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Sensoren und Relais

Augen, Ohren und Hände einer Gebäudeautomation

Bislang konzentrierten sich Energieeffizienzmaßnahmen auf den Bau des Gebäudes mit Blick auf z.B. Wärmedämmung und Fenster. Die neue EU-Richtlinie für Gebäude (Energy Performance of Buildings Directive), 2018 verabschiedet und seit 2020 zwingend vorgeschrieben, stellt einen signifikanten Wandel hin zu einem verstärkten Fokus auf die Beherrschung der Energienutzung innerhalb des Gebäudes dar: Smart Buildings und Gebäudeautomatisierung. Doch obwohl intelligente Bauten eine exzellente Kapitalrendite bieten, ist es immer noch schwierig, das erforderliche Anfangskapital genehmigt zu bekommen.

Omrons HVC-Modul ist das erste Vision-Modul speziell für Anwendungen wie die Gebäudeautomatisierung (Bild: Omron Electronic Components Europe B.V.)

(Bild: Omron Electronic Components Europe B.V.)

Die neue Direktive wird hilfreich dazu beitragen, sowohl CO2-Emissionen als auch die Kosten für die Eigner zu reduzieren. Außerdem lassen sich intelligente Gebäudesysteme um zusätzliche Funktionen erweitern. Laufend kommen neuen Technologien auf, die intelligente Gebäudesysteme besser und günstiger machen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den Stand der Technik, angefangen bei der Sensorik, die die Daten bereitstellt hin zu den Steuerungskomponenten, die das System dazu befähigen, diese Daten zu verwenden.

Bilderkennung

Mit dem Einsatz von ursprünglich für Mobiltelefone entwickelter Bilderkennungstechnologie können Gebäudeautomatisierungssysteme Kamerabilder interpretieren. Sie können Stimmungsausdruck, Alter und Geschlecht einschätzen oder Einzelpersonen erkennen. Mit solchen Sensoren ließen sich Sicherheits- und Gebäudeautomatisierungssysteme letztendlich zusammenfügen, unter Verwendung eines einzigen Satzes von Bildverarbeitungsmodulen. Die gesammelten Daten können automatisch beantwortet, zentral gespeichert oder erfasst, und an einen Bearbeiter nur bei Bedarf weitergegeben werden. Potentiell kann ein Büro ein Individuum bei Ankunft erkennen und Heizung und Licht nach Wunsch einschalten. Omrons HVC-Modul ist das erste Vision-Modul speziell für Anwendungen wie Building Automation, in niedrigen Stückzahlen verfügbar und leicht integrierbar, ohne dass der Entwicklungsingenieur die komplexen Algorithmen verstehen muss. Mit der voll integrierten steckerfertigen Komplettlösung sieht sich der Entwickler nur die Outputs an, um sein System zu konfigurieren.

Der Omron 2JCIE misst sieben gängige Umgebungsparameter in einer kompakten Einheit. (Bild: Omron Electronic Components Europe B.V.)

Der Omron 2JCIE misst sieben gängige Umgebungsparameter in einer kompakten Einheit. (Bild: Omron Electronic Components Europe B.V.)

Temperatursensoren

Geht es bei einer Anwendung nur um das Erfassen von Menschen, ohne Erkennung, sind Temperatursensoren eine fest etablierte Alternative zu Bewegungssensoren. In einem Gebäudeautomatisierungssystem lassen sich solche Sensoren auch auf vielerlei andere Weise verwenden, um einen wertvollen Beitrag zur Sicherheit zu leisten, indem sie potenzielle Probleme identifizieren, ehe diese zu einer größeren Gefahr werden. Viele Brände beginnen z.B. mit einer lokalen Überhitzung; ein Wärmesensor erkennt diese mögliche Brandgefahr. Dies kann nicht nur Leben retten, sondern durch die Möglichkeit rechtzeitiger vorbeugender Wartung auch Kosten. Um in einer Gebäudeautomatisierungsumgebung von Nutzen zu sein, benötigen solche Sensoren ein weites Sichtfeld zur akkuraten und zuverlässigen Anwesenheits- und Standorterkennung und anderen raumgebundenen Aspekten in einem Raum. Omrons MEMS-Temperatursensoren des Typs D6T basieren auf einem IR-Sensor, der die Oberflächentemperatur des Zielobjekts kontaktlos misst mittels einer Thermosäule, die dessen abgestrahlte Energie absorbiert.

Umgebungssensoren

Ein intelligentes Gebäude muss auf Veränderungen des Umfeldes reagieren, um die Energieeffizienz und den Nutzerkomfort zu optimieren. Mehrzweck-Umgebungssensoren ermöglichen die Bewerkstelligung zahlreicher Messaufgaben auf ziemlich einfache Weise mit nur einem kleinen Sensor. Das spart Entwicklungszeit durch diverse kundenkonfigurierbare Optionen. Ob es darum geht, die optimale Büroarbeitstemperatur aufrechtzuerhalten oder dass in einem Museumsraum die richtige Luftfeuchte und Beleuchtung zum Schutz der Exponate herrschen – die Sensoren bieten leicht interpretierbare Daten, die sich anschließend analysieren, in der Cloud speichern und dazu verwenden lassen, Parameter einzustellen oder Echtzeit-Anpassungen vorzunehmen. Sieben Kernparameter sollte jeder Umgebungssensor für Gebäude-und Industrie-Automatisierungssysteme überwachen können: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht, UV-Index, Luftdruck, Störgeräusche und Beschleunigungsverhalten. Sensoren wie der 2JCIE können all dies überwachen und übermitteln ihre Daten über bekannte drahtgebundene und drahtlose Datenschnittstellen wie USB und Bluetooth.

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