn giản bất cứ lúc nào mà không cần đi lại dây.
− Điều khiển và phối hợp nhiều chức năng trong nhà với nhau theo các kịch bản phong phú. Các kịch bản chiếu sáng, báo cháy, chống trộm, điều khiển cửa ra vào, gara, cửa sổ, rèm che cửa, bơm nước, hệ thống camera quan sát, hệ thống nghe-nhìn (audio- video) trong nhà.
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ HỆ THỐNG TÍCH HỢP TRONG NGÔI NHÀ HIỆN ĐẠI HIỆN ĐẠI
3.1 Hệ thống chiếu sáng thông minh
Hình 3- 1 Hệ thống chiếu sáng thông minh trong nhà
Hệ thống chiếu sáng trong tòa nhà phải đảm bảo thực hiện tốt các chức năng sau:
• Mô phỏng toàn bộ các tuyến chiếu sáng các khu vực hành lang của tòa nhà, khu vực nhà vệ sinh, tầng hầm, khu vực nhà ăn, sân khấu ngoài nhà nhằm theo dõi được trạng thái chiếu sáng từ phòng điều khiển trung tâm cũng như điều khiển từ xa tại phòng điều khiển trung tâm.
• Điều khiển đóng, cắt đến từng cụm chiếu sáng (theo sự phân bổ mặt bằng sử dụng) theo các tình huống: lập trình theo thời gian, chế độ khẩn cấp, chế độ sửa chữa và một số chế độ chiếu sáng được lập trình sẵn (ngày Lễ, ngày nghỉ…)
• Các thao tác đóng cắt chiếu sáng được thực hiện cả 2 chế độ: chế độ tại chỗ (theo yêu cầu người dùng) và chế độ từ xa (theo yêu cầu quản lý vận hành tòa nhà).
Hệ thống chiếu sáng thông minh đảm nhiệm:
• Điều khiển và giám sát trên điện thoại, máy tính bảng: Thay vì việc đến từng công tắc đèn để bật/tắt đèn như trước đây, thì với giải pháp chiếu sáng thông minh bạn hoàn toàn có thể điều khiển bóng đèn từ xa với một hoặc tất cả bóng đèn trong nhà chỉ với một cú chạm nhẹ vào màn hình smartphone hoặc ipad.
• Bạn có thể hẹn giờ bật tắt đèn theo thời gian bạn mong muốn chẳng hạn như các bóng đèn sẽ được tắt vào lúc 7h sáng khi bạn ra ngoài làm việc và đến 6h chiều sẽ tự động bật ,bạn sẽ không mất quá nhiều thời gian để bật tắt từng bóng.
• Hệ thống ánh sáng trong và ngoài ngôi nhà được chia thành nhiều khu vực, chỉ những khu vực nào có người đèn mới được bật sáng và tự động tắt khi không có người.
• Hơn thế nữa giải pháp nhà thông minh còn giúp bạn có thể điều chỉnh độ sáng tối theo ý thích ví dụ lúc ăn uống lúc xem ti vi, hay lúc đi ngủ…Hệ thống ánh sáng còn tự động điều chỉnh ở chế độ phù hợp theo sở thích của gia chủ như: khi tiếp khách ánh sáng ở chế độ rực rỡ, tất cả các đèn sáng lên, từ đèn trần, đèn hắt, đèn chùm, đèn tranh mức độ sáng của các hệ đèn này còn được tự động thay đổi vào mỗi thời điểm khác nhau. Chẳng hạn vào ban ngày, ánh sáng sẽ bật tự động ở mức 50% độ sáng nhưng vào buổi tối hệ thống ánh sáng sẽ bật ở mức 100% để phù hợp với nhu cầu và sinh hoạt của gia chủ, đem tới sự tiện nghi và tiết kiệm năng lượng.
Cấu trúc hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ KNX:
Trong hệ thống điện thông thường, mỗi chức năng cần có một cáp riêng và mỗi hệ thống điều khiển có một mạng riêng. Tuy vậy với mạng KNX tất cả chức năng và các quá trình đều có thể điều khiển, giám sát được sử dụng chung một cáp đơn. Điều này có nghĩa là hệ thống cấp điện có thể nối trực tiếp đến các thiết bị tiêu thụ mà không phải đi đường vòng.
Hình 3- 2 Hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ KNX
Ưu điểm của hệ thống là lắp đặt các thiết bị trong toà nhà khá đơn giản nhưng cũng rất dễ dàng khi mở rộng cũng như thay đổi. Nếu mục đích sử dụng hay cấu trúc trong toà nhà có thay đổi, hệ thống mạng KNX cũng dễ dàng sửa lại cho phù hợp bằng cách thay đổi các thông số của các thiết bị mà không cần phải đi thêm dây. Lợi thế lớn nữa là trên mạng KNX có thể lắp xen lẫn hoặc bổ sung rất nhiều thiết bị của các nhà sản xuất thành viên của Hiệp hội KNX. Điều đó tạo lợi ích cao nhất cho người sử dụng.
Các thông số này có thể đặt lại bằng cách nối máy tính với hệ thống mạng KNX và sử dụng phần mềm ETS để cấu hình và đưa thiết bị vào hoạt động. Phần mềm ETS được phát triển chung cho tất cả các nhà sản xuất của hiệp hội KNX.
Hình 3- 3 Hệ thống điện chiếu sáng thông thường
Với việc bổ sung nâng cao sự tiện lợi, hiệu quả trong bảo toàn năng lượng cũng như nâng cao về mặt an toàn và độ ổn định, hệ thống điện thông minh có cấu trúc dạng KNX đã mang lại cho công trình với tất cả những lợi thế kể trên. Hệ thống được cấu trúc cho 3 chế độ làm việc điều khiển giám sát chiếu sáng. Chế độ điều khiển cục bộ sẽ tạo ra tính chủ động cho mỗi phòng, điều khiển theo vùng sẽ mang lại sự chủ động cho từng tầng, trong khi đó điều khiển trung tâm đặt tại phòng điều hành công trình sẽ quản lí toàn bộ toàn nhà. Chúng ta cũng có thể điều khiển, giám sát chiếu sáng cũng như lập trình để thay đổi chương trình ứng dụng khi cần thiết theo yêu cầu của người sử dụng. Phần mềm ETS sẽ được sử dụng để làm điều đó.
Hệ thống điều khiển chiếu sáng trong toà nhà có thể hoạt động theo mong muốn một cách dễ dàng hoặc có thể thích ứng với hệ thống điện chiếu sáng từ thời điểm này tới thời điểm khác. Một số cơ cấu chấp hành đóng cắt và bộ cấp nguồn 24 VDC cho hệ thống KNX được dùng trong các bộ điều khiển của hệ thống KNX.
3.2 Hệ thống đàm thoại chuông cửa
Hệ thống đàm thoại chuông cửa có hình (chuông hình) là hệ thống liên lạc nội bộ thông minh, hệ thống quản lý khách ra vào.
Hệ thống đàm thoại chuông cửa có hình là hệ thống dùng để quản lý cuộc gọi thực hiện ở lối vào tòa nhà (bên ngoài) đến căn hộ, biệt thự…(bên trong) thông qua phương tiện giao tiếp là âm thanh và hình ảnh. Tính năng chính của hệ thống đàm thoại chuông cửa có
hình là cho phép người bên trong nhà có thể xác định khách, và người trong nhà chỉ nói chuyện hay cho khách vào khi muốn điều đó.
Nhìn chung, hệ thống đàm thoại có hình gồm có 2 phần chính: Indoor Station và Outdoor Station
Hình 3- 4 Hệ thống đàm thoại có hình
Outdoor Station: được thiết kế để lắp đặt ngoài cửa, khu vực cách ly dành cho khách để liên lạc với bên trong. Thông thường Outdoor Station có tích hợp camera, bàn phím, microphone, nút gọi và các thiết bị đọc dữ liệu khác như: dấu vân tay, đầu đọc thẻ,…
Indoor Station: Được thiết kế để lắp đặt bên trong (phòng, trong nhà,…), thông thường indoor station là một thiết bị nhận cuộc gọi có chức năng xác nhận và ra lệnh cho phép mở cửa, có thể tích hợp màng hình cảm ứng, micro và loa.
Ứng dụng của hệ thống đàm thoại có hình thường dùng để quản lý ra vào trong các khu nhà cao tầng, khách sạn và các chung cư cao cấp. Khi đó trong hệ thống Intercom sẽ có 1 bộ trung tâm đặt tại khu vực tiếp tân hoặc phòng bảo vệ an ninh để xác nhận, cho phép