Akıllı evler ve binalar ya da bir başka deyişle ev ve bina otomasyonu uygulanmış yapılar, küresel ısınma, enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji kaynakları gibi kavramların önem kazanmasıyla birlikte hayatımıza daha fazla girmeye başlamıştır.
Temel olarak ev yada bina içinde birbiri ile haberleşebilen ve etkileşen cihazların yerleştirilmesi ile oluşturulan bu sistemler de en belirleyici özellik sistemi karakterize eden haberleşme protokolü ve veri iletim ortamıdır.
Dünya çapında kabul görmüş ve standartlaşmış protokollerin, sürdürülebilirlik, rekabet artışı, birlikte çalışabilirlik, uyumluluk, ürün çeşitliliği ve desteği gibi nedenlerle özel protokoller ile tanımlanmış otomasyon sistemlerine göre önemli avantajları ortaya vardır.
Bu anlamda bakıldığına KNX protokolü, gerek ilk resmi ev ve bina otomasyon standardı olması, dünya çapındaki üretici ve uygulayıcı yaygınlığı ile ön plana çıkmaktadır. Bu makalede, dünya çapındaki bina ve ev otomasyon standartları ve özellikle KNX protokolü üzerinde inceleme yapılacaktır.
Özet Bölümü
Ev ve Bina Otomasyonunun Faydaları, Karşılaşılan Zorluklar
Ev otomasyonu konusundaki ilk düşünceler 1940 lı yıllarda, gelecek projeleri olarak fuarlarda, yazılarda ve romanlarda hayat bulmuştur.
İlk realistik çalışmalar ise 1970 lı yılların başlarında, aydınlatma otomasyonu ve küçük cihazların kontrolü ile başlamıştır. Daha önceleri akıllı evler ve binalar, kullanım konforu ve güvenlik amaçlı olarak ön plana çıkarken, 80 li yıllardan sonra petrol krizi, küresel ısınma gibi kavramların ortaya çıkışı, enerjiyi daha verimli kullanan ve tasarruf sağlayan otomasyon sistemlerinin önemini artmıştır.
Avrupa birliğinde yapılan araştırmalar enerjinin %35 – %40 ının binalar tarafından harcandığını göstermektedir.
Bina otomasyonunda Enerji verimliliği, güvenlik ile birlikte daha önemli iken, son 20 yılda evsel enerji kullanım oranının enerji tüketimindeki payı hızla artması, enerji verimliğini artıran ev otomasyon sistemlerinin kullanımını teşvik etmektedir. Enerjinin verimli kullanımı üç temel faktörle sağlanabilir.
- Teknolojik Gelişmeler İle Daha Verimli Cihazların Kullanılması
- Ürünlerin Kullanım Biçimleri
- Daha Az Tüketen Ürünlere Yönelim.
Son iki madde tüketicilerin alışkanlıkları ve davranış biçimleri ile ilgili olduğu için otomasyon sistemlerinin önemi burada daha da artmaktadır. Yapılan araştırmalar, kullanılan otomasyon teknolojisine ve ortama bağlı olarak %50 ye ulaşan oranlarda tasarruf sağlanabildiğini göstermektedir
Ev ve Bina Otomasyon Sistemlerinin Temel Faydalarını Birkaç Maddede Özetlemek Mümkündür;
- Kullanıcıya sağlanan konfor ve kolaylık ve zaman kazanımı
- Güvenlik
- Enerji verimliliği
Kullanıcılar, ev otomasyonunun sağladığı imkanlar ile daha konforlu bir yaşamı, daha kolayca sağlayabiliriler. Tek bir düğmeye dokunuşla, evin kendi isteklerine göre yapılanması mümkün olacaktır.
Rüzgar çıktığında, tentelerin kapatılması, güneş ışığına göre aydınlatmanın ayarlanması, her oda için farklı konfor değerleri sağlanması, uyku, sohbet, TV izleme durumları için istenen koşulların oluşturulması gibi özellikler kullanıcılara istedikleri konforu sağlayacağı gibi, kendilerine ve ailelerine daha fazla zaman ayırmasına imkan verir.
Akıllı ev’ler daha güvenlidir. Kişiler evde olmadıklarında yaşam senaryoları ve alarmlar ile Hırsızlıkların önüne geçmek çok daha kolaydır.
Akıllı evler daha güvenlidir, çünkü sistemler uzaktan kontrol edilebilir, alarmlar uzaktan alınabilir. Çoğu durumda bilinçsiz kullanım ya da ilgisizlik enerji kayıplarına sebep olmaktadır. Akıllı binalar dinamik HVAC , aydınlatma, ve cihaz yönetimi ile enerji tasarrufunu optimize edecek şekilde yapılandırılabilir.
Akıllı Ev Sistemlerinin Uygulanmasında Aşağıdaki Zorlukların Aşılmış Olması, Sistemlerin Kullanımını Teşvik Edecektir.
Birlikte çalışabilirlik: Akıllı bina teknolojileri farklı üreticilerin ürünlerini aynı ortamda uyumlu olarak çalıştırabilir şekilde tasarlanmış olmalı ve yeterli ürün çeşitliliğini sağlamalıdır. Bunun için açık standartlar çok önemlidir.
Sisteme yeni bir cihazı eklenmesi: Sisteme yeni bir cihaz ekleme kolay olmalıdır. Sistem modüler yapıda tasarlanabilmelidir.
Kullanıcı Ara yüzleri: Akıllı ev sisteminde kullanılacak cihazlar, kullanıcıların kolaylıkla ve rahatça kullanabileceği şekilde tasarlanabilmelidir.
Maliyet: Akıllı ev sistemlerinde kullanımı engelleyen önemli faktörlerden biriside maliyettir. Sistem maliyeti bir çok kullanıcının karşılayabileceği düzeyde olmalı. Enerji tasarrufu da düşünüldüğünde makul bir sürede kendini amorti edebilecek maliyetler elde edilebilmelidir.
Nokta Sayısı: Sisteme bağlanabilecek cihaz sayısı küçük ölçekli bir sistemden büyük ölçekli bir sisteme kadar kurulumları destekleyebilmelidir.
Pil Gücü: Kablosuz sistemler ile oluşturulan akıllı ev sistemlerinde, cihazların pil tüketimi uzun süre pil değişimi gerektirmeyecek kadar az olmalıdır.
Ev Otomasyonunun Kapsamı Nedir
Ev otomasyonu, Akıllı evler ya da domotics , bina otomasyonun bir alt kümesidir. Bina otomasyonu, asansör sistemleri, güvenlik, görüntü aktarım sistemleri, uydu sistemleri, yangın sistemleri gibi diğer sistemleri de kapsamaktadır.
Akıllı evler, Ev sakinlerinin yaşamını kolaylaştırarak maksimum konfor ve yaşam kalitesi sağlamak için, evdeki tüm cihazların elektronik ortamda ortak bir dil ile konuştuğu cihazlardan oluşan evlerdir.
Akıllı ev sistemlerini oluşturan cihazlar hem birbirleriyle, hem de kullanıcı ile haberleşerek yaşayan bir platform oluştururlar. Tipik ev otomasyonu uygulamaları Şekil 2 de görüldüğü gibidir.
Ev ve Bina otomasyonu, tipik olarak algılayıcılar ve uyarıcılar, işlevleri yerine getiren uygulayıcı (aktüatörler) ve pek çok uygulamada merkezi kontrol ünitesi ve benzeri cihazlardan oluşur. Buradaki temel faktör cihazların haberleşebilme özelliğine sahip olmasıdır. Cihazlar kendi aralarında ya da bir merkez ile haberleşebilirler. Bu sayede algılanan komutlar veya uyarılar uygulanmaları için aktüatör cihazlara aktarılır.
Akıllı Ev Sisteminde Kullanılan Cihazları Aşağıdaki Gibi Sınıflandırmak Mümkündür
- Algılayıcılar, Uyarıcılar
- Anahtar algılayıcılar: Push buton, dokunmatik
- Varlık, Hareket, Gaz, Duman, Işık, Kuru Kontak, Rüzgar, Nem, Yağmur algılayıcılar
- Termostatlı anahtar algılayıcılar
- Zamanlayıcılar
- Aktüatörler
- HVAC kontrol sistemleri
- Anahtar , Perde-Jaluzi Aktüatörleri
- Dimmer Sürücüleri
- Multimedya kontrol sistemleri
- Sistem Cihazları
- Programlayıcılar
- IP çeviriciler
- Kontrol Panelleri
- Mobil Kontrol uygulama yazılımları
- Sesli – Görüntülü Kapı Kontrol sistemleri
- Protokol Dönüştürücüler
Ev ve Bina otomasyon sistemlerinde kullanılan ürün ve uygulama çeşitliğinin çok fazla olması nedeniyle tüm bu cihazların tek bir protokol ile haberleşmeleri çok farklı üreticilerden ve standartların kapsamının dar olmasından dolayı pratikte pek de mümkün gözükmemektedir.
Dolayısıyla, Otomasyon sistemleri genellikle bir temel protokol üzerinde çalışmalarına rağmen, gateway cihazları kullanılarak çok protokollü yapılar ile gerçekleştirilmektedir. Burada önemli faktör, sistemin bütününü kontrol eden yapının standartlaşmış bir mimariye sahip olmasıdır.
Ev ve Bina Otomasyon Teknolojileri Nelerdir
İlk otomasyon sistemleri basit açma kapama işlemlerini gerçekleştirmek amacıyla tasarlanmışlardı. Bunlardan ilki ECHO IV dür. Ancak uygulama alanı bulabilen ilk otomasyon protokolü 1975 de kullanılmaya başlanan X10 dur.
Zaman içinde teknolojik ilerlemeler ile birlikte yeni daha kapsamlı ve güvenli teknolojiler ortaya çıkmıştır. Temel olarak haberleşme işlemi için 3 farklı yöntem mevcuttur.
Bükülü tel üzerinde çalışan sistemler: Bu sistemlerde cihazlar için bir haberleşme bağlantısı gerekmektedir. Uygulama güvenliği açısında, en yüksek dereceyi almasına rağmen, altyapı için kablolama gereksinimi en büyük dezavantajlarıdır.
Elektrik hattı üzerinden haberleşen sistemler: Elektrik şebekesindeki gürültüler nedeniyle dezavantaja sahip bu sistemler, OFDM bazlı, geniş bandlı haberleşme teknolojileri ile birlikte bu konuda önemli bir aşama kaydetmiştir.
Kablosuz Haberleşme kullanan cihazlar: Bu sistemler, bağlantı özgürlüğü sağlarken en büyük dezavantajları; girişim, sinyal zayıflaması, güvenlik ve pil ihtiyacıdır.
Günümüz itibariyle bakıldığında, ev ve bina otomasyonu amaçlı pek çok uygulama ve protokol mevcuttur. Bunların bir kısmı özel protokollere dayanıp, ölçeklenebilirliği, birlikte çalışabilirliği, sürdürülebilirliği ve ürün çeşitliliği olmayan, üreticiye bağlı sistemlerdir.
Akıllı ve ve Bina otomasyonunun geleceği dünya çapında standartlaşmış , birlikte çalışabilirliğe sahip, ölçeklenebilir teknolojilerden geçmektedir.
Sonuç;
Bu yazıda akıllı bina ve ev otomasyon teknolojileri ile ilgili temel bilgiler verilmeye çalışılmıştır. Bununla birlikte Özellikle Avrupa da ve Ülkemizde yoğun biçimde kullanılan açık standardlı KNX protokolüne yer verilmiştir. Yeni teknolojik gelişmeler ve fiyatların düşmesi ile birlikte Ev ve Bina otomasyon sistemlerinin cazibesi ve önemi gitgide artmaktadır.
Yapılan araştırmalara göre ev ve bina otomasyon sistemlerinin 2018 yılında kimi kaynaklara göre 12, kimi kaynaklara göre 14 Milyar$ , 2020 yılında ise 30 -35 Milyar$ olacağı söylenmektedir. Daha optimistik araştırmalar 70 Milyar$ lardan bahsetmektedir. Rakamların doğruluğu tartışma konusu olsa da, Akıllı ev ve bina sistemlerinin pazarının hızla büyüdüğü bir gerçektir.
Bir sonraki yazımızda , özellikle Avrupa da ve Ülkemizde ev ve bina otomasyon sistemleri alanında en yaygın kullanılan otomasyon protokolü olan KNX protokolünden bahsedeceğiz.
