می‌توان گفت خانه‌های هوشمند از مهم‌ترین دستاوردهای مرتبط با تکنولوژی هستند که تاثیر مستقیم بر کیفیت زندگی دارند. این ساختمان‌ها علاوه بر افزایش سطح ایمنی خانه، نقش موثری در کاهش مصرف انرژی دارند که یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های زیست محیطی دنیای امروز است. هوشمند شدن خانه‌های مسکونی، تجاری و اداری کمک می‌کند تا ساکنین از سطح امنیتی بالاتری برخوردار بوده و به نوبه خود با مصرف بهینه انرژی به جلوگیری از هدر رفت و سوء مصرف آن کمک کنند. بنابراین سیم کشی ساختمان هوشمند یکی از مباحث درآمدزا در شاخه‌های مشاغل سیم کشی می‌باشد.
در این مقاله از آچاره به این موارد خواهیم پرداخت:
- آشنایی با سیستم سیم کشی ساختمان هوشمند
- نحوه نصب و پیاده‌سازی سیستم‌های الکترونیک در خانه هوشمند
- هزینه نصب و راه‌اندازی
سیم کشی ساختمان هوشمند چیست؟
در سیم کشی ساختمان هوشمند برای اتصال تجهیزات برقی از یک کابل انتقال داده استفاده می‌شود. این کابل در حقیقت بین ورودی‌ها و فعال‌سازهای شبکه هوشمند ارتباط برقرار کرده و کلیه فرمان‌ها بین تجهیزات با مدار فرمان (تشکیل شده از یک کابل یا باس) به هم مرتبط می‌شوند.
بدون شک روش کار در ساختمان هوشمند تفاوت بسیاری با سیستم سیم کشی برق سنتی دارد، اما عمده‌ترین تفاوت این دو سیستم در جداسازی مدار فرمان از مدار قدرت است. این جداسازی به این معنی است که عناصر كنترلي (مثل كليد) در سیم کشی خانه‌های هوشمند در مسير مدار قدرت قرار نداشته و فرمان‌هاي كنترلي از طريق تجهيزات هوشمند بر روي باس (تبادل اطلاعات از طریق کابل بین قطعات خانه هوشمند) مخابره شده و توسط قطعات فعالساز اجرا مي‌شوند. تفاوت مهم دیگر سیستم سیم کشی ساختمان به روش‌های نوین با مدل سنتی این است که حتی پس از انجام مراحل سیم کشی برخلاف روش سنتی می‌توان نحوه کنترل لوازم برقی و روشنایی را از طریق ایجاد تغییر در برنامه نرم‌افزاری مرتبط تغییر داد.
ویژگی و مزایای خانه هوشمند
پرواضح است امکانات و مزایایی که یک خانه هوشمند در اختیار ما می‌گذارد بسیار فراتر از خانه‌های سنتی است. این امکانات و پیشرفت‌های تکنولوژیک در ساختمان‌های هوشمند به مصرف بهینه انرژی و در نتیجه جلوگیری از هدر رفت آن کمک شایانی می‌کنند. به همین جهت تبدیل یک خانه سنتی به خانه هوشمند اقدام مهمی در راستای کمک و حفظ محیط زیست است. امکانات و مزایایی که یک ساختمان هوشمند در اختیار ساکنین می‌گذارد شامل این موارد می‌شود:
- مدیریت مصرف انرژی
- قطع برق و گاز در مواقع خطر
- مانیتورینگ تجهیزات خانه در هر لحظه به وسیله تلفن همراه
- کنترل میزان و شدت روشنایی و نورپردازی خانه
- کنترل هوشمندانه دما و سرمایش و گرمایش منزل
- تامین امنیت ساختمان به وسیله قفل‌های الکترونیک و نظارت از راه دور
- کنترل هوشمند سیستم‌های صوتی و تصویری
- کنترل هوشمند پرده‌های خانه
سیم کشی ساختمان هوشمند چگونه انجام می‌شود؟
جهت آموزش سیم کشی ساختمان هوشمند و روش جدید سیم کشی ساختمان، آشنایی با سیستم و نحوه اجرای آن باید ابتدا با ابزار و تجهیزات اصلی آن آشنا شوید. تجهیزات و اجزای به کار رفته در ساختمان هوشمند به طور کلی سه دسته هستند: ورودی‌ها، تابلوی مرکزی و خروجی‌ها. ورودی‌ها به تمامی حسگرها و کلیدهای لمسی که فرمانی را به عملگرها منتقل می‌کنند گفته می‌شود. تابلوی مرکزی در ساختمان هوشمند شامل تمامی ماژول‌هایی است که به آن‌ها فعالساز گفته می‌شود. این ماژول‌ها فرمان را از حسگرها دریافت کرده و عملگرها منتقل می‌کنند. آخرین جز خروجی‌ها، یا همان عملگرها هستند که با دریافت فرمانی خاص عمل مشخصی را انجام می‌دهند. مثل لامپ‌ها، موتور پرده و موتور اهرمی شیر آب و گاز. نحوه سیم کشی ساختمان هوشمند باید از ورودی به ماژول و سپس خروجی باشد.
بیشتر بخوانید برق کشی ساختمان بدون سیم
عموما جهت تامین انرژی الکتریکی در یک خانه هوشمند از سامانه فتوولتاییک استفاده می‌شود. این سامانه مجموعه‌ای از تجهیزاتی (باتری، کنترل کننده شارژ، مدول خورشیدی و اینورتر یا مبدل الکترونیک) است که نور خورشید را دریافت و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. استفاده از این سامانه یکی از بهترین روش‌های تولید و بهینه‌سازی مصرف انرژی است. به طور کلی به دو روش از این سامانه استفاده می‌شود: سامانه مستقل از شبکه که از شبکه برق سراسری مجزا است و سامانه متصل به شبکه که به شبکه برق سراسری وصل است.
در پشت مدول‌های خورشیدی این سامانه یک جعبه اتصال قرار دارد که اتصالات و کابل‌کشی از آن طریق انجام می‌شود. دیگر تجهیزاتی که جهت اجرای سیستم برق‌کشی ساختمان هوشمند نیاز است شامل این موراد می‌شود:
- ولت متر و آمپرمتر
- کابل و سیم‌های رابط
- فرکانس متر
- باتری
- کنترل شارژ
- مدول خورشیدی
- اینورتر
نحوه سیم کشی خانه هوشمند
جهت سیم کشی ساختمان هوشمند و برق رسانی از طریق سیستم فتوولتاییک مراحل زیر باید طی شود:
- اتصال باتری به کنترل شارژ.
- اتصال اینورتر (جهت تبدیل جریان مستقیم به متناوب).
- اتصال خروجی مدول خورشیدی به کنترل شارژ.
- اتصال مدول خورشیدی به مدار کنترل شارژ، باتری و اینورتر در معرض نور خورشید.
پس از انجام این مراحل و آماده شدن شبکه سیستم فتوولتاییک نوبت به نصب پنل خورشیدی می‌رسد. یکی از مهم‌ترین نکات در این مرحله توجه به موقعیت جغرافیایی و زاویه نصب پنل است تا بیشترین تابش را روی پنل داشته باشیم. پس از تعیین بهترین موقعیت (جهت)، می‌توان با استفاده از پایه یا سازه نگهدارنده ثابت موقعیت پنل خورشیدی را ثابت کرد. استفاده از پایه نگهداره ثابت ارزان‌ترین روش جهت نصب پنل خورشیدی است.
روش دیگری که جهت نصب پنل خورشیدی به کار می‌رود استفاده از پایه نگهداره متغیر است. مزیت استفاده از پایه متغیر این است که سازه‌های به کار رفته در آن در فصول مختلف با توجه به زاویه خورشید بهترین حالت قرارگیری پنل خورشیدی را مشخص کرده و پنل را در زاویه درست قرار می‌دهند. این روش 20 درصد بیشتر از استفاده از پایه نگهداره ثابت بازدهی دارد.
برای عملکرد درست تجهیزات برقی در ساختمان هوشمند نیاز به نصب یک سری تجهیزات است. این قطعات از پرکاربردترین قطعات به کار گرفته شده در سیم کشی خانه‌های هوشمند هستند:
- ماژول منبع تغذیه: جهت تبدیل ولتاژ متناوب (220) به مستقیم (29 ولت).
- ماژول فعالساز رله (چندکاناله): جهت روشن و خاموش کردن وسایل (چراغ‌ها، موتورها و غیره).
- ماژول رابط کامپیوتر (درگاه USB): جهت برقراری ارتباط بین برنامه نوشته شده نرم افزاری با سخت افزار نصب شده.
- کلیدها (ماژول کلید لمسی هوشمند)
نرم‌افزار ETS5
در سیم کشی ساختمان هوشمند از یک نرم‌افزار جهت برنامه‌ریزی سخت‌افزارهای به کار رفته در سیستم استفاده می‌شود. این نرم‌افزار ETS (Engineering Tool software) نام دارد که جهت برنامه‌ریزی قطعاتی که با پروتکل انجمن بین‌المللی KNX کار می‌کنند توسط این انجمن طراحی شده است. نرم افزار ETS برای تمامی ساختمان‌ها (مسکونی، اداری، تجاری و غیره) مناسب است و برای هرکدام متناسب با آن‌ها سخت‌افزار مناسب را جهت هوشمندسازی سیستم ارائه می‌دهد. نرم‌افزار ETS چندین نسخه (3 و 4 و 5) دارد.
بخش‌های مختلف نسخه 5 این نرم‌افزار شامل موارد زیر می‌شود که جهت سیم کشی ساختمان هوشمند نیاز دارید:
- ایجاد پروژه و خروجی گرفتن از پروژه
- واسط ارتباطی: بین کامپیوتر و باس KNX
- مانیتورینگ باس
- تعمیرات
- حالت برنامه‌ریزی: جهت دیدن آدرس فیزیکی قطعات
- بررسی آدرس فیزیکی: بررسی و یافتن محل فیزیکی قطعه مورد نظر در پروژه و روی تابلو برق
- جستجوی خط: جهت یافتن تمام قطعات موجود روی خط و قرارگیری آن‌ها در تابلو برق
- کاتالوگ: جهت مشاهده بانک اطلاعاتی تجهیزات موجود
نحوه ارتباط بین اجزا در سیم کشی هوشمند
در یک خانه هوشمند تجهیزات الکترونیکی با هم و با فعال‌سازها در ارتباط هستند. این ارتباط در سیم کشی خانه‌های هوشمند به دو طریق است:
- با سیم
- بیسیم.
ارتباط باسیم: یکی از روش‌های ارتباطی تجهیزات در سیم کشی هوشمند روش باسیم است که روشی نسبتا قدیمی و مطمئن محسوب می‌شود. در چنین ساختاری مصرف کننده‌ها و سرخط‌های روشنایی به یک تابلوی برق متصل شده و از این طریق به فعال‌سازها وصل می‌شوند. این ارتباط و اتصال از طریق سیم‌ها اتفاق می‌افتد.
ارتباط بیسیم: در ساختار بیسیم برخلاف ساختار ارتباطی باسیم، اطلاعات از طریق امواج الکترومغناطیس و یا نوری مادون قرمز منتقل می‌شوند. سیگنال‌های تولید شده توسط کنترل کننده‌ها در این سیستم از طریق شبکه برق ساختمان و یا سیگنال‌های RF انتقال داده شده و در مقصد دستگاه مورد نظر را کنترل می‌کنند. از مزایای این سیستم امکان کنترل کاملا آنلاین و از راه دور لوازم از طریق اینترنت است.
نقشه سیم کشی ساختمان هوشمند
همانطور که در یک سیستم سیم کشی سنتی نیاز به تهیه نقشه داریم، جهت سیم کشی هوشمند نیز باید نقشه‌کشی اصولی انجام شود. نقشه سیم کشی ساختمان هوشمند مشابه نقشه روشنایی برق ساختمان در روش قدیمی است، با این تفاوت که در نقشه سیم کشی خانه هوشمند شامل قطعات خاص مرتبط هوشمند است.
برای شروع کار نیاز به 3 نوع نقشه داریم:
- ترسیم نقشه سیم کشی روی پلان: به صورت سقفی یا از کف
- نقشه تابلو برق
- جزئیات اجرایی نصب سنسورها
در نقشه سیم کشی ساختمان هوشمند، ترسیم نقشه روی پلان و موقعیت مدارها که به صورت سقفی و یا از طریق کف ترسیم می‌شود براساس علایم KNX که پیش‌تر به آن اشاره شد انجام می‌شود. همچنین برای اجرای سیم کشی هوشمند نیاز به ترسیم نقشه تابلو برق، مشخص کردن جزئیات اجرایی نصب سنسورها و در صورت لزوم نقشه‌های رایزر تاسیسات الکتریکی است.
قیمت سیم کشی هوشمند ساختمان
قیمت سیم کشی هوشمند ساختمان به عوامل مختلفی بستگی دارد. هوشمندسازی معمولا به دو روش سیمی یا روی بستر شبکه (نیازمند به تابلو برق و کابل شبکه) و هوشمندسازی بیسیم (بدون نیاز به تابلو برق) انجام می‌شود. قیمت سیم کشی هوشمند ساختمان بسته به روش مورد استفاده، متراژ و نقشه خانه، پروتکل مورد نظر، برندهای مورد استفاد و حتی شهر سکونت متفاوت است. به طور میانگین سیم کشی ساختمان هوشمند به روش باسیم قیمتی در حدود 50 تا 80 میلیون و روش بیسیم در حدود 30 تا 50 میلیون تومان دارد.
