IoT stavební senzory

IoT stavební senzory jsou malá síťová zařízení, která měří podmínky uvnitř domu nebo v jeho okolí a odesílají naměřené hodnoty do hubu, aplikace nebo cloudové služby. Běžná sada pro bydlení pokrývá teplotu, relativní vlhkost, CO2, kontakty oken, úniky vody a spotřebu energie. Většina z nich má smysl jen tehdy, když údaj něco změní, například intenzitu větrání, žádanou hodnotu topení nebo ventil.

Co jsou IoT stavební senzory a co měří?

Označení „IoT“ znamená, že zařízení je připojeno k síti a hlásí údaje bez toho, aby je někdo odečítal z ciferníku. Senzor tvoří vstupní část nastavení chytré domácnosti: senzory hlásí, pravidla rozhodují a akční členy, jako jsou ventily, termostaty a ventilátory, jednají. V domě se nejčastěji měří tyto veličiny:

• Teplota a relativní vlhkost, obvykle v jednom zařízení.
• Koncentrace CO2, která ukazuje, kolik čerstvého vzduchu dostávají obyvatelé.
• Kontakty oken a dveří, které ukazují, zda je otvor otevřen.
• Detektory úniku vody, umístěné na podlaze pod spotřebiči a kotlem.
• Elektroměry, od měření celého domu až po jednotlivé okruhy.

Jak se liší Zigbee, Z-Wave, Thread, Matter a Wi-Fi?

Tyto protokoly přenášejí údaje ze senzoru do řídicí jednotky. Zigbee a Z-Wave jsou nízkoenergetické mesh sítě, v nichž zařízení napájená ze sítě předávají zprávy svým sousedům. Thread je novější nízkoenergetická mesh síť, která k připojení k zbytku sítě potřebuje hraniční router. Matter není rádiový přenos. Je to aplikační standard, který běží přes Wi-Fi, Thread nebo ethernet, takže zařízení od různých značek mohou sdílet jeden řídicí jazyk. Wi-Fi se připojuje snadno, ale pro senzory na baterie spotřebovává příliš mnoho energie.

Protokol	Typ sítě	Typické použití v domě	Vhodné pro senzory na baterie	Potřebuje samostatný hub
Zigbee	Nízkoenergetická mesh rádiová síť	Senzory, spínače a zásuvky od mnoha výrobců	Ano	Obvykle koordinátor
Z-Wave	Nízkoenergetická mesh rádiová síť v subgigahertzovém pásmu	Senzory a akční členy, běžné na některých evropských trzích	Ano	Ano, řídicí jednotka
Thread	Nízkoenergetická IPv6 mesh síť	Novější senzory a osvětlení	Ano	Hraniční router
Matter	Aplikační vrstva nad Wi-Fi, Threadem nebo ethernetem	Sdílený řídicí jazyk napříč značkami	Záleží na přenosu	Ne u zařízení Wi-Fi
Wi-Fi	Vysoce výkonné rádio k domácímu routeru	Kamery, zásuvky a některé monitory kvality vzduchu	Špatně	Ne

Batériové senzory CO2 a úniku jsou zatím většinou produkty Zigbee, proto před nákupem ověřte, který přenos vaše řídicí jednotka podporuje nativně. Senzor, který potřebuje most, přidává další zařízení a další místo, kde se může porouchat.

Které senzory skutečně ovlivňují rozhodnutí v těsném domě?

V těsném domě s nucenou ventilací rozhoduje o pohodlí vzduch a údaje ze senzorů mají cenu jen tehdy, když mění větrání nebo topení. CO2 je nejužitečnější jednotlivý údaj pro rozhodování o větrání. Hlavním zdrojem CO2 v interiéru jsou obyvatelé, takže hodnota, která se v ložnici přes noc drží vysoko, ukazuje, že přívodní vzduch je pro lidi v místnosti příliš malý. Spolu s vlhkostí tvoří CO2 širší obraz kvality vnitřního vzduchu.

Relativní vlhkost je druhý údaj, který si své místo zaslouží. Vlhkost ze sprchování, vaření a sušení prádla rychle stoupá tam, kde vzniká, takže senzor v těchto místnostech ukáže, kdy musí odvodní ventilátor běžet déle. Záznam na studeném rohu obvodové stěny může upozornit na kondenzaci dříve, než se objeví plíseň, a proto je trend relativní vlhkosti důležitější než jakákoli jednotlivá hodnota.

Senzor	Rozhodnutí, které informuje	Akce, kterou spouští	Verdikt
CO2	Stačí větrání na počet obyvatel?	Zvýšit otáčky ventilátoru nebo otevřít okno	Stojí za to v těsných domech
Relativní vlhkost	Hromadí se vlhkost v mokrých místnostech nebo na studených stěnách?	Delší chod odvodu, kontrola kondenzace	Stojí za to v mokrých místnostech a na studených rozích
Únik vody	Je voda tam, kde být nemá?	Zavřít motorizovaný ventil a odeslat upozornění	Nejvyšší přínos na zařízení
Kontakt okna	Je okno otevřené, zatímco běží topení?	Pozastavit topení a zaznamenat větrání	Užitečné s termostatem
Elektroměr	Který okruh nebo spotřebič spotřebovává energii?	Změnit návyk nebo program	Jen pokud někdo s údaji pracuje
Teplota v místnosti	Je každá místnost v očekávaném rozmezí?	Vyvážit topné zóny	Často duplikuje termostat

Splácejí se detektory úniku a kontakty oken?

Detektory úniku se vyplatí v tom nejdůležitějším smyslu. Poplach dokáže zavřít motorizovaný ventil dřív, než se malý únik promění v poškozenou podlahu nebo mokrou stěnu. Detektor pod pračkou, myčkou, ohřívačem vody nebo sifonem dřezu pokrývá místa, kde poruchy obvykle začínají. Náklady na přehlédnutý únik v dřevěné podlaze daleko převyšují cenu zařízení.

Kontakty oken jsou méně dramatické, ale užitečné pro řízení. Okno, které zůstane otevřené, zatímco běží topení, plýtvá energií, a kontaktní senzor umožní termostatu topení pozastavit, aniž by na to někdo musel pamatovat.

Kdy se senzory mění v data kvůli datům?

Senzor je dekorací, pokud žádné pravidlo nečte jeho hodnotu. Obvyklý vzorec je teplotní senzor v každé místnosti, všechny hlásí do aplikace s grafem, který nikdo po prvním měsíci neotevře. Několik dobře umístěných senzorů napojených na jasná pravidla překoná mnoho senzorů, které jen zaznamenávají. Než senzor specifikujete, pojmenujte akci, kterou spouští: žádanou hodnotu, ventil, otáčky ventilátoru nebo upozornění, na které někdo zareaguje. Pokud žádnou nedokážete pojmenovat, senzor vynechte.

Jaká jsou rizika ochrany soukromí a závislosti na cloudu?

Údaje ze senzorů popisují každodenní život. CO2 roste, když jsou lidé přítomni, pohybové senzory a kontakty dveří odhalují režim domácnosti a vzorec vlhkosti může ukázat, kdy se používá koupelna. Pokud každá hodnota putuje do cloudu výrobce, je tento záznam uložen za podmínek, které si obyvatelé možná nikdy nepřečetli. Když výrobce službu ukončí nebo výpadne internet, senzory, které směrují svá pravidla přes cloud, přestanou reagovat a upozornění na únik se nemusí dostat k nikomu.

Místní řízení obě rizika snižuje. Zařízení Zigbee a Matter mohou provádět svá pravidla přes hub uvnitř domu, takže únik zavře ventil i během výpadku internetu. Kabelová sběrnice, jako je KNX, udržuje základní funkce na kabelu bez rádiového nebo cloudového spojení, za vyšší cenu instalace. Zeptejte se výrobce, kde pravidla běží, kde jsou údaje uloženy a zda zařízení funguje i bez připojení.

Jak specifikovat senzory v novém slovenském domě?

Seznam senzorů určete už během návrhu, protože na něm závisejí trasy kabelů, ovládání větrání i umístění hubu. Nejdřív ověřte, co už větrací jednotka hlásí, protože mnoho jednotek měří vlhkost nebo CO2 interně. Pak umístěte senzory tam, kde se rozhodnutí přijímá: do ložnice a obývacího pokoje pro CO2, do koupelen a kuchyně pro vlhkost a do kotelny a výklenků pro spotřebiče pro úniky. Seznam je rozhodnutím klienta, proto dohodnutý seznam zapište do zadání návrhu a označte, které údaje mají spouštět akci a které mají pouze informativní charakter.