Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Dolphin – flexibilní architektura pro bezdrátové autonomní snímače a akční členy

Společnost EnOcean představila na veletrhu Electronica v Mnichově (11. až 14. listopadu 2008) novou platformu pro energeticky autonomní snímače s bezdrátovou komunikací. Tato platforma, nazvaná Dolphin, je dalším stupněm rozvoje bezdrátového komunikačního standardu EnOcean.
 

Moduly TCM 300 a STM 300

TCM 300 je komunikační modul sítě EnOcean s obousměrnou bezdrátovou komunikací. Díky novým, úsporným konstrukčním elektronickým prvkům a dokonalé správě napájení je jeho příkon v aktivním i klidovém stavu velmi nízký: např. spotřeba v klidovém (standby) režimu je ve srovnání s jeho předchůdcem, modulem TCM 120, poloviční. Další velkou výhodou je možnost uživatelského naprogramování: k dispozici je množství předprogramovaných funkcí pro spínání, stmívání apod. Modul může fungovat také jako opakovač. Obousměrný přenos dat umožňuje připojit ho k externí řídicí jednotce nebo k řídicímu systému. Shrnutí základních technických parametrů je v tab. 1.
 
Modul STM 300 pro energetické autonomní snímače a akční členy má stejné základní funkce jako TCM 300 a k tomu navíc dokonalejší správu napájení (prahový spínač, omezovač napětí, obvod pro přechod mezi aktivním a klidovým režimem) a univerzální rozhraní pro měniče energie.
 

Rádiový čip s rozhraním pro měniče energie

Společný projekt společností EnOcean a SensorDynamics byl v listopadu 2008 završen uvedením na trh prvního rádiového čipu pro sítě EnOcen s měničem energie. Obvod ASIC s označením EO3000I je speciálně určen pro platformu Dolphin.
 
Unikátní vlastností nového integrovaného obvodu je extrémně malá spotřeba energie, umožňující rádiovou část i rozhraní snímače přímo napájet z měničů energie, schopných získávat elektrickou energii z tepelné, světelné nebo mechanické energie (z vibrací nebo rotačního pohybu).
 
V čipu je integrováno rozhraní pro snímač s přesným A/D převodníkem s možností připojit jednoduché senzory i senzory v můstkovém zapojení. Rádiová část může pracovat na frekvencích 868 nebo 315 MHz, aby bylo možné čip použít v bezlicenčním pásmu kdekoliv na světě. Přijímač využívá plně digitální zpracování signálu s velkou odolností proti šumům a rušení. Na čipu jsou k dispozici také volně programovatelný osmibitový mikroprocesor a 32 kB paměti flash, dovolující uživatelům vyvíjet vlastní aplikace.
 
Čipy budou k dispozici počátkem roku 2009.
 

Nové programovací a vývojové prostředí

Současně s novými moduly a čipy uvádí EnOcean na trh také software pro tvorbu programů pro tyto jednotky v jazyce C. Rozhraní API jednotlivých modulů umožňuje realizovat, mimo řízení protocol stack sítě EnOcean, i další funkce. Jsou to např. funkce pro řízení správy napájení, použití digitálních a analogových I/O, přístup k paměti flash i RAM a řízení časových funkcí. Nadstavbou je vývojové prostředí Dolphin Studio, podporující rychlou a snadnou konfiguraci modulů API.
 

Autonomní akční členy s bezdrátovou komunikací

Autonomní, energeticky soběstačné akční členy získávají energii potřebnou pro svůj provoz ze svého okolí, např. akční členy ovládající topení mohou být napájeny z Peltiérových článků.
 
Možnost použít akční členy v sítích EnOcean dává smysl takovým funkcím jako Smart ACK. Procesor akčního členu komunikuje s centrálním modulem, kam svá data ukládají také akční členy. Akční člen vyšle centrálnímu modulu dotaz, zda se od něj požaduje určitá akce, centrální člen vyhodnotí podle dat ze snímačů situaci a v přesně stanovené době odešle akčnímu členu odpověď. Energeticky náročné komponenty akčního členu jsou aktivovány jen tehdy, když je to skutečně potřebné.
 

Možnosti použití

Architektura Dolphin je ve své hardwarové i softwarové části navržena tak, aby splňovala požadavky na systémy automatického řízení technických zařízení budov. Ovšem nic nebrání použití této flexibilní a univerzální platformy ani v průmyslové automatizaci nebo v dalších oblastech automatizace (řízení spotřeby energie, dopravní systémy apod.), kde je možné s výhodou použít spolehlivý, bezpečný a energeticky nenáročný bezdrátový systém. Významnou inovací je, že nová architektura Dolphin umožňuje obousměrný přenos dat. Zachována je přitom zpětná kompatibilita se staršími komponentami
s jednosměrnou komunikací.
 
[Tiskové zprávy EnOcean a SensorDynamics, listopad 2008.]
(Bk)
 
Tab. 1. Základní technické parametry modulu TCM 300