Oświetlenie i osprzęt w smart domu

Zaawansowane sterowanie oświetleniem towarzyszyło już pierwszym inteligentnym budynkom. Właściwie była to nawet podstawowa funkcja niektórych systemów tego rodzaju. Zaczęto je tworzyć dobre pół wieku temu w Stanach Zjednoczonych.

Początkowo w dużych obiektach - centrach handlowych, biurowcach, galeriach. Czyli tam, gdzie źródeł światła jest mnóstwo i trudno je ręcznie kontrolować, czyli w praktyce np. chodzić od pomieszczenia do pomieszczenia, żeby zgasić niektóre lampy, a zamiast nich włączyć inne. W domu jednorodzinnym to niezbyt wygodne, ale jeszcze do zrobienia, ale co z biurowcem? Możliwość sprawdzenia z jednego miejsca, gdzie włączone są światła, czy wyłączenia ich na noc wszystkich razem w dużych obiektach to dziś wręcz standard.

Jak to zwykle bywa, automatyka z dużych budynków czy zaawansowanych technicznie zakładów przemysłowych stopniowo przenikała do rzeczy w małej skali - domów jednorodzinnych i mieszkań. Przede wszystkim dlatego, że z czasem stawała się tańsza, a inwestorzy indywidualni coraz bardziej doceniali możliwości, które daje. No i po prostu wygodę.

W domu inteligentnym samoczynne sterowanie wieloma źródłami światła jest standardem. Co ważne, te same czujki mogą być wykorzystywane zarówno przez system alarmowy, jak i pozostałą automatykę. (fot. Satel)

Oświetlenie w smart domu to wygoda

Czasy, gdy całe oświetlenie danego pokoju stanowiła jedna lub dwie żarówki w żyrandolu, to już przeszłość. Dzisiaj zwykle mamy po kilka źródeł światła w jednym wnętrzu - główne, dodatkowe wyznaczające rozmaite strefy, dekoracyjne, czy wreszcie delikatne podświetlenie nocne. Przy tym niejednokrotnie używane są też ściemniacze, a od czasu upowszechnienia barwnych diod RGB wykorzystuje się także możliwość zmiany kolorów oświetlenia (szczególnie tego dekoracyjnego).

Mnogość źródeł światła i możliwość manipulowania jego ustawieniami to ogromny potencjał. Dobrze przemyślany sposób oświetlenia może skutecznie nadawać charakter pomieszczeniu, budować jego nastrój. Mądrze skomponowane pozwoli stworzyć w salonie odpowiedni klimat na elegancką kolację, relaksujący wieczór z książką przy kominku, seans filmowy, ale też pozwoli mocno oświetlić wszystko na czas sprzątania.

Czyli mamy zestaw kompletnie różnych sytuacji i wymagań. A przydałoby się jeszcze np. od razu zaciągnąć rolety na oknach, jeżeli akurat zechcemy oglądać film w słoneczny dzień. Konieczność ustawiania wszystkiego ręcznie, za każdym razem na nowo, po krótkim czasie spowoduje, że szybko nam się tego odechce. No przecież odblask słońca na ekranie aż tak bardzo nie przeszkadza... Przynajmniej nie na tyle, żeby chciało nam się wstać z kanapy i zasłaniać okna.

Dlatego najlepiej, żeby wszystkie te czynności przygotowawcze zrobił za nas automat, czyli właśnie system inteligentny. Dla smart domu, to przecież żaden problem, po prostu wykonanie sekwencji zaprogramowanych czynności. Zainicjować je może naciśnięcie przycisku na ścianie, użycie pilota, wybranie odpowiedniej opcji w telefonie, który zwykle mamy przecież pod ręką. Ale równie dobrze system może sam odpowiednio zareagować, choćby na to, że włączamy telewizor.

Jeżeli system inteligentny jest naprawdę dobrze zaprogramowany, to reakcja będzie adekwatna - np. okna zostaną zasłonięte, tylko jeżeli świeci w nie intensywne słońce oraz w godzinach nocnych (po zmroku). Wystarczy do tego wykorzystać sygnał z czujnika światła. Tego ostatniego nie musimy specjalnie zakładać w tym celu. Może to być czujnik, dzięki któremu i tak zapalają się wieczorem lampy na posesji. A tak przy okazji - jeżeli intensywne nasłonecznienie wykrywane jest w lecie i we wnętrzach i tak jest już ciepło, to dobrze jeżeli system inteligentnego domu zareaguje na nie przysłonięciem okien. W ten sposób unikniemy przegrzania domu.

Na tym przykładzie świetnie widać istotę działania systemów inteligentnych. Na sygnał z jednego czujnika światła słonecznego reaguje wiele urządzeń, nie tylko lampy we wnętrzach. Ponadto na bieżąco zbierane są informacje z innych źródeł (np. czujników temperatury), tak aby reakcja na zaistniałą sytuację była jak najbardziej adekwatna.

Oświetlenie w smart domu to bezpieczeństwo

Bezpieczeństwo można rozumieć bardzo różnie. To z całą pewnością ochrona przed włamaniem, ale również dbanie o to, aby mieszkańcy mogli się bez ryzyka poruszać po domu i posesji. W ramach tego powinniśmy mieć np. odpowiednio oświetlony korytarz, jeżeli w nocy zechcemy wstać do łazienki. Bezpieczne oświetlenie jest tym bardziej konieczne na schodach (ryzyko upadku!). Odpowiednie światło powinno nam towarzyszyć także, gdy chodzimy wokół domu, po ogrodzie, czy poruszamy się wieczorem pomiędzy domem i tarasem.

Bezpieczeństwo to także dobre oświetlenie wokół domu oraz symulowanie obecności mieszkańców. W ten sposób można zniechęcić potencjalnego włamywacza. (fot. Spotline)

Jeżeli wstajemy w nocy to schody powinny być oświetlone równomiernie, ale łagodnie, najlepiej tuż nad stopniami, bo wówczas nic nas nie oślepia. (fot. Zamel)

Co najistotniejsze, żeby to osiągnąć, w smart domu nie musimy tworzyć odrębnej instalacji z lampami sterowanymi czujnikami ruchu i zmierzchowymi. Wykorzystujemy te same detektory, które są częścią instalacji alarmowej. Zwykle są one znacznie lepszej jakości, niż używane tylko do włączania lamp, mogą być lepiej ustawione (lepsze pole widzenia), czy nie reagować na małe zwierzęta (np. koty). Ponadto instalacja inteligentna daje nam możliwość monitorowania stanu lamp, sprawdzenia, która się akurat włączyła.

Natomiast typowa cecha inteligentnego oświetlenia, kojarzona z zapobieganiem włamaniom, to tzw. symulacja obecności. Chodzi o takie włączanie i wyłączanie oświetlenia, żeby obserwatorowi z zewnątrz wydawało się, że ktoś w nim jest, normalnie toczy się w nim życie. Symulację obecności uruchamia się najczęściej na czas dłuższych wyjazdów. Celem jest zmylenie, a w efekcie i zniechęcenie potencjalnych włamywaczy.

Najprostsza możliwa wersja to uruchamianie niektórych lamp według tylko jednego, codziennie powtarzanego cyklu. To stosuje się czasem i w domach bez jakichkolwiek systemów automatyki, używając prostych programatorów czasowych. W domu inteligentnym może to być bardziej wyrafinowana i trudniejsza do zdemaskowania wersja. Chociażby kilka losowo powtarzanych schematów, wzbogaconych o wcześniejsze zapalanie świateł w pochmurny, deszczowy dzień.

Oczywiście, pamiętajmy, że nie zawsze wystarczy to do zmylenia potencjalnych włamywaczy. Zdradzić naszą nieobecność mogą np. nagromadzone ulotki wetknięte w furtkę. Dlatego poprośmy sąsiada o ich zabieranie i szczególną czujność.

Samo oświetlenie może służyć spłoszeniu lub dezorientacji intruza. Tak zadziała chociażby zewnętrzna lampa, uruchamiana przez czujnik ruchu przy drzwiach wejściowych i tarasowych. Ma się rozumieć, pod warunkiem, że w jej świetle przestępca będzie widoczny z ulicy lub przez płot od sąsiadów. Jeżeli mamy pełne, całkowicie odcinające widok ogrodzenie, takie oświetlenie tylko ułatwi mu "pracę".

Ale programując w centrali, np. tak prostą funkcję, jak szybkie włączanie i wyłączanie całego oświetlenia w razie wykrycia intruza przez czujki systemu alarmowego, zdezorientujemy intruza i zwrócimy uwagę całego otoczenia na nasz dom. Takiego stroboskopowego efektu nie sposób zignorować.

Oświetlenie w smart domu to oszczędności

Jedną z przyczyn dla których decydujemy się na inteligentne sterowanie oświetleniem jest chęć obniżenia rachunków za energię. W końcu prąd tani nie jest. Zaś pozostawianie włączonego światła tam, gdzie nie jest faktycznie potrzebne to czyste marnotrawstwo. Uczciwie trzeba jednak powiedzieć, że przez ostatnie lata argument ekonomiczny znacznie stracił na sile. Nie dlatego, żeby zmniejszyły się możliwości systemów sterowania albo energia potaniała.

Wręcz przeciwnie, jednak upowszechniły się energooszczędne źródła światła, które zużywają kilka razy mniej energii niż tradycyjne żarówki. W efekcie oszczędności wciąż są, lecz proporcjonalnie mniej widoczne w rachunkach. Możemy się spodziewać różnicy 20-30%, chociaż tu ogromne znaczenie mają nawyki domowników. Jeżeli ktoś notorycznie zapominał o gaszeniu światła i działało ono przez kilka godzin dziennie bez potrzeby, to jego automatyczne zapalanie i gaszenie da dużą różnicę. I poza wszystkim innym będzie po prostu wygodne.

Co ważne, także ze względów ekonomicznych, w smart domu taki zautomatyzowany system kontroli świateł na schodach, w korytarzach, pomieszczeniach technicznych czy na zewnątrz, nie musi wcale oznaczać większych wydatków na etapie inwestycji. Nie potrzebujemy choćby osobnych czujników ruchu, wystarczą te i tak zakładane na potrzeby systemu alarmowego. Sygnały z nich można z powodzeniem wykorzystywać do sterowania oświetleniem.

Źródła światła

Dawniej sprawa doboru źródeł światła była prosta. Zdecydowanie dominowały zwykłe żarówki, pozostawało wybrać taką pasującą do rozmiaru gwintu w oprawie oraz o dostatecznej mocy. Dawana przez nie barwa światła, trwałość itd. były takie same i dobrze wszystkim znane.

Potem zaczęły upowszechniać się energooszczędne świetlówki (kolokwialnie nazywane jarzeniówkami), oraz żarówki halogenowe. Tu już zaczęła się rozmaitość kształtów, rozmiarów, trwałości, barwy światła itd. Obecnie zaś coraz bardziej upowszechniają się diody LED. Zarówno w formie zbliżonej do tradycyjnych żarówek, jak i rozmaitych taśm, listew, punktów świetlnych.

Świetlówki LED z założenia mają być zamiennikami klasycznych żarówek, ewentualnie halogenów. Pasują do tradycyjnych opraw i działają bez zasilacza - zasilane napięciem sieciowym 230 V, ewentualnie prądem stałym 12 V, co pozwala stosować je zamiast niskonapięciowych żarówek halogenowych. Największą zaletą takiego podejścia jest możliwość wykorzystania tradycyjnych instalacji oświetleniowych i opraw, co jest szczególnie ważne w już istniejących domach. Taką świetlówkę LED można też bez najmniejszego trudu wymienić w razie uszkodzenia albo zmienić na model o innej mocy, wymiarach, barwie i kącie rozsyłu światła.

Jednak ta kompatybilność ze starszymi technologiami narzuca istotne ograniczenia. Świetlówki LED muszą mieć wbudowany układ, który zmienia przemienny prąd sieciowy 230 V na niskie napięcie stałe, bo takiego zasilania wymagają tak naprawdę diody. Przez to są dość duże, niekiedy wystają z opraw. Rozkład światła często znacznie się różni. Tradycyjne żarówki świeciły równomiernie w każdą stronę dookoła bańki, zaś LED dają najczęściej ograniczony, skierowany w jedną stronę, snop światłą w kształcie stożka. Zwykle ten parametr jest podany na opakowaniu. Podobnie jak barwa światła (tzw. temperatura barwowa) - od chłodno białej, przez neutralną po ciepłobiałą. Zwykłe żarówki zaś zawsze dawały barwę ciepłą.

Rodzaj emitowanego światła wpływa także na nasz odbiór barw przedmiotów. Jednak to jak odbieramy światło LED lub z innych źródeł jest sprawą bardzo indywidualną. Dla niektórych dokładnie takie samo może być zupełnie dobre, a dla innych drażniące i męczące. Dlatego lepiej kupić na próbę najpierw jedną sztukę.

Ciepła barwa światła sprzyja wypoczynkowi i odprężeniu. Warto o tym pamiętać, gdy wybieramy świetlówki. (fot. Ledvance)

Poza mocą i barwą światła bardzo ważnym parametrem jest też kąt rozsyłu światła. To on determinuje w jaki sposób rozejdzie się ono po pomieszczeniu. (fot. Active Jet)

Diodowe źródła światła mogą mieć jednak także zupełnie inną formę, niż tradycyjne żarówki. Coraz chętniej stosowane są jako rozmaite listwy, węże pojedyncze punkty LED. Ze względu na małe wymiary można je ukryć - na krawędziach schodów, jako element sufitu czy nawet w szczelinie (fudze) pomiędzy płytkami ceramicznymi. Wówczas zwykle zasilane są za pośrednictwem stabilizowanego zasilacza 12 V.

Mogą być barwne lub białe, w tym drugim przypadku również chłodne, neutralne lub ciepłe. Część to barwne diody RGB, wówczas za pośrednictwem specjalnego sterownika możemy zmieniać kolor emitowanego światła. Bardzo często możliwe jest też ściemnianie. A z tą akurat funkcją świetlówki - zamienniki żarówek - zwykle mają problem. Jeżeli mamy lub planujemy ściemniacze, szukajmy więc na opakowaniu informacji czy są one ściemnialne (dimmable).

Diodowe źródła światła są nawet ponad 5 razy bardziej energooszczędne, niż tradycyjne żarówki i do tego ponad 10 razy trwalsze. Przynajmniej w teorii, bo w praktyce te słabej jakości potrafią się przepalać już po kilku miesiącach. W przypadku modeli zastępujących żarówki przynajmniej łatwo daje się je wówczas wymienić. Gorzej, gdy awaria dotknie np. taśmę LED umocowaną gdzieś na stałe. W praktyce jedyną gwarancją jakości jest renoma producenta. Dlatego zwracajmy uwagę na to, jakiej firmy oświetlenie kupujemy.

Tradycyjne i halogenowe żarówki nie znikły wcale z rynku. Wprawdzie nagły wysyp żarówek wstrząsoodpornych to sposób na ominięcie wprowadzonych kilka lat temu w UE przepisów, ale stosowanie tradycyjnych źródeł światła ma niekiedy sens. Zwykłe żarówki bardzo dobrze sprawdzają się w miejscach, gdzie korzysta się z nich krótko i mogą być narażone na pył, wilgoć albo przypadkowe mechaniczne uszkodzenie. Może to być piwnica, garaż, warsztat czy kotłownia.

Co ważne, są nie tylko bardziej odporne pod tym względem od świetlówek LED, ale i wyraźnie od nich tańsze. Z kolei tradycyjne reflektory halogenowe są chętnie stosowane, gdy potrzebne jest bardzo mocne, skupione światło. Dlatego do tej pory są używane np. do oświetlenia podjazdów i bram, przez budowlańców i majsterkowiczów.

Jak sterować oświetleniem?

Źródłami światła trzeba sterować. Dom inteligentny może to zadanie częściowo przejąć od użytkowników. Temu służy wykorzystanie czujników ruchu i zmierzchowych, a programowanie opisanych wcześniej tzw. scen świetlnych. Jednak automatyzacja automatyzacją, a i tak będziemy potrzebować możliwości jego włączania i wyłączania samemu.

Dobrze, że w ramach systemu inteligentnego możemy skontrolować stan świateł w całym budynku i np. wyłączyć je choćby za pośrednictwem smartfona. Docenimy to, kiedy np. leżąc już w łóżku, zaczniemy się zastanawiać czy aby na pewno wyłączyliśmy światło w kuchni. Ale i tak nie zastąpi to w pełni klasycznego rozwiązania w postaci łącznika na ścianie w pobliżu drzwi. Nie będziemy przecież wyciągać telefonu, żeby zapalić światło w łazience, do której właśnie wchodzimy!

Dlatego właśnie i w najnowocześniejszych domach zwykle znajdziemy na ścianach łączniki do sterowania oświetleniem. Przy tym tradycyjność tego rozwiązania nie stoi wcale w sprzeczności z nowoczesną formą. Wiele firm zajmujących się automatyką budynkową dostarcza tu własne rozwiązania. Przykładowo, systemowe panele z wieloma przyciskami. Zwykle są one programowalne, co znaczy, że przypisane do nich funkcje da się zmieniać już w trakcie użytkowania.

Po prostu dany przycisk nie steruje bezpośrednio np. główną lampą na suficie. On jedynie przekazuje do systemu (centrali) odpowiedni sygnał, który zostaje następnie zinterpretowany jako żądanie włączenia światła. Co ważne, może być z nim skojarzonych więcej akcji, chociażby zasłonięcie okien. A jeżeli z czasem stwierdzimy, że to skojarzenie czynności powinno być inne, można je zmienić.

Łącznik w pobliżu drzwi do pomieszczenia to klasyczne rozwiązanie. Wciąż popularne, bo jest po prostu wygodne. Co nie znaczy, że musi on mieć tradycyjną formę. (fot. Livolo Polska)

Systemowe panele z przyciskami zwykle są dość drogie, no i nie każdemu odpowiada ich stylistyka. Dlatego zwykle można je zastąpić normalnymi łącznikami, z przebogatej oferty producentów osprzętu elektroinstalacyjnego. Podoba nam się stal, a może wolimy żywe kolory tworzyw, albo dotykowy łącznik, który wystarczy jedynie musnąć?

Ich zastosowanie to żaden problem i nie tracimy przy tym funkcjonalności instalacji inteligentnej. Po prostu za łącznikiem, w głębokiej puszce instalacyjnej, ukrywa się niewielki moduł elektroniczny, odpowiedzialny za komunikację z centralą. Tu także reakcja na użycie z pozoru zwykłego łącznika oświetleniowego zależy od tego co zostanie zaprogramowane w centrali. Może to być najprostsza akcja typu włącz/wyłącz, ale równie dobrze, np. szybkie dwukrotne naciśnięcie tego samego łącznika spowoduje choćby przyciemnienie światła o połowę.

Systemowy panel z wieloma przyciskami nie ma z góry określonych funkcji. To, jaki będzie efekt użycia każdego z nich, można dowolnie zaprogramować. (fot. Schneider Electric)

Ostatecznie możemy użyć dowolnie wybranych łączników, których styl nam po prostu odpowiada. Zaś to, jaka akcja zostanie wykonana, zależy już od tego, co zaprogramowano w systemie. I właśnie o taką elastyczność funkcji chodzi w smart domu.

Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Ospel