DomoZine

voor industrie, wetenschap, facility, zorg, installateurs, wooncorporaties en iedereen met interesse voor technologie

 
beveiliging
bus-/embedded systems
communicatie
audio-video
toegangscontrole
energiebeheer
comfort
klimaat
advies - opleiding
zorgoplossingen


 


info voor partners en adverteerders


 


 
over DomoZine
nieuwsbrief
domotica jaargids
vakblad
agenda
DomoZine demowoning
Vakbeurs Gebouwbeheer
contact

Al 1000 Niko Home Control installaties!


(advertentie)

 

Aanwezigheidssensoren en bewegingsmelders besparen tot 70% energie


In grote wooncomplexen zijn de verwarmings- en stroomkosten met aanwezigheidssensoren en gebouwautomatisering tot maximaal 70% te verlagen. Ook in kleinere woonomgevingen is met domotica een aantrekkelijke besparing te bereiken door de verlichting, verwarming en/of ventilatie op de behoefte af te stemmen.

Omdat energiekosten blijven stijgen en steeds meer mensen zich bewust zijn van het effect van onze levenswijze op het milieu, neemt de vraag naar innovatieve oplossingen voor energiebesparing toe. Domotica helpt en wel met de twee hoofdcomponenten die in elke intelligente elektrische installatie voorkomen: actoren en sensoren. De actoren schakelen en dimmen zodra de sensoren ergens op reageren. Reageert de sensor op zonnewarmte, dan kan hij bijvoorbeeld de verwarming uitschakelen. Reageert de sensor op een beweging terwijl het donker is, dan gaat er een signaal naar de actoren om de verlichting in te schakelen. En weer uit, zodra er niemand meer in het vertrek aanwezig is. Zo zijn er tal van sensoren voor allerlei uiteenlopende toepassingen. In dit artikel wordt ingegaan op bewegings- en aanwezigheidsdetectoren en hun rol bij het reduceren van het energiegebruik. Ook wordt besproken wat de markt op dit gebied te bieden heeft.

Bewegings- en aanwezigheidssensor
De bewegingssensor voor binnentoepassing is een zogenaamde 'ruimtelijke detector'. Andere benamingen zijn bewegingsmelder of bewegingsdetector (Duits: Bewegungsmelder). Hij is multifunctioneel toepasbaar: hij schakelt verlichting en apparaten in als mensen het vertrek binnenkomen. Gaat iemand bijvoorbeeld naar het toilet dan wordt het licht ingeschakeld, zodra deze persoon de deur opent. In die toepassing werkt de sensor volgens zijn letterlijke betekenis van bewegingsmelder. Het licht gaat na een vooraf ingestelde periode automatisch uit (tijdschakelfunctie) of wordt handmatig uitgezet via de wandschakelaar.
Is het de bedoeling dat het licht aan blijft zolang de persoon in het vertrek blijft, dan spreken we van een aanwezigheidsmelder (Duits: Pr

Niemand aanwezig dus verlichting, verwarming en ventilatie kunnen uit

Meer dan alleen de verlichting
Speciale uitvoeringen van de aanwezigheidsmelder zijn tweekanaals uitgevoerd. Het eerste kanaal is voor de verlichting, het tweede stuurt de verwarming, koeling en/of ventilatie. In de documentatie van de Duitse fabrikanten van schakelmateriaal komt u in dit verband de term HKL tegen: Heizung, Klima, Lüftung. Dit tweede kanaal houdt geen rekening met het omgevingslicht en heeft doorgaans een eigen instelbare uitschakelvertraging. Nadat een vertrek verlaten is wordt via het eerste kanaal bijvoorbeeld na 5 minuten de verlichting uitgeschakeld en na 40 minuten via het tweede kanaal de verwarming.

Uitvoeringen
De verschillen tussen de bewegings- en aanwezigheidsmelder concentreren zich op de uitvoering van de lens en reflectors, de afstelling op de omgevingscondities, de herkenning van de beweging, de interpretatie van het helderheidsignaal en vooral ook de montage. In het algemeen geldt dat een aanwezigheidsmelder aan het plafond wordt gemonteerd en zo het onderliggende oppervlak bewaakt. Een bewegingsmelder zit doorgaans tegen de wand. Ondanks dit onderscheid zijn de meeste bewegingssensoren vaak ook aanwezigheidsdetectoren of 'aanwezigheidsmelders' en vice versa. In sommige bevindt zich een keuzeknopje voor aanwezigheid/beweging (DIP-switch of jumper), bij andere wordt deze bedrijfsstand softwarematig ingesteld.

Aanwezigheidsdetectie werkt op basis van pulstechniek: zodra de aanwezigheid van personen wordt gedetecteerd, stuurt de detector een pulstrein naar de domotica-installatie. Is er geen domotica-installatie dan gaan deze elektrische pulsen naar een schakelunit met een relais. De domotica of schakelunit verwerkt de pulstrein en stuurt - afhankelijk van eventuele andere factoren zoals tijdstip of de status van een daglichtsensor - de verlichting, verwarming en/of andere voorzieningen aan. Tijdens detectie kan de sensor voortdurend ('cyclisch') de pulstrein blijven zenden; andere sensoren sturen pas weer een pulstrein, als er geen detectie meer is. Het resultaat is in beide gevallen gelijk: zodra de personen vertrekken wordt het licht en de apparatuur - na het verstrijken van een ingestelde uitschakelvertraging - automatisch uitgeschakeld.

Melders met een ingebouwde lichtintensiteitsensor zijn dikwijls tweekanaals. Dat wil zeggen dat ze een lichtafhankelijke uitgang hebben (voor het schakelen van de verlichting) én een lichtonafhankelijke uitgang (voor alarm en het schakelen van verwarming, koeling en/of ventilatie). De schakelunit beschikt dan ook over twee relais. Een melder voor een domotica-systeem zoals KNX biedt veel meer mogelijkheden. Vanaf een bepaalde lichtsterkte in de ruimte en bij een beweging zendt deze geparametriseerde signalen over de KNX-bus. Daar kunnen meerdere actoren op reageren: zij schakelen, dimmen of sturen de (in de parameters aan hen toegekende) apparaten zoals lampen, verwarming, ventilatie enzovoort.

Voor het bereik van de aanwezigheidsdetectie wordt onderscheid gemaakt tussen zitten en lopen (Busch Jaeger)

Vier soorten
Op basis van de technologie wordt onderscheid gemaakt in vier verschillende soorten bewegings- en aanwezigheidssensoren:

- Infrarood (PIR)
De meeste detectoren werken met een infrarood-sensor (PIR), die reageert op warmtebeweging, afkomstig van personen, dieren of voorwerpen. Omdat vervuiling van het infrarode oog tot valse detectie kan leiden, is het 'PIR-oog' van buitenaf meestal niet te zien: de bewegingen worden niet rechtstreeks, maar via een spiegelstelsel geregistreerd en aan het PIR-oog doorgegeven. Door middel van lenzen en reflectors vóór het infrarode oog kan de sensor breed 'kijken' en zo een heel vertrek in de gaten houden. Er zijn ook bewegingsdetectors met een heel smal en ver 'kijkveld' om bijvoorbeeld een lange gang te controleren. Infrarood kent enkele beperkingen. Zo mogen zich in het kijkveld van de infrarooddetector geen bronnen bevinden die voor valse detectie kunnen zorgen, zoals bewegende warmtebronnen (open haard), ramen in vol zonlicht, huisdieren of een lichtpunt: een afkoelende lamp kan namelijk als een warmteverandering worden herkend en tot detectie leiden. Verder mag het niet zo zijn dat een voorbij denderende bus de sensor laat bewegen, waardoor deze getriggerd wordt, dus een trillingvrije montage is essentieel.

- Ultrasoon
Ultrasone detectoren werken met geluidstrillingen, waarvan de frequentie boven de menselijke gehoorgrens ligt. Het werkingsprincipe is simpel: zodra de teruggekaatste trillingen verschillen van het uitgezonden signaal is er sprake van een beweging. Vergelijk dit met de hoge toon van een claxonerende auto en de lagere toon van diezelfde claxon, nadat de wagen gepasseerd is (Doppler-effect). Ultrasone detectoren zijn vooral gevoelig voor kleine bewegingen en daardoor geschikt voor het detecteren van aanwezigheid van personen die nauwelijks bewegen, zoals iemand die een boek leest, tv kijkt of achter de computer zit.

- Microgolfdetectoren
De werking is identiek aan de ultrasone detectoren, maar de frequentie van de uitgezonden trillingen is vele malen hoger en valt in het bereik van radiogolven. Dit soort detectoren is supergevoelig en kan zelfs bewegingen door muren heen detecteren. Zij worden vooral toegepast in alarmsystemen. Omdat door de hoge gevoeligheid de kans op vals alarm aanwezig is, wordt de microgolfdetector doorgaans gecombineerd met een andere detector, bijvoorbeeld PIR.

- Dubbele detectoren
Omdat de kans op valse detectie niet alleen bestaat bij microgolfdetectoren, maar ook bij de andere typen, wordt in kritieke omgevingen een combinatie van twee verschillende technieken toegepast. Zo geeft de combinatie van infrarood- en microgolfdetectie een zeer hoge betrouwbaarheid en een minimale kans op valse detectie. Ook als zich in het detectiegebied een open haard of een raam op het zuiden bevindt, biedt de dubbele detector uitkomst. Verder worden kleine bewegingen als gevolg van tocht, insecten of huisdieren automatisch door de dubbele detectie uitgefilterd.

Welke technologie het beste is hangt van de toepassing af. Waar de PIR-sensor niet in staat is om personen te detecteren en het licht onterecht voortijdig uitschakelt, bewijst een gecombineerde detector betere diensten. Een alternatief is om op de PIR-detector een extra lange 'uitschakelvertraging' in te stellen van bijvoorbeeld 15 minuten: pas als gedurende die tijd geen beweging meer is waargenomen zal de conclusie 'niet meer aanwezig' terecht zijn. Bedenk wel, dat de energiebesparing dan niet optimaal is, omdat het licht dan altijd een kwartier te lang brandt. Een gecombineerde detector kan toe met een vertragingstijd van 5 minuten en levert dus een hogere bijdrage aan de energiebesparing. Ook de hoogte van de sensor speelt een rol. Zo is het bereik op de vloer groter dan op tafelhoogte (zie bovenstaande afbeelding).

Verschil met alarmmelder
Naast de toepassingen bewegingsmelder en aanwezigheidsmelder is er ook nog de alarmmelder. Deze geeft bij detectie - onafhankelijk van het omgevingslicht - een melding aan de alarminstallatie. Sommige aanwezigheidsmelders kunnen tevens als alarmmelder functioneren. Daartoe zijn zij uitgerust met een pulsteller. Om vals alarm te voorkomen, telt deze pulsteller binnen een bepaald tijdsbestek meerdere bewegingen, voordat een melding wordt doorgegeven. Lees ook het aparte artikel op DomoZine over integratie van domotica met alarmcentrale.


Wat biedt de markt?
De redactie bekeek een aantal PIR-aanwezigheidsmelders van diverse fabrikanten: Merten, Busch Jaeger, GIRA, Hager en ABB. Allemaal zijn ze bedoeld voor plafondmontage. De aanwezigheidsmelders zijn uitgevoerd als een opzetstuk, dat in een insteekmodule wordt gestoken. Deze insteekmodule is bijvoorbeeld een KNX-busaankoppelaar (BCU) of relaismodule, die in een inbouwdoos in het plafond wordt gemonteerd. Hager en Merten leveren deze insteekmodule standaard mee, voor de meeste aanwezigheidsdetectoren moet hij als optie bijbesteld worden. Voor de andere aanwezigheidsmelders is optioneel een hulpstuk voor opbouwmontage tegen het plafond leverbaar.

Merten ARGUS
Merten biedt een uitgebreide familie van ARGUS aanwezigheidsmelders. Elke melder telt vijf sensoren die in een gebied van 14 meter diameter de kleinste beweging registreren. Om het bereik nog groter te maken kunnen meerdere ARGUS aanwezigheidsmelders (max. 8) in serie worden geplaatst. Sommige modellen meten ook de lichtintensiteit. De Standaard uitvoering van de ARGUS Pr

Tot slot
In de tabel zijn de belangrijkste eigenschappen van de aanwezigheidmelders samengevat. Wat betrouwbaarheid betreft functioneren alle melders goed. Tijdens de test in het DomoZine lab is niet één beweging ongedetecteerd gebleven. Voor alle melders geldt overigens wel, dat bij een snelle beweging rechtstreeks naar de bewegingsmelder toe, met een verminderde reikwijdte rekening moet worden gehouden. De detectie in het buitenste gebied kan dan namelijk net de beweging missen, waardoor de reikwijdte al snel een meter of meer kleiner lijkt dan hij werkelijk is. Loop daarom tijdens het testen van de melder niet te snel naar de aanwezigheidsmelder toe.



 
 
 
© CPS Publications BV