Prezentowany projekt łączy podstawowe funkcjonalności systemu automatyki domowej z implementacją sterowania centralnym ogrzewaniem, systemem alarmowym oraz symulatorem obecności domowników. Głównym elementem jest sterownik PLC IDEC SmartAXIS FT1A-H40RSA. Schemat blokowy systemu został przedstawiony na rysunku:
Automatyka domowa:
- załączanie oświetlenia w pomieszczeniach w następstwie wciśnięcia przycisku naściennego lub wykrycia ruchu w pomieszczeniu za pomocą czujnika PIR, po zapadnięciu zmroku,
- rejestrowanie wciśnięcia przycisku dzwonka przy bramie,
- zdalne monitorowanie i sterowanie podłączonymi do systemu urządzeniami za pomocą komputera PC/tabletu podłączonego do sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu MODBUS.
Automatyka centralnego ogrzewania:
- pomiar temperatury na zewnątrz domu, czujnik powinien być umieszczony 2 metry nad ziemią w cieniu,
- pomiar temperatury w mieszkaniu,
- pomiar temperatury na wymiennikach ciepła: centralnego ogrzewania (C.O.) i ciepłej wody (C.W.), w celu zabezpieczenia ich przed przegrzaniem,
- sterowanie zaworami elektromagnetycznymi doprowadzającymi wodę do wymienników oraz pompą w obiegu centralnego ogrzewania,
- sterowanie dodatkowym ogrzewaczem elektrycznym ciepłej wody posiadającym dwie grzałki o różnych mocach. Urządzenie posiada czujnik przepływu wody, który został wykorzystany do sygnalizacji konieczności podgrzania ciepłej wody użytkowej,
- dostosowanie cykli grzewczych w celu utrzymania ustalonej temperatury w mieszkaniu,
- w celu oszczędności energii przewidziano możliwość załączania wymiennika C.W. tylko w przypadku odkręcenia kranu z ciepłą wodą. Wymaga to monitorowania przed wymiennikiem C.W. przepływu doprowadzanej do ogrzewania wody przez np. pomiar jej ciśnienia. Najłatwiej jest to zrealizować wykorzystując czujnik z dodatkowego ogrzewacza elektrycznego, który znajduje się za wymiennikiem, w mieszkaniu. W lecie zamiast załączania wymiennika C.W. można używać wyłącznie jednej grzałki o najmniejszej mocy. Dodatkowo mierzony jest czas nieprzerwalnego użycia ciepłej wody, gdy jest on dłuższy niż 2 minuty nastąpi załączenie wymiennika C.W. a następnie po kolejnych 30 sekundach wyłączenie ogrzewacza elektrycznego. Po zakręceniu kranu wymiennik jest odcinany, a licznik sterownika zerowany. Podgrzana w wymienniku C.W. woda pojawia się znacznie później niż pochodząca z ogrzewacza elektrycznego. Ogrzewacz elektryczny powinien być stosowany przy podgrzewaniu wody do mycia rąk, natomiast w przypadku dłuższego używania ciepłej wody (kąpiel, prysznic) właściwsze jest ogrzewanie przez wymiennik C.W.
System alarmowy:
- monitorowanie otwarcia drzwi wejściowych, balkonowych oraz okien,
- wykrywanie ruchu w mieszkaniu oraz na balkonie,
- włącznie alarmu w następstwie wykrycia w/w zdarzeń,
- rejestracja zdarzeń w pliku logu na karcie SD.
Symulacja obecności domowników:
- załączanie oświetlenia w pokojach,
- możliwość włączania odbiorników (pobór prądu do 10A) takich jak: radio, telewizor, wieża stereo itp.
Zdarzenia występujące w systemie alarmowym są zapisywane na umieszczonej w slocie sterownika PLC karcie pamięci SD w pliku w formacie CSV, którego analizę ułatwia specjalnie napisany program. Wartości temperatur zmierzone przez czujniki oraz ustawienia dokonane przez użytkownika są wyświetlane na ekranie 4linie x 24znaki. Dostarczony sterownik nie posiada interfejsów RS232/RS485 – na płycie czołowej umieszczono jedynie dwa puste porty dla modułów zewnętrznych, które należy dokupić osobno. Producent oferuje trzy rodzaje takich modułów.
FT1A-PC1 - RS232C
FT1A-PC2 - RS485
FT1A-PC3 - RS485
- image3.jpg (11.89KiB)Przejrzano 15002 razy
- image4.jpg (11.3KiB)Przejrzano 15002 razy
Cena każdego z tych modułów wynosi około 28$. W sterowniku zainstalowano 100Mb interfejs sieci Ethernet, co pozwala na tworzenie systemów nadzorowanych lokalnie z mieszkania za pomocą np. tabletu lub zdalnie z sieci Internet.
Wysyłanie wiadomości SMS z komunikatami dla sterownika i odczytywanie zwrotnej odpowiedzi na telefonie komórkowym jest dość uciążliwe. Znacznie wygodniej jest wykorzystać to tego celu łatwiejszą w obsłudze aplikację z graficznym interfejsem użytkownika (GUI) opracowaną dla smartfonu lub tabletu. Użytkownik może nie tylko przesyłać polecenia do systemu ale też szybko sprawdzić jego stan. Opracowany dla systemu Windows program umożliwia pełną kontrolę nad podłączonymi urządzeniami.
2. Uproszczony schemat węzła cieplnego
Sposób podłączenia elementów systemu przedstawia rysunek:
do wejść cyfrowych:
- czujnik otwarcia drzwi wejściowych,
- czujnik otwarcia drzwi balkonowych,
- czujnik otwarcia okien,
- przycisk dzwonka,
- siedem czujników ruchu,
- włączniki manualnego załączania oświetlenia w sześciu pomieszczeniach,
- czujnik przepływu wody przez podgrzewacz elektryczny;
do wejść analogowych:
- czujnik zmierzchu,
- cztery czujniki temperatury (na zewnątrz, w wybranym pomieszczeniu, oraz dwa przymocowane do wymienników ciepła),
- potencjometr aktywujący i deaktywujący system alarmowy;
do wyjść przekaźnikowych 2A:
- sterowanie dwoma elektrozaworami,
- sterowanie oświetleniem w sześciu pomieszczeniach;
do wyjść przekaźnikowych 10A:
- sterowanie grupą urządzeń symulujących obecność domowników (radio, telewizor, wieża CD),
- sterowanie pompą obiegu centralnego ogrzewania,
- sterowanie elektrycznym podgrzewaczem wody (2 grzałki o różnych mocach);
do wyjść tranzystorowych
- syrena alarmowa.