Czujniki obecności i ruchu KNX: PIR, HF i podwójna technologia
Wykrywanie obecności jest podstawą energooszczędnego oświetlenia i HVAC w projektach komercyjnych i mieszkaniowych. Niewłaściwy czujnik w złym miejscu powoduje fałszywe wyzwalacze lub pominiętą obecność – oba marnują energię i frustrują użytkowników. Ten przewodnik obejmuje każdy typ technologii, strukturę obiektów grupowych KNX, strojenie czasu podtrzymania i planowanie zasięgu.
Porównanie technologii
Dla wykrywania obecności w systemie KNX dostępne są cztery technologie detekcji. Każda z nich opiera się na innym fizycznym mechanizmie, który określa jej mocne i słabe strony w danym zastosowaniu. Wybór niewłaściwej technologii jest najczęstszą przyczyną skarg dotyczących sterowania obecnością.
| Technologia | Zasada detekcji | Wykrywanie osób siedzących | Ryzyko fałszywych wyzwalaczy | Obszar pokrycia | Zakres cenowy | Najlepsze zastosowanie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PIR | Pasywna podczerwień — wykrywa ruch ciepła ciała przez strefy detekcji | Nie — pomija nieruchomą osobę | Średnia — światło słoneczne, ciepłe powietrze HVAC | 5–10 m, 180°/360° | €30–€80 | Korytarze, klatki schodowe, WC |
| Wysoka częstotliwość (HF) | Radar 24 GHz — wykrywa mikroruchy (oddychanie, pisanie) | Tak — wykrywa obecność siedzącą | Niski-średni — przepływ powietrza HVAC, wentylatory | Do 8 m, 360° | €80–€180 | Biura, sale konferencyjne, stanowiska pracy w boksach |
| Technologia podwójna (PIR+HF) | Aktywacja przy ruchu PIR, pozostaje włączona dzięki mikroruchom HF | Tak — najlepsze z obu światów | Niski — wymaga zgody obu czujników | 5–8 m, 360° | €120–€250 | Sale konferencyjne, biura open-space |
| Oparte na kamerze (AI) | Analiza wideo wykrywa obecność i liczy osoby | Tak – najwyższa dokładność | Bardzo niskie – filtrowanie kontekstowe AI | Zdefiniowane strefowo | €300–€1,000+ | Sale konferencyjne, ekskluzywne rezydencje |
Detektory PIR
Detektory PIR (pasywna podczerwień) wykrywają zmianę promieniowania podczerwonego, gdy ciepłe ciało porusza się przez strefy detekcji utworzone przez soczewkę Fresnela. Kluczowym słowem jest ruch – osoba siedząca nieruchomo przy biurku nie zostanie wykryta po ustaniu początkowego ruchu. To sprawia, że PIR nie nadaje się do stanowisk biurowych, ale jest idealny do korytarzy i klatek schodowych, gdzie osoby są zawsze w ruchu.
Specyfikacje PIR
- Zasięg detekcji: typowa średnica 5–10 m przy wysokości sufitu 3 m
- Pokrycie: 180° (montaż na ścianie) lub 360° (montaż na suficie)
- Wyzwalacz: wykrywanie ruchu przy przekraczaniu stref (nie statyczna obecność)
- Czujnik lux: większość jednostek PIR ma zintegrowany pomiar luksów
- Prąd magistrali: zazwyczaj 5–10 mA z KNX TP
Określone produkty PIR
- MDT BE-TP55.01: 360° sufit, średnica 8 m, zintegrowany lux, 3 kanały
- Busch-Jaeger 6855-84: 360° sufit, 8 m, certyfikowany KNX, zestaw parametrów ETS6
- Theben LUXA 102 KNX: 360° sufit, 10 m, 6 stref PIR, zaawansowana regulacja oświetlenia
Czujniki PIR wyłączą światło, gdy osoba siedzi nieruchomo przy biurku. W obszarach stanowisk pracy przełącz na technologię HF lub podwójną. Zarezerwuj PIR dla korytarzy, klatek schodowych, WC i pomieszczeń magazynowych, gdzie gwarantowany jest stały ruch.
Czujniki wysokiej częstotliwości (HF)
Czujniki HF emitują sygnał radarowy 24 GHz i mierzą przesunięcie Dopplera odbite od poruszających się obiektów. Przy 24 GHz długość fali jest wystarczająco krótka, aby wykryć ruch klatki piersiowej podczas oddychania – oznacza to, że osoba siedząca nieruchomo i pracująca przy klawiaturze będzie stale uruchamiać czujnik. HF to właściwa technologia dla każdej przestrzeni, w której należy wykryć obecność siedzącą.
Główną słabością HF jest wrażliwość na ruch powietrza z HVAC oraz na wszelkie wibrujące obiekty mechaniczne w strefie pokrycia. Czułość musi być prawidłowo skonfigurowana podczas uruchamiania – zbyt wysoka powoduje fałszywe wyzwalania przez przepływ powietrza HVAC; zbyt niska powoduje pomijanie drobnych ruchów.
Specyfikacje HF
- Częstotliwość: Radar pasma ISM 24 GHz
- Detekcja: mikroruchy, w tym oddychanie i pisanie
- Pokrycie: do 8 m średnicy, montaż sufitowy 360°
- Czułość: konfigurowalna przez parametr ETS — dostosowanie do środowiska HVAC
- Fałszywe wyzwalacze: Przepływ powietrza HVAC, wentylatory, obiekty oscylacyjne
Określone produkty HF
- Steinel ECOS HF KNX: 24 GHz, 8 m, regulowana czułość, szyna DIN 2 TE lub sufit
- ABB-free@home detektor HF: 24 GHz jednostka sufitowa, zoptymalizowane strefy czułości dla otwartych przestrzeni
Najlepsze zastosowania dla HF: biura open space, indywidualne stanowiska pracy, sale konferencyjne, kabiny toaletowe, pokoje hotelowe i wszędzie tam, gdzie osoba może pozostawać nieruchomo przez dłuższy czas. Nie montuj detektora HF bezpośrednio nad nawiewnikiem HVAC.
Podwójna technologia (PIR + HF)
Detektory podwójnej technologii łączą PIR i HF w jednym urządzeniu, stosując dwustopniową logikę: PIR inicjuje zdarzenie obecności (rejestrując wejście do pomieszczenia), a czujnik HF podtrzymuje sygnał obecności tak długo, jak wykrywany jest jakikolwiek ruch – w tym oddychanie. Oba czujniki muszą się zgodzić, zanim nastąpi fałszywe wyzwolenie, co drastycznie ogranicza niepożądane przełączanie.
Podwójna technologia jest zalecanym standardem dla sal konferencyjnych i biur, gdzie użytkownicy przełączają się między aktywnym ruchem a skupioną pracą siedzącą. Dodatkowy koszt w porównaniu do urządzeń z pojedynczą technologią jest uzasadniony eliminacją głównej skargi użytkowników (światło wyłączające się w trakcie spotkania).
MDT SCA-PD55.01
- • PIR + HF podwójna technologia, 360° sufit
- • Zintegrowany czujnik natężenia oświetlenia (DPT 9.004)
- • 3 oddzielne kanały wyjściowe (oświetlenie, HVAC, zacienienie)
- • Wejście slave do łączenia stref wielu detektorów
- • Wejście wyłączające dla trybu czyszczenia
- • Montaż na szynie DIN lub suficie, zasilanie z magistrali
Siemens 5WG1258
- • PIR + HF, 360° sufit, średnica 8 m
- • Konfigurowalny czas podtrzymania na kanał wyjściowy
- • Zintegrowany pomiar natężenia oświetlenia
- • Zestaw parametrów ETS6 z konfiguracją stref
Obiekty grupowe KNX
Czujki obecności KNX udostępniają wiele obiektów grupowych w zależności od produktu. Zrozumienie, którego obiektu użyć dla danej funkcji, zapobiega błędnym połączeniom w ETS.
| Obiekt grupowy | DPT | Kierunek | Opis |
|---|---|---|---|
| Wyjście obecności | DPT 1.001 | Wyślij | 1 = wykryto obecność; 0 = brak (po czasie przytrzymania) |
| Wyjście jasności | DPT 9.004 | Wyślij | Aktualna zmierzona wartość luksów (typowy zakres 0–2000 luksów) |
| Wejście podrzędne | DPT 1.001 | Odbierz | Odbiera obecność z innego detektora – rozszerza zasięg strefy |
| Wyłącz wejście | DPT 1.002 | Odbierz | 1 = blokada detektora (tryb czyszczenia); 0 = normalna praca |
| Kanał wyjściowy 1 | DPT 1.001 | Wyślij | Oddzielne wyjście obecności – zazwyczaj podłączone do siłownika oświetlenia |
| Kanał wyjściowy 2 | DPT 1.001 | Wyślij | Oddzielne wyjście obecności – zazwyczaj podłączone do wentylatora HVAC |
| Kanał wyjściowy 3 | DPT 1.001 | Wyślij | Oddzielne wyjście obecności – zazwyczaj podłączone do siłownika żaluzji |
Struktura adresów grupowych ETS – przykład sali konferencyjnej
1/0/1 → Presence (DPT 1.001) ← MDT SCA-PD55.01 Output Ch1
→ Gira 2118 10 Switch actuator Ch1 (lighting)
1/0/2 → Brightness (DPT 9.004) ← MDT SCA-PD55.01 Lux output
→ DALI gateway brightness controller input
1/0/3 → HVAC presence (DPT 1.001) ← MDT SCA-PD55.01 Output Ch2
→ MDT AKH-0400.02 Fan coil controller
1/0/10 → Disable (DPT 1.002) → MDT SCA-PD55.01 Disable input
← Push-button (cleaning staff override)Konfiguracja czasu podtrzymania
Czas podtrzymania to opóźnienie między ostatnim wykrytym ruchem a wysłaniem telegramu nieobecności (DPT 1.001, wartość 0). Prawidłowe ustawienie czasu podtrzymania jest kluczowe – zbyt krótki powoduje migotanie świateł podczas krótkiego bezruchu; zbyt długi marnuje energię w naprawdę pustych pomieszczeniach.
| Typ pomieszczenia | Zalecany czas podtrzymania | Uzasadnienie |
|---|---|---|
| Otwarte biuro | 15–30 minut | Użytkownicy mogą siedzieć nieruchomo przez długi czas; tryb HVAC nie powinien często przełączać |
| Gabinet prywatny | 10–15 minut | Pojedynczy użytkownik – krótka nieobecność na kawę/WC nie powinna resetować nastawy HVAC |
| Sala konferencyjna | 10–20 minut | Dyskusje grupowe mogą mieć przerwy; migotanie światła podczas prezentacji jest niedopuszczalne |
| Korytarz / klatka schodowa | 5–10 minut | Przestrzeń tranzytowa – wydłużony czas przytrzymania marnuje energię bez korzyści z obecności |
| Toaleta / WC | 2–5 minut | Oczekiwany krótki pobyt; 2 minuty po ostatnim ruchu są wystarczające |
| Pomieszczenie magazynowe | 3–8 minut | Aktywność jest krótka; brak uwzględnienia komfortu dla HVAC |
Skonfiguruj osobne czasy podtrzymania dla każdego kanału wyjściowego, jeśli detektor to obsługuje. Oświetlenie może używać krótszego czasu podtrzymania (5 minut), podczas gdy kanał HVAC używa dłuższego czasu (20 minut) – pomieszczenie nie musi być ponownie ogrzewane tylko dlatego, że światło włączyło się na krótko.
Powiązanie progu luksowego
Większość detektorów obecności KNX zawiera zintegrowany czujnik luksowy (natężenia oświetlenia). Połączenie sygnału obecności z zmierzonym poziomem luksów umożliwia przełączanie zależne od światła dziennego: światła włączają się tylko wtedy, gdy spełnione są oba warunki – osoba obecna ORAZ światło dzienne poniżej progu.
Logika powiązania luksowego – blok logiczny ETS
Inputs: GA 1/0/1 → Presence (DPT 1.001) value = 1 (occupied) GA 1/0/2 → Measured lux (DPT 9.004) value = 320 lux (measured) Parameters (ETS logic block or detector internal): Lux threshold = 500 lux (above this = sufficient daylight) Logic: IF presence = 1 AND measured_lux < 500: send ON to lighting GA IF presence = 1 AND measured_lux >= 500: send nothing (daylight sufficient) IF presence = 0: send OFF to lighting GA (after hold time) Result: On a sunny day (>500 lux at desk): no artificial light even if room occupied In the evening (<500 lux): lighting switches on at occupancy
MDT SCA-PD55.01 implementuje tę logikę wewnętrznie – próg luksowy jest konfigurowany w parametrach ETS, a detektor wysyła telegram obecności na wyjściu 1 tylko wtedy, gdy poziom luksów jest poniżej progu. Do podstawowego powiązania z światłem dziennym nie jest wymagany zewnętrzny blok logiczny.
Typowe wartości progu luksowego w zależności od pomieszczenia
- Stanowisko biurowe: Próg 300–500 luksów (EN 12464-1 wymaga 500 luksów na biurku)
- Sala konferencyjna: Próg 300–400 luksów
- Korytarz: Próg 100–200 luksów (niższe wymagania)
- Recepcja / hol: Próg 200–300 luksów
Planowanie pokrycia
Zasięg pokrycia zależy od wysokości sufitu i kąta montażu detektora. W przypadku sufitowych detektorów 360° efektywna średnica detekcji na podłodze wynosi około 1,5× wysokość sufitu dla PIR i nieco większa dla HF.
| Wysokość sufitu | Średnica PIR (podłoga) | Średnica HF (podłoga) | Maksymalna szerokość pomieszczenia (pojedynczy detektor) |
|---|---|---|---|
| 2,6 m | 3,9 m | 5,2 m | ≤ 4m |
| 2,8m | 4,2m | 5,6m | ≤ 4,5m |
| 3,0m | 4,5m | 6,0m | ≤ 5m |
| 3,5m | 5,25m | 7,0m | ≤ 6m |
| 4,0m | 6,0m | 8,0m | ≤ 7m |
Pomieszczenia szersze niż zasięg pojedynczego czujnika
Użyj dwóch czujników na wspólnym adresie grupowym z połączeniem slave/master. Podłącz wyjście obecności czujnika 2 do wejścia slave czujnika 1 (i odwrotnie), aby każdy czujnik podtrzymujący obecność utrzymywał strefę aktywną. Nałóż strefy pokrycia na siebie w środku pomieszczenia o około 15–20%.
Łańcuchy czujników korytarzowych
W przypadku korytarzy dłuższych niż zasięg pojedynczego czujnika, rozmieszczaj czujniki w odległości 80% nominalnego zasięgu i podłącz wszystkie wyjścia obecności do tego samego adresu grupy oświetleniowej. Każdy czujnik niezależnie uruchamia oświetlenie dla całej strefy korytarza – bez potrzeby stosowania bloku logicznego.
Częste błędy
Czujnik PIR zamontowany w bezpośrednim świetle słonecznym lub w pobliżu okna południowego
Rozwiązanie: Światło słoneczne lub odbite światło słoneczne nierównomiernie nagrzewa powierzchnie ścian i podłóg – kontrast podczerwieni między tłem a ciałem zanika, powodując fałszywe wyzwolenia lub brak detekcji. Montuj czujniki PIR na ścianach północnych lub suficie, z dala od promieniowania okiennego.
Czujnik PIR lub HF zamontowany bezpośrednio nad nawiewnikiem HVAC
Rozwiązanie: Ciepłe powietrze nawiewane z HVAC przechodzące przez strefy PIR wywołuje fałszywą obecność. Czujniki HF interpretują turbulentny ruch powietrza jako mikroruch. Przesuń czujnik co najmniej 1 m od nawiewnika HVAC i zmniejsz czułość HF w parametrach ETS.
Czujnik HF zamontowany w pobliżu monitora CRT lub zasilacza impulsowego
Rozwiązanie: Monitory CRT i niektóre zasilacze impulsowe emitują zakłócenia w paśmie 24 GHz. Nowoczesne sterowniki LED i monitory LCD są zazwyczaj bezpieczne, ale zawsze uruchamiaj czujniki HF przy włączonym całym sprzęcie, aby zweryfikować brak zakłóceń.
Wiele czujników pokrywających tę samą strefę bez połączenia slave/master
Rozwiązanie: Jeśli dwa czujniki w pomieszczeniu niezależnie wysyłają sygnały na ten sam adres grupy oświetlenia, światło wyłącza się po upływie czasu czujnika 1, nawet jeśli czujnik 2 nadal wykrywa obecność. Skonfiguruj połączenie wejścia slave w ETS, aby oba czujniki współdzieliły jeden stan obecności.
Używanie pojedynczego czujnika PIR w dużym biurze open space
Rozwiązanie: Biura open space wymagają czujników HF lub podwójnej technologii, zazwyczaj wielu jednostek. Oblicz zasięg na podstawie wysokości sufitu i wymiarów pomieszczenia – rozmieszczaj czujniki w odstępach maksymalnie 80% średnicy nominalnej, aby zapewnić nakładanie się.
Czas podtrzymania ustawiony zbyt krótko dla aplikacji
Rozwiązanie: 30-sekundowy czas podtrzymania w biurze spowoduje wyłączenie światła za każdym razem, gdy użytkownik zatrzyma się na chwilę. Zacznij od 15 minut dla biur, 5 minut dla korytarzy i dostosuj na podstawie informacji zwrotnych z uruchomienia. Łatwiej jest skrócić działający czas podtrzymania niż diagnozować skargi na migotanie po przekazaniu.
Integracja czujników w szafie KNX
Wybieramy i wstępnie okablowujemy czujniki KNX w oparciu o wymagania przestrzenne – detektory obecności, czujniki CO2 i temperatury zintegrowane z projektem szafy, z poprawnymi mapowaniami DPT zweryfikowanymi przed dostawą.
Poproś o wycenę →