Trend
Ein ganz neuer Komfort
Für Technik-Begeisterte dreht sich bei der Zukunft der Automatisierung des Hauses alles um eine optimierte Steuerung und geringere Energiekosten. Von: Jonathan Catchpole, Systemarchitekt, Intelligent Buildings
In der Presse ist immer mehr über das Internet der Dinge, kurz auch IoT für „Internet of Things“, zu lesen. Im Bereich der Heimautomatisierung ermöglicht das Internet der Dinge eine Reihe von Produkten, mit denen Heimfunktionen gesteuert werden. Diese Geräte sind in der Regel über einen Router mit der Cloud verbunden, sodass der Benutzer die Produkte über ein Mobilgerät steuern kann. Das erste Gerät, das mir begegnet ist, war ein IoT-fähiges intelligentes Thermostat, mit dem ich meine Heizung nicht nur besser, sondern auch von der Ferne aus regeln konnte. Nach einer Winterreise in Dänemark in ein warmes Haus zurückzukehren, war zweifellos ein ganz neuer Komfort. Bei diesem Beispiel für Heimautomatisierung hatte ich mich für ein Modell von Hive entscheiden. Das war zwar nicht das attraktivste Thermostat, aber das einzige, das damals in Großbritannien erhältlich war. Das Hive wurde unlängst vom Jawbone-Designer umgestaltet und sieht jetzt sehr viel ansprechender aus. Weitaus wichtiger jedoch: Ich konnte die Regelung meiner Zentralheizung auf meinen Lebensstil ausrichten. Meine Wohnung war genau dann warm, wenn sie es sein sollte, ohne Energie zu verbrennen, wenn sie leer stand.
Ich investierte das gesparte Geld in die weitere Anpassung meiner Steckdosen mit RF-Funkfernbedienung in eine IoT-Version mit eingebautem Bewegungssensor. Hierzu besorgte ich mir den Belkin WeMo Switch und den Insight Switch. Beide sind recht groß, aber die weißen Kunststoffgehäuse sind im Raum eher unauffällig. Jetzt schaltet sich das Licht automatisch ein, wenn ich nach Einbruch der Dunkelheit mit vollen Händen mein Haus betrete. Wenn ich verreist bin, schaltet das über die Cloud gesteuerte System die Lampen zu unterschiedlichen Zeiten ein und aus, damit der Eindruck entsteht, dass jemand zu Hause ist. Komplettiert wurde das System mit einer motorisierten Vorhangschiene. Für die habe ich zwar das Steuerungssystem selbst entwickelt, aber auch hier habe ich IoT-Steckdosen verwendet. Nun werden die Vorhänge im Erdgeschoss geöffnet, bevor ich die Treppe hinuntergehe, sodass ich jeden Morgen vom Sonnenschein begrüßt werde.
Mit dieser zusätzlichen Heizungsregelung konnte ich bei der jährlichen Kraftstoffrechnung 180 Dollar sparen.
Das Internet der Dinge hat seine Nachteile. Die Breitbandverbindung in meinem Wohnort ist nicht gerade die beste. Obwohl die WeMo-Geräte über WLAN mit meinem LAN verbunden sind, wenn mein Mobilgerät mit demselben LAN verbunden ist, erfolgt die gesamte Regelung über die Cloud. Daher kann ich die Beleuchtung nicht immer so schnell einschalten, wie ich das gerne hätte. Und wenn die Internetverbindung weg ist, habe ich auch die Kontrolle über meine Wohnung verloren und sitze im Dunkeln. Dieses Problem lässt sich mithilfe einer Fülle neu angebotener Home Hubs lösen. Einer der interessantesten stammt von dem deutschen Unternehmen Qivicon. Bei den Home Hubs übernimmt die Hardware die Steuerung und Intelligenz von der Cloud. Daher haben Sie auch ohne Internetverbindung die volle Kontrolle über Ihr Heim. Ich habe diese Hardware noch nie verwendet. Interessant finde ich sie vor allem wegen der Marken, die mit ihr arbeiten. Hierzu zählen nicht nur Netatmo, Osram, Philips, Samsung, sondern auch T Mobile, Miele, Sonos und EnBW. Bei einer solchen Auswahl wird ein vollständig vernetztes Heim einfacher denn je.
Die Heimautomatisierung verwandelt Ihre häusliche Umgebung und erweckt sie zu neuem Leben. Egal, ob Sie bei der Stromrechnung sparen, die Effizienz von alltäglichen Aufgaben optimieren, ein grundlegendes Sicherheitssystem einrichten oder einfach nur den Komfort eines Raums verbessern: Für alles gibt es das passende Heimautomatisierungsprodukt. Zudem wächst der Heimautomatisierungsmarkt exponentiell an, da immer mehr Menschen ihr Zuhause anpassen und interaktiver gestalten möchten. Neben der zunehmenden Anzahl an Heimautomatisierungsprodukten gibt es eine Reihe von Wegbereitern wie das Internet der Dinge und Big Data, die Start-Up-Unternehmen Innovationschancen bieten. Bei einer solchen Auswahl an Anbietern ist es meines Erachtens wichtig, die richtigen Komponenten auszuwählen, die Ihrem Entwurf die entscheidende Form und Funktion verleihen. TE bietet auf diesem Markt eine große Produktpalette, und ich möchte Ihnen zeigen, wie Sie diese für Ihre Heimautomatisierung nutzen können.
Lösungen von TE für Heimautomatisierungsprodukte
Die Beleuchtung ist ein wichtiger Teil des häuslichen Komforts. Da sich diese immer mehr hin zu LED-Vorrichtungen verschiebt, entstehen aufgrund der kapazitiven Last des Treibers hohe Einschaltströme. Die RT1-Einschaltstrom- und -Lastrelais wurden mithilfe einer modernen Kontakttechnologie entwickelt, sodass Einschaltströme von bis zu 165 A geschaltet werden können – ideal für Gebäuderegler und intelligente Steckdosen. Diese Steckdosen und Regler versorgen die Lampen und Beleuchtungseinheiten mit Strom, die Ihr Zuhause in eine warme und helle Umgebung verwandeln.
Beim intelligenten Thermostat geht es weniger um Umschaltleistung, sondern vielmehr um das optische Design. Mit dem Trend zur Heimautomatisierung hat sich im Englischen inzwischen der Begriff „Wall Acne“ (Wandakne) etabliert. An unseren Wänden hängen zu viele große Geräte, und die Tage des weißen, quadratischen Thermostats sind gezählt. Wie bereits erwähnt, besitze ich Hive, das unlängst um eine neue Version ihres Thermostatmoduls aktualisiert wurde. Diese neue Version wurde vom Jambox-Designer entworfen und sieht natürlich toll aus. Ich mag aber irgendwie die einfache Eleganz des aus Deutschland stammenden Tado lieber. Im 21. Jahrhundert sind schlanke und flache Designs wünschenswerter denn je. Die IM- und PE-Relais von TE können aufgrund ihres kleinen Formfaktors zu dieser Anforderung beitragen.
Intelligente Thermostate greifen auf die Welt der „Big Data“ zu, um Daten über unsere Heimnutzung zu erfassen. Diese neue Welle an Thermostaten erkennt nicht nur die Temperatur, sondern auch die Präsenz und die Feuchtigkeit. Die Präsenz wird herkömmlich mit einem PIR-Sensor ermittelt. Aber diese Lösung alleine reicht natürlich noch nicht aus. Selbst im Idealfall bieten PIR-Sensoren nicht das erforderliche Maß an Steuerung. Oft bin ich im Büro gesessen und habe verzweifelt mit den Armen gewunken, damit der Sensor endlich wieder das Licht einschaltete. Ein PIR-Sensor erkennt also lediglich Bewegungen, nicht aber die bloße Präsenz. Eine mögliche Lösung wäre ein Thermopile- anstelle eines PIR-Sensors. In der einfachsten Variante besteht ein Thermopile-Sensor aus einigen in Reihe geschalteten Thermoelementen sowie einem Thermistor als Referenz. Auf diese Weise können Temperaturunterschiede in einem Raum und somit Personen unabhängig davon erkannt werden, ob diese sich bewegen oder nicht.
Die Temperatur- und Feuchtigkeitsmessung in ein und demselben Gerät ist eine gängige Lösung, um, Platz zu sparen. Aber warum nicht mit demselben Chip zusätzlich den Druck messen wie beim PTH von TE? Dieses als SMD-Paket verfügbare Produkt hat einen äußerst geringen Stromverbrauch und eignet sich ideal für batteriebetriebene Produkte.
Mit der zunehmenden Anzahl von Drahtlosknoten in einem Zuhause wird die Akkulebensdauer zu einem immer wichtigeren Aspekt des Designs. Ständig die Batterien auswechseln zu müssen ist sehr lästig. Energy Harvesting wird bei Drahtlosschaltern und für Türen und Fenstersensoren eingesetzt.
Die Piezo-Folienelemente von TE erzeugen eine geringe Menge an Energie, mit der ein Drahtlossignal zurück zu einem zentralen Hub gesendet werden kann. Die Piezo-Folie versorgt die Einheit mit Energie und macht somit Batterien überflüssig. Die Piezo-Folie von TE verfügt über einen Empfindlichkeitsgrad, mit dem Vibrationen erkannt werden können – eine innovative und unaufdringliche Art der Bewegungserkennung im Heim.
Da Heimautomatisierungsprodukte in der Regel nachträglich im Heim angebracht werden, sind sie stets drahtlos. Beim Setup müssen sie mit einem zentralen Hub oder Router verbunden werden. Unsere Taktschalter der FSM-Produktreihe bieten eine ideale Methode zum Auslösen der Hardware. Zur FSM-Reihe zählen flache Versionen mit Paketgrößen von 6 x 6 und 4,5 x 2,5 mm für die Oberflächenmontage. Mit dieser Bandbreite haben die Ingenieure die Flexibilität, die sie benötigen, um attraktive Außengehäuse für ihre Heimautomatisierungsprodukte zu entwerfen. Ein Beispiel für den Einsatz dieses Produkts ist der Amazon Dash-Button, der uns auf äußerst kreative Weise zum Einkaufen verleitet. Bei diesem Gadget handelt es sich letztlich um einen takltilen Schalter mit WLAN-Funk. Sie positionieren ihn neben einem Verbrauchsartikel wie z. B. Kaffee. Sobald Ihnen dieser ausgegangen ist, drücken Sie einfach den Knopf, und Ihre Bestellung wird direkt an amazon weitergeleitet. Derzeit ist das Produkt in Europa nicht verfügbar, doch die Hoffnung stirbt zuletzt.
Die meisten Heimautomatisierungsgeräte sind recht groß und tragen so zum oben schon erwähnten „Wall Acne“-Effekt bei. Bislang gibt es noch keinen Trend zu kompakteren Geräten für diesen Bereich. Ein Anbieter von Cloud-Diensten möchte aber, dass eine intelligente Steckdose mit der halben Größe gefertigt wird. Hierbei stellt sich eine wichtige Frage: Wie können all die Funktionsanforderungen im Rahmen der physischen Einschränkungen erfüllt werden? Mit seinen Schaltungsträgern kann TE helfen, diese Probleme zu lösen.
Da gibt es zunächst unser Angebot an Leiterplatte-an-Leiterplatte-Steckverbindern: Der Anreihverbinder mit 0,4 mm ist ein flacher, zweireihiger Steckverbinder mit verschiedenen Positionsoptionen. Wenn Sie ein Gerät mit größerem Raster benötigen, sind unsere Standardmodelle der AMPMODU-Stiftleisten und -sockel mit einem 2,54-mm-Raster und mehreren Positionsoptionen eine gute Wahl. Um die Komponentenanzahl zu verringern, sollten Sie unsere Leiterplatte-an-Leiterplatte-Pressverbinder in Erwägung ziehen. Hierbei handelt es sich um einseitige Steckverbinder, die mit Federkontakten auf den Pads der entsprechenden Leiterplatten angeschlossen werden und 2 A leiten. Mit zwei bis 10 Positionen verfügbar.
Displays fungieren häufig als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine. Sie verfügen über flexible Feinrasterschaltkreise, die an einer Leiterplatte angeschlossen werden müssen. Das FPC-Modell von TE verfügt über Raster von 0,25 bis 1,25 mm und eine Vielzahl an Positionsoptionen. Je nach Ihrem Montageverfahren ist entweder die LIF- (Low Force Insertion) oder die ZIF-Version (Zero Force Insertion) die richtige für Sie. Drähte werden für Heimautomatisierungsprodukte selten eingesetzt, es sei denn, Batterien müssen angeschlossen werden oder beim Einsatz einer einfacher Drahtantenne. In diesem Fall ist eine Draht-an-Leiterplatte-Verbindung erforderlich.
Der Micro SLP- oder AMPSLIM-Steckverbinder mit einer gegengesteckten Höhe von nur 1,4 mm wäre eine ideale Lösung. Derartige Drahtanschlüsse ermöglichen die getrennte Fertigung von Kabelsätzen, sodass das Gegenstück des Steckverbinders per Reflow-Löten auf der Leiterplatte angebracht werden kann. Dadurch kann der Bediener die Gegenstücke schnell und einfach zusammenstecken und muss keine Drähte an die Leiterplatte löten. Das spart Zeit und Geld bei der Fertigung.
Innovationen für neue Technologien
Jeden Tag werden innovative Produkte für die Heimautomatisierung entwickelt – und diese Produkte erfordern jeden Tag ebenso innovative Komponenten. Das umfassende Portfolio an elektronischen Komponenten von TE ergänzt und ermöglicht diese neuen Technologien. Ich bin mehr als gespannt, wohin sich dieser Markt entwickelt, denn er unterliegt nur der Einschränkung unserer Vorstellungskraft.