Podklady pro zapojení elektroinstalační části systému Control4

Transkript

1 Podklady pro zapojení elektroinstalační části systému Control4 Obsah Přehled jednotlivých funkčních částí systému Zapojení silnoproudé části instalace s moduly FN pro ovládání světel, žaluzií, ventilů/stykačů topení, zámků, motorů... 3 a) Kabeláž modulu FN s IP komunikací po LAN/Ethernet... 4 b) Kabeláž modulu FN s komunikací po sběrnici RS-485 a hvězdicovou topologií připojení vstupních a výstupních prvků (preferované zapojení)... 5 c) Kabeláž modulu FN s komunikací po sběrnici RS-485 u modulu pro řízení stmívání napěťovým signálem 0-10V... 6 POZNÁMKA: Kabeláž zpětnovazebních stavových indikačních LED diod Měření teploty... 7 a) Centralizované měření teploty snímači na kabeláži typu hvězda... 7 b) Měření teploty s moduly na kabeláži typu sběrnice (volitelně krátká hvězda)... 8 DOPORUČENÍ Řídicí jednotka a A/V technika... 9 Druhy připojovacích vedení... 9 Ad a) Síťové napájení 230V stř Ad b) Audio a video signály Ad c) Anténní vstupy Ad d) Řídicí signály signály pro IR LED, RS232, RS Ad e) Počítačová síť Ethernet

2 Přehled jednotlivých funkčních částí systému 1. Silnoproudá část ovládající - světla - žaluzie - ventily topení 2. Měření teploty 3. Řídicí jednotka a A/V technika Při návrhu a realizaci kabeláže/zapojení je zapotřebí zohlednit kritéria a parametry: - schopnost zařízení/zdrojů dodat potřebné výkony (motory žaluzií, topení, ventily, reproduktory) - napěťové úbytky na odporech vedení amplituda řídicích signálů IR LED, délky a průřezy reproduktorových kabelů apod. - možnost vniku rušení z externích zdrojů elektromagnetické rušení, statické výboje - možnost vzniku rušení v důsledku rozdílu potenciálů mezi zařízeními - zemní smyčky, přepětí přicházející z antén - kontrola na odvádění ztrátového tepla ze zařízení chlazení - ochrana zařízení před přetížením dimenzování zesilovačů a reproduktorů a výkonových ochran reproduktorů 2

3 1. Zapojení silnoproudé části instalace s moduly FN pro ovládání světel, žaluzií, ventilů/stykačů topení, zámků, motorů I/O moduly systému Control4 řady FN umožňují ovládat: a. Světla spínaná i stmívaná (LED, RLC zátěže) b. žaluzie c. ventily topení, zámky, motory, čerpadla, ventilátory Moduly mohou komunikovat s řídicí jednotkou buď po sběrnici RS-485 nebo IP protokolem po síti LAN (Ethernet). POZNÁMKA: Pro zajištění velmi vysoké spolehlivosti funkce lze moduly ovládat i nezávisle lokálními vstupy na modulech, nezávisle na stavu komunikace po sběrnici RS485 nebo síti LAN. Příklad zapojení pro komunikaci po sběrnici RS485 Příklad zapojení modulů s komunikací po síti LAN (Ethernet) Oba způsoby zapojení je možno kombinovat v jedné instalaci dle potřeby. 3

4 Možné topologie zapojení: a) Moduly na sběrnici RS485 umístěné v rozvaděči a vypínače a zátěže rozmístěné v jednotlivých místnostech připojeny k modulům hvězdicovitě vedenou kabeláží (preferovaná varianta) b) Moduly na sběrnici RS485 rozmístěné v pomocných rozvaděčích v jednotlivých místnostech c) Moduly připojené prostřednictvím sítě LAN rozmístěné v pomocných rozvaděčích v jednotlivých místnostech d) Moduly připojené prostřednictvím sítě LAN umístěné v rozvaděči a vypínače a zátěže rozmístěné v jednotlivých místnostech připojeny k modulům hvězdicovitě vedenou kabeláží e) Kombinace variant předchozích variant a) Kabeláž modulu FN s IP komunikací po LAN/Ethernet Příklad zapojení I/O modulu s 8mi výstupními relé Pro připojení ovládacích kontaktů je možno použít jak slaboproudé tak silnoproudé kabely SYKFY, J-Y(St)Y CYKY Ovládací kontakty galvanicky oddělené od řídicí elektroniky a od řízených zátěží Napájení 12Vss pro elektroniku vyhodnocující stavy vstupních kontaktů Napájení 12Vss pro elektroniku modulu Pro připojení ovládaných zátěží možno podle typu a napětí zátěže použít jak silnoproudé kabely ( CYKY ) tak pro nízkonapěťové zátěže i slaboproudé kabely SYKFY, J-Y(St)Y, UTP.. 4

5 b) Kabeláž modulu FN s komunikací po sběrnici RS-485 a hvězdicovou topologií připojení vstupních a výstupních prvků (preferované zapojení) Převodník RS232/485 Řídicí jednotka Control4 Nízkonapěťové (12/24Vss) připojení tlačítek: Příklady kabelů: UTP, SYKFY Je možno použít i silnoproudé kabely např. CYKY 3 x 1,5 CYKY 5 x 1,5 MÍSTNOSTI Silnoproudé připojení zátěží: Je možno použít kabely CYKY 3 x 1,5 (svítidla) CYKY 5 x 1,5 (svítidla, ventily, žaluziové motory) ROZVADĚČ Napájení -dva samostatné zdroje 12V ss 1. pro řídicí a komunikační elektroniku 2. pro elektroniku vyhodnocující stavy vstupních kontaktů Zdroj 12V Zdroj 12V Sběrnice RS485 Příklady kabelů: LAM DATAPAR 2x2x0.8 JYTY 4x1 J-Y(ST)-Y 2x2x0,80 Belden 9501 FTP Další moduly v rozvaděči POZNÁMKA: Pro zajištění rychlého přenosu informace o stisku tlačítek na modulech do nadřízeného systému, je doporučeno na každou sběrnici RS485 umisťovat maximálně 20 modulů řady FN

6 c) Kabeláž modulu FN s komunikací po sběrnici RS-485 u modulu pro řízení stmívání napěťovým signálem 0-10V A) Varianta zapojení se stmívaným zdrojem řízeným napětím 0-10V umístěným v rozvaděči B) Varianta zapojení se stmívaným zdrojem řízeným napětím 0-10V umístěným u svítidla (mimo rozvaděč) Napájení doporučeny tři samostatné zdroje 12V ss pro řídicí a komunikační elektroniku pro elektroniku vyhodnocující stavy vstupních kontaktů pro elektroniku výstupních obvodů 0-10 Délka připojovacího vedení L N PE Silnoproudý kabel připojení zátěže: Je možno použít kabely CYKY 3 x 1,5 apod Silnoproudý kabel připojení fáze zátěže: Je možno použít kabely CYKY 2 x 1,5 apod Stíněný slaboproudý kabel pro řídicí napětí 0-10V (typicky max. N x 10mA) : Je možno použít stíněné kabely: UTP SYKFY LAM DATAPAR 2x2x0.8 JYTY 4x1 J-Y(ST)-Y 2x2x0,80 Belden 9501 FTP L N PE POZNÁMKY: A) Zatížitelnost reléových kontaktů modulu FN 0-10V odpojujících stmívaný zdroj: Max.10A /230V stř., nebo 30V ss pro odporovou zátěž Max.8A/230V stř. pro induktivní zátěž (cos(fi)=0.4) Max. napětí 230V nebo 125V ss Při větším záběrovém proudu je třeba stmívaný zdroj spínat pomocným relé/stykačem s příslušně dimenzovaným výstupním kontaktem. B) Při souběhu slaboproudého kabelu 0-10V se silovým vedením je třeba dodržet vzájemný odstup kabelů cca 50-10mm. C) Délka slaboproudého signalizačního kabelu není významně omezena jinak než úbytkem na odporu kabelu a rušením indukovaným na dlouhých soubězích. Pro běžné stíněné kabely může být desítky až stovky metrů. Délka silnoproudého kabelu je dána zátěží, typem kabelu a příslušnými předpisy popřípadě omezením výrobce stmívaného zdroje. 6

7 POZNÁMKA: Kabeláž zpětnovazebních stavových indikačních LED diod Jsou-li použity je pro vedení napájení stavových indikační LED v tlačítkách a vypínačích doporučeno použít kabely UTP (nebo SYKFY), s možností spojit páry pro zvětšení průřezu při dlouhých vedeních. Je třeba dbát na to, aby průřez a délka použitého kabelu zaručily dostatečnou napětí pro zajištění požadovaného jasu LED na konci vedení. Je možno použít i silové vodiče CYKY. 2. Měření teploty a) Centralizované měření teploty snímači na kabeláži typu hvězda Pro měření teploty je použit I/O modul se 16 ti vstupy pro snímače Dallas DS18B20 které s deskou komunikují rozhraním 1-wire, každý po páru vodičů. I/O modul je vybaven i 16ti tranzistorovými výstupy pro spínání ventilových hlavic radiátorů či podlahových topení, nebo stykačů elektrických podlahových topení. I/O modul komunikuje s řídící jednotkou Control4 po rozhraní RS-232 nebo Ethernet. Snímače Dallas DS18B20 je možno použít bez krytu, nebo některém provedení v průmyslovém krytu (příložném, stopka ), vložit je do interiérového krytu s průduchy pro přívod vzduchu, jehož teplota je měřena, popřípadě je umístit miniaturní v kovové krytce a zapustit do designu libovolného vypínače. PARAMETRY Měřící rozsah teploty -55 až +125 C snímače Dallas DS18B20 Přesnost ±0,5 C v rozsahu -10 až +85 C, jinak ±2 C Maximální délka vodiče snímače 330m (kroucený pár UTP CAT 5e) Napájení I/O modulu 24Vss 16x tranzistorový výstup, maximální proud 0,3 A/výstup Rozměry modulu 106 x 90 x 58mm 6 modulů na DIN Snímače teploty bez krytu Snímače teploty v designu vypínačů Snímače teploty v nástěnných krytech s průduchy Snímače teploty v průmyslovém provedení Maximální délka připojovacího vodiče snímačů je 330m, typ připojení snímače kroucený pár, doporučený typ kabelu UTP CAT 5e Řídicí jednotka Control 4 RS-232 Volitelné připojení 16x ventilová hlavice topení na binární výstupy modulu Volitelné připojení modulu po síti LAN /Ethernet Modul 16x měření teploty, 16x out Router /Switch Ethernet/LAN Zdroj 24Vss 7

8 b) Měření teploty s moduly na kabeláži typu sběrnice (volitelně krátká hvězda) Pro měření teploty jsou použity miniaturní moduly se základní deskou elektroniky, které informace přenáší k řídící jednotce po sběrnici RS-485. Na těchto modulech jsou použity integrované snímače Dallas DS18B20 které s deskou komunikují rozhraním 1-wire. Moduly je možno použít se snímačem Dallas DS18B20 na desce a vložit je do krytu s průduchy pro přívod vzduchu, jehož teplota je měřena, nebo snímače vyvést na kabelu mimo desku a umístit je krytu samostatně, popřípadě je umístit miniaturní v kovové krytce a zapustit do designu libovolného vypínače. Snímače umístěné v dekorativním krytu mimo desku Snímač teploty mimo desku Řídicí jednotka Control4 Snímač na desce Deska se snímačem v dekorativním krytu Max. délka připojovacího kabelu (3 vodiče) k snímači je 20m (UTP, SYKFY ) Převodník RS232/485 Max. délka sběrnice RS485 je 1km (dle typu vodiče a prostředí) Max. 32 modulů na sběrnici Možné topologie zapojení: f) Moduly se snímači na sběrnici RS485 rozmístěné v jednotlivých místnostech g) Moduly na sběrnici RS485 umístěné v rozvaděči a snímače rozmístěné v jednotlivých místnostech připojeny k modulům hvězdicovitě vedenou kabeláží h) Kombinace variant a) + b) PARAMETRY MĚŘENÍ TEPLOTY Měřící rozsah teploty -55 až +125 C. Rozlišení 0,1 C Přesnost ±0,5 C v rozsahu -10 až +85 C, jinak ±2 C Napájecí napětí 7 V až 20 V stejnosměrných s ochranou proti přepólování Proudový odběr typicky 2 ma (max 3mA) Zakončení sběrnice RS485 v modulu - NE; jen odpory 10 kω definující klidový stav linky. 8

9 DOPORUČENÍ Moduly se typicky připojují čtyř žilovým stíněným kabelem (2 vodiče napájení, 2 vodiče sběrnice RS 485). V případě, že je možno napájet modul lokálně, postačují pouze dva vodiče pro sběrnici RS 485. Příklady kabelů: LAM DATAPAR 2x2x0.8, JYTY 4x1, J-Y(ST)-Y 2x2x0,80 Délka sběrnice RS 485 je max. 1000m. Moduly se připojují na sběrnici RS 485 průchozím způsobem (ne odbočkou nebo do hvězdy!). Příklad zapojení sběrnice se moduly snímačů včetně napájení: 3. Řídicí jednotka a A/V technika Druhy připojovacích vedení a. Síťové napájení 230V stř. b. Audio a video signály linková úroveň audia, zesílené audio pro reproduktory, HDMI, kompozitní video (SCART konektory), VGA c. Anténní vstupy d. Řídicí signály signály pro IR LED, RS232, RS485 e. Počítačová síť Ethernet f. Rádiové sítě ZigBee, Z-Wave Ad a) Síťové napájení 230V stř. Řídicí jednotka ba měla být napájena ze stejné fáze jako ostatní centrálně umístěná A/V technika, se společnou zemí nejlépe z jedné mnohonásobné zásuvky, případně se základní přepěťovou ochranou. Pro filtrací krátkých výpadků napájení je doporučeno použít záložní zdroj napájení s krátkou dobou zálohování jednotky minut. 9

10 Ad b) Audio a video signály linková úroveň audia, nesymetrický přenos - typicky červený + bílý konektor pro levý + pravý kanál galvanicky neodděleno - použít společnou zem (jeden společný zemnící bod u všech připojených zařízení ) - nebo galvanický oddělovač - nebo galvanicky oddělující přenos po UTP kabelu Jinak může vlivem vzniklých zemních smyček docházet k vyrovnávání zemních potenciálů nebo naindukovaných napětí i přes signálové vodiče a vzniklé rozdílové proudy vytvoří na odporech vodičů rušivá napětí, která se přidají k užitečnému signálu jako brum. POZNÁMKA: Úrovně napětí linkového audia Typ použití Amplituda špička-špička-v PP (Peak-to-Peak Amplitude) Spotřební elektronika V Profesionální audio V Vstupní impedance audio vstupů Výstupní impedance audio výstupů 10kΩ od 100 do 600 Ω UPOZORNĚNÍ: Pozor na kvalitu audio kabelů! Špatné audio kabely mívají velký odpor a nízkou schopnost stínění! Ad c) Anténní vstupy - Koaxiální kabely dle použitého typu signálu V případě vzniku rušení v důsledku zemní smyčky (napětí na stínění přívodního koaxiálního kabelu) použít VF izolační transformátor nebo oddělení kondenzátory. Ad d) Řídicí signály signály pro IR LED, RS232, RS485 - IR signály Doporučený typ kabelu UTP nebo SYKFY s možností spojit páry pro zvětšení průřezu při dlouhých vedeních. Nehrozí-li silné rušení je možno použít i silové vodiče CYKY. U IR ovládacího signálu se jedná o jednostranně napájený kabel (vysílací LED je od IR přijímače galvanicky oddělena plastovým krytem ). Nemusí být stíněný. Ovládací IR signál je obdélníkový a má frekvenci několik desítek khz a u zdroje (výstupu z řídcí jednotky nebo převodníku na IR) má amplitudu typicky 1 až 1,5V. Je třeba dbát na to, aby průřez a délka kabelu zaručily dostatečnou amplitudu pro buzení LED na konci vedení. Napětí na LED by nemělo poklesnout pod 0,9 až 1V, jinak je možné že LED nebude mít dostatečnou intenzitu svitu, aby prosvítila některé tmavé plastové kryty IR přijímačů. 10

11 - RS-232 doporučeno použít originální stíněné kabely se zakončovacími konektory max. délky do 10m. Použít společnou zem obou propojených zařízení (jeden společný zemnící bod u všech připojených zařízení), nebo galvanický oddělovač RS-232. Možno použít kabely UTP nebo SYKFY. U nízkých rychlostí komunikace (1200 až 9600 baud a v prostředí bez rušení je obvykle možno RS-232 vést až na vzdálenost m. - RS-485 doporučeno použít stíněné sdělovací kabely (pro datovou komunikaci) Příklady kabelů: LAM DATAPAR 2x2x0.8 JYTY 4x1 J-Y(ST)-Y 2x2x0,80 Belden 9501 FTP U dlouhých vedení RS485, nebo u vedení zapojených v nedoporučených topologiích -hvězda, použít galvanické oddělovače, nebo přímo zařízení s galvanicky odděleným rozhraním RS485. Dbát na prevenci rušení v důsledku zemní smyčky na napájení propojených zařízení. Ad e) Počítačová síť Ethernet Zařízení propojená počítačovou sítí Ethernet UTP kabely jsou navzájem galvanicky oddělená, u stíněných kabelů (STP) je zapotřebí stínění připojit na zem jen na jedné straně. Popřípadě pro koncový bod použít napájení ze zdroje s oddělením obvykle spínané napájecí zdroje/adaptéry bez zemního kolíku. V.Doc