Domotica e Building Automation

Domotica e Building Automation (4)

Smart Lighting : "la luce che ti segue" e le altre soluzioni Disano - Fosnova.

Questo articolo è un'integrazione ai sistemi presentati nella panoramica sullo Smart Lighting e vuole presentare il sistema multisensore di Disano - Fosnova , denominato "La luce che ti segue" ( " The Light that follows you around " ) , oltre ad altre soluzioni adottate dal gruppo Disano.

Il sistema in questione è molto interessante perché consiste nel creare una rete di multisensori da integrare negli apparecchi di illuminazione . Ciascun multisensore è costituito da :

- un sensore di movimenti
- un trasmettitore ad infrarossi
- un ricevitore ad infrarossi
- un sensore di luminosità
- un microprocessore che implementa la logica di sistema , interpretando ed elaborando i segnali provenienti dai sistemi suddetti

La rete di multisensori che si viene a creare quando sono presenti più apparecchi dotati di questo sistema fa si che , quando una persona si avvicina ad uno dei multisensori , questo accende il relativo apparecchio impostandolo su un determinato livello di luminosità e inviando un segnale a infrarossi ai multisensori presenti ad una certa distanza , che si accenderanno su livelli di luminosità inferiori . Queste accensioni e comunicazioni si modificheranno con lo spostamento della persona , determinando appunto un effetto di "illuminazione intelligente che segue l'utente" . 



Il sistema viene implementato sugli apparecchi di illuminazione da interno Disano , in particolare sulla linea a Led Minicomfort , Comfort e ComfortLight . Sugli stessi sono presenti anche altri sistemi avanzati per l'illuminazione intelligente e il risparmio energetico :

- la dimmerazione 1-10V che permette di regolare la luminosità fino a un minimo del 10%
- la dimmerazione DALI , per regolare l'emissione in modo preciso grazie al bus DALI
- i sensori di presenza e luminosità , sicuramente più semplici rispetto ai multisensori ma facili di usare , sicuri e pratici.

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KNX Easy Mode e System Mode : Le modalità di configurazione Konnex

Nel precedente articolo si è parlato di come lo standard Konnex sia nato a fine anni '90 con un progetto di convergenza degli standard EIB ( European Installation Bus ) , Batibus ed EHS ( European Home System ) verso un unico standard. Ciascuno di questi sistemi bus aveva proprie peculiarità e punti di forza e il progetto di convergenza è stato condotto con intelligenza cercando di mantenere i punti di forza di questi tre standard.

Questo modus operandi ha lasciato in "eredità" al Konnex , oltre ad una pluralità di mezzi fisici ( benché il twisted pair resti di gran lunga quello più utilizzato ) , anche le modalità di configurazione che sono definite Easy Mode , System Mode , Auto Mode :

- KNX System Mode ( abbreviato S-Mode ) è la modalità di configurazione che necessita di ETS , il software di programmazione ufficiale KNX e permette la massima funzionalità dei dispositivi. La modalità System Mode è quella che ha ripreso le caratteristiche di configurazione di EIB ed è ideale per impianti di medio-grandi dimensioni , potendo gestire fino a 65.000 dispositivi indirizzabili . Questa modalità di configurazione è rivolta ai system integrator con conoscenze approfondite del software ETS e delle specifiche dello standard Konnex . L'associazione KNX si occupa direttamente della formazione e dell'aggiornamento dei system integrator , rilasciando le qualifiche di KNX Partner e KNX Tutor.

KNX Easy Mode ( abbreviato E-Mode ) è la modalità di configurazione che , limitando in parte lo spettro di funzioni disponibili , permette però di configurare i dispositivi agendo direttamente sugli stessi come era possibile fare con lo standard Batibus . E' la modalità ideale per impianti medio-piccoli ( prevalentemente di tipo domestico o piccolo terziario ) , dove la configurazione può essere fatta direttamente dall'installatore. Quanto l'apertura al mercato degli installatori e dell'impiantistica elettrica sia importante dal punto di vista commerciale lo testimonia il nome dei produttori che hanno a catalogo una gamma di dispositivi Easy-KNX : in Italia Gewiss , Vimar , Hager . Del resto un grande produttore come Bticino ha fatto sulla semplicità di installazione e di configurazione le fortune e la grande diffusione del proprio standard proprietario SCS - My Home , prima di aggiungere a catalogo anche prodotti KNX .

Un particolare di un dispositivo di comando della linea Chorus Easy KNX di GewissUn particolare di un dispositivo di comando della linea Chorus Easy KNX di Gewiss

KNX Auto Mode ( abbreviato A-Mode ) è infine la modalità di configurazione automatica che riprende le funzionalità Plug & Play dello standard EHS . In questa modalità i parametri di funzionamento sono in larga parte già preimpostati e il sistema si autoconfigura una volta connesso al bus. Si intuisce come questa modalità di configurazione è rivolta principalmente all'utilizzatore finale , che si trova a dover collegare al bus KNX nuovi dispositivi , spesso elettrodomestici .

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Domotica e Building automation : cos'è lo Standard Konnex ( KNX ) . Storia della convergenza tra EIB , Batibus e EHS.

Lo standard KNX è oggi il principale standard di domotica e building automation in Europa e , volendo fare una rapida panoramica dell'evoluzione tecnologica che ha portato l'automazione degli edifici all'attuale stato dell'arte , possiamo dire che KNX rappresenta l'ultimo stadio di una processo di convergenza durato diversi decenni e che , per semplificare , potremmo rappresentare in 4 stadi :

1) Un primo stadio che potremmo definire di "intelligenza distribuita ma non connessa" è stato quello della diffusione dell'elettronica nei dispositivi di controllo delle utenze elettriche. La grande diffusione , miniaturizzazione , standardizzazione di dispositivi logici e microcontrollori ha permesso di integrare, con costi relativamente contenuti, sistemi logici all'interno di orologi programmatori , regolatori di luminosità , rilevatori di presenza , termostati e regolatori di temperatura , ecc.  In una prima fase questi dispositivi risultavano però tra loro isolati .

2) I vantaggi derivanti dalla possibilità di far comunicare questi dispositivi fra loro e con sistemi di controllo più complessi sono stati presto compresi dai produttori e ciascuno di loro ha iniziato a introdurre sistemi bus che permettessero la comunicazione fra vari dispositivi di uno stesso impianto ( illuminazione , climatizzazione , antintrusione , controllo accessi ) o fra impianti diversi , nel caso in cui i dispositivi di impianti diversi fossero stati nel catalogo dello stesso produttore ( o nel raro caso di collaborazioni fra produttori diversi ) . Questo secondo stadio potrebbe essere definito dell'intelligenza distribuita e connessa in forma chiusa.

3) Il terzo stadio è quello in cui produttori diversi hanno deciso di convergere su standard comuni che permettessero una reale e completa interazione fra dispositivi di impianti diversi e di produttori diversi. Questo stadio si è avuto sia con la nascita di standard appositi ( è il caso di EIB , EHS , Batibus ad inizio anni '90 , di cui si parlerà fra poco ) , sia appoggiandosi a protocolli nativi di altri settori ( si pensi a Modbus o Lonworks per l'automazione industriale o Ethernet per le reti dati ) , sia infine mediante la creazione di interfacce che permettessero agli standard proprietari di comunicare con il crescente numero di dispositivi appartenenti agli standard aperti. Quest'ultima soluzione è stata quella di produttori che , partiti inizialmente con standard proprietari , hanno dovuto necessariamente prevedere la necessità di interfacciarsi con il crescente numero di dispositivi appartenenti agli standard aperti .

Esempi di standard costituiti da associazioni di produttori diversi sono stati EIB , Batibus ed EHS :

EIB è l'acronimo di European Installation Bus , promosso dall'omonima associazione EIBA ( European Installation Bus Association ) , che nel 1990 ha raccolto produttori di primaria importanza nel settore dell'impiantistica elettrica europea. Per avere un riferimento quantitativo , le aziende associate EIBA erano 130 e coprivano quasi l'80% del mercato elettrico europeo. In Italia , l'EIBA si è costituita nel 1994 in EIBA Italia grazie ad aziende quali ABB , Gewiss , Vimar , Siemens . Come livello fisico , EIB permetteva diverse realizzazioni che oggi sono di KNX : doppino , ethernet , onde convogliate , infrarossi e radiofrequenza.

 

Batibus , che dell'idea di EIB era un precursore , essendo stato codificato un anno prima ( 1989 ) , ma con aziende che pur molto importanti coprivano una fetta di mercato inferiore : Merlin Gerin ( confluita nel 1992 nel gruppo Schneider Electric ) , Airelec, EDF e Landis & Gy . Rispetto a EIB , Batibus era più rigido dal punto di vista del mezzo fisico , appoggiandosi sostanzialmente solo su un doppino telefonico.

EHS sta per European Home System e , come EIB è stato promosso dall'EIBA , così EHS è stato promosso da EHSA , associazione di costruttori che rispetto all'EIBA racchiudeva anche molti produttori di elettrodomestici e sistemi di telecomunicazione. Tra le peculiarità di EHS , oltre alla possibilità di diversi mezzi fisici come per EIB ( doppino , onde convogliate , radiofrequenza , ecc ) , anche la funzione Plug & Play dei dispositivi che si collegano al bus , che ne permette la configurazione immediata appena si collegano al bus.

4) il quarto e ultimo stadio è stato quello del "progetto convergenza" avviato negli anni 1998 e 1999 , in cui questi tre standard , EIB , Batibus e EHS , sono confluiti in Konnex ( KNX ) diventando lo standard de facto per la domotica e la building automation , tanto da essere riconosciuto come standard dal CEN ( norme CEI-EN 50090 - EN 13321-1 ) e dall'ISO ( ISO/IEC 14543 ) .

Questa breve panoramica sui tre standard che sono confluiti in Konnex , spiegano anche l'aspetto grafico del logo della Konnex association , che racchiude i tre simboli sotto un arco comune . Arco che , nella forma e nei colori , viene ripreso anche nel logo dello standard KNX , ma senza il richiamo esplicito ai tre standard originali del progetto convergenza.

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Panoramica Smart Lighting ( Illuminazione intelligente ) : DALI , KNX , Philps Hue, Apple Homekit

L'illuminazione intelligente o Smart Lighting è il riflesso di un fenomeno in costante crescita in ambito tecnologico negli ultimi decenni : l'intelligenza distribuita , che porta sempre più spesso a trovare dispositivi logici e a processore all'interno di altri dispositivi elettrici o elettromeccanici , grazie alla grande diffusione dell'elettronica e dei dispositivi di controllo , con relativa ulteriore miniaturizzazione , economia di scala e standardizzazione.

Elettrodomestici , automobili , hi-fi , non potevano mancare i corpi illuminanti o i loro dispositivi di comando. Si va dai semplici rivelatori di presenza stand alone , cioè che comandano un singolo punto luce , ai dimmer anche con telecomando wireless , ai sensori avanzati che combinano rivelatori di presenza e livello di illuminamento , per finire coi sistemi collegati ai bus domotici che ne comandano accensione e ne rilevano lo stato. E' tale la diffusione ormai dei sistemi a bus nell'illuminazione che anche i blindo luce , le linee di alimentazione e ancoraggio dei corpi illuminanti nel settore industriale e terziario , prevedono spesso una specifica linea di conduttori dedicata al bus.

Gli obiettivi dell'illuminazione intelligente sono per certi versi simili a quelli degli edifici intelligenti : comfort , controllo centralizzato e soprattutto risparmio energetico , dovuto alla possibilità di emettere luce e quindi consumare energia solo quando e dove serve , ancora di più se questa emissione è data da sorgenti efficaci e dai rendimenti alti come l'illuminazione a Led. Infatti sul consumo energetico complessivo di un edificio , mediamente il 35% è dovuto all'illuminazione e il ricorso a sistemi di Smart Lighting permettono di risparmiare fino al 20% dell'energia totale.

Vediamo alcuni dei sistemi di Smart Lighting presenti sul mercato , confrontandone costi e prestazioni : 

La capillarità della richiesta di Illuminazione Smart è dimostrata dall'impegno in questo campo di multinazionali per le quali l'illuminazione non è specificamente il Core Business , come nel caso del colosso svedese dell'arredamento e dei prodotti per la casa , Ikea : il sistema Illuminazione Smart di Ikea è estremamente semplice e prevede la possibilità di comandare le luci con un telecomando wireless ( fino a 10 luci per lo stesso telecomando ) , prevedendo anche la possibilità di dimmerare le stesse e di regolare la temperatura di colore , per creare scenari e atmosfere desiderati.

Molto semplice anche il sistema Philips Hue , anch'esso introdotto nel mercato da una grande multinazionale , ma specifica del settore illuminazione come Philips. Anche in questo caso fra le funzioni principali il comando wireless delle luci , la dimmerazione , la gestione del colore , i sensori di movimento , ecc . Tra le funzioni importanti di Philips Hue anche la possibilità di interfacciarsi con il sistema Apple Homekit , che permette il controllo della casa tramite Iphone , Ipad o Mac .

Più specifico ma ancora relativamente semplice è il bus DALI Digital Addressable Lighting Interface ) , uno standard di comunicazione internazionale specifico per l'illuminazione , adottato da quasi tutte le case produttrici e integrato nei reattori elettronici delle lampade. DALI ha raggiunto una grande diffusione grazie ai costi contenuti ( i messaggi scambiati sono molto semplice e non è necessario neanche il doppino intrecciato ma due semplici conduttori ) e alla robustezza del protocollo ( sono tollerate anche cadute di tensioni percentualmente rilevanti , senza che vi sia errore nel riconoscimento dei livelli logici ) . Queste caratteristiche , unite alla sua esclusiva applicazione agli impianti di illuminazione, gli permettono di essere una infrastruttura bus di livello base da interfacciamento a livello superiore con sistemi bus più complessi , grazie a gateway che ne permettono la connessione a standard di Home Automation e Building Automation come KNX e LON .

I bus domotici , infatti , prevedono a loro volta componenti per il controllo luci , la dimmerazione , la gestione degli scenari ma spesso inseriti in sistemi più complessi come impianti di climatizzazione , controllo accessi , energy management . Il bus DALI può indirizzare fino a 64 dispositivi , come i dispositivi collegabili su una linea Konnex , ma le linee KNX si possono accoppiare in aree e le aree possono a loro volta essere raggruppate , andando a comporre sistemi con decine di migliaia di indirizzi. Inoltre i dispositivi KNX e degli standard più complessi sono mediamente più costosi , perché la logica di accoppiamento al bus deve essere più elaborata : questo dettaglio può fare la differenza sul costo totale dell'impianto quando si devono controllare migliaia di punti luce.

Un'azienda che propone un ampio spettro di prodotti che spazia dalle soluzioni stand alone a quelle centralizzate è la Bticino , che va dal controllo luci stand alone , con gli switch sensor base ( sensori per la gestione di un singolo circuito in aree senza apporto di luce naturale ) e gli switch sensor avanzati ( gestione di un singolo circuito in aree con apporto di luce naturale ) , ai sistemi bus , sia con il sistema proprietaro SCS - My Home , che con ii prodotti marchiati KNX al cui consorzio anche il gruppo Legrand-Bticino prende parte e di cui è disponibile una linea a catalogo. 

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