Huonekortit Dali -valaistusohjausten dokumentoinnissa

Digitaalisiin ohjausväyliin perustuvien valaistusohjausten suunnittelu ja dokumentointi ei oikein onnistu tasopiirustuksilla. On toki nähty laajojakin kohteita joissa painikkeet ja valaistusryhmät on kuvattu tasoon ja siihen on kirjattu joskus huomattavakin määriä ohjelmointiohjeita. Tämä ei kuitenkaan ole kovin selkeä eikä ohjelmoijan kannalta helppokäyttöinen dokumentointitapa. Ongelma on sekin, että loogisia toimintoja kuten porrasvaloautomaattia tai vakiovaloisuussäätöä ei oikein voi tasossa kuvata. Myöskään painikkeiden ja valaisinten välinen yhteys ei kuvasta selviä kun sama väyläkaapeli kiertää kaikki toimilaitteet eikä sinänsä kerro mitään siitä kuka ohjaa mitä.

KNX Finland ry on aiemmin julkaissut huonekorttipohjan KNX -suunnittelua varten. Huonekortti on tällaisten ohjelmoitavien järjestelmien suunnittelussa kätevä työkalu, sillä siinä ohjauksen toiminnallisuus kuvataan selkokielisesti niin, että maallikkokin sen ymmärtää. Huonekortti on siis kätevä väline laadittaessa ohjaussuunnitelmaa yhdessä käyttäjän kanssa. Ohjelmoijalle huonekortti kertoo tarvittavat loogiset toiminnot ja siihen dokumentoidaan toimilaitteille määritetyt osoitteet. Huonekortti voidaan täytettynä lopulta tallettaa kiinteistön huoltokirjaan. Tuskin on ylimitoitettua myöskään liittää huonekorttien paperitulosteet osaksi ryhmäkeskusten piirustuskokoelmaa. Näin muutosten teko on jatkossa helppoa. Digidim Toolbox -järjestelmissä on suotavaa liittää myös Toolbox -projektitiedostot huoltokirjaan sillä osa parametreista kuten ryhmä- ja verkkonimet ei tallennu toimilaitteisiin vaan ne näkyy ainoastaan Toolbox -projektissa.

Dali -ohjelmoinnin ja toimilaitteiden erotessa jonkin verran KNX -laitteista olen laatinut Digidim Dali -järjestelmille oman huonekorttipohjan. Pohja on laadittu Word Template -muodossa jolloin se on helppo täydentää uusissa projekteissa. Imagine -järjestelmissä eli reititinjärjestelmissä pohjaa voi myös soveltaa, mutta siinä on muistettava taltioida reitittimiin liittyvät ominaisuudet kuten IP-osoitteet ja vaikutusalueet.

Lataa Dali-huonekorttiesimerkki

KNX ja DALI -järjestelmien ulkopuolinen ohjaus

Viime kesänä tein hieman tutkimusta selvittääkseni, mistä voisi johtua eräissä kulttuuritaloissa esiintulleet ongelmat ohjauksissa silloin kun sisävalaistuksen ohjaus on toteutettu KNX:llä tai DALI:lla. Joissain tapauksissa taustalla on saattanut olla se, että kahden hyvin erityyppisen järjestelmän yhdistämisessä ei ole ymmärretty tarpeeksi kummankin puolen toiminnallisuuksia. Esitysteknisessä valaistuksessa käytetty DMX512 on myös protokollatasolla hyvin erityyppinen kuin DALI tai KNX mistä syystä järjestelmän toimivuutta ei voi vertailla vain linjan teoreettisia nopeuksia vertailemalla: Kun yhdessä DALI tai KNX -viestissä on yhden ”lampun” ohjaustieto, DMX -viestillä ohjataan nimensä mukaisesti 512 lamppua. Käytännössä toki vähemmän, koska nykyisin yksi valonheitin voi käyttää jopa kymmeniä DMX -osoitteita. Joka tapauksessa tuotaessa yksi DMX -viesti voisi rajapinnassa synnyttää jopa 512 erillistä KNX- tai DALI -viestiä ja tällainen tilanne on rajapinnalle vähintäänkin haastava: tyhjässä DALI -verkossa tällaisen viestimäärän välittäminen toimilaitteille kestäisi noin 8 sekuntia, KNX -verkossa 15 sekuntia.

Järjestelmän ruuhkautuminen on siis suunnittelussa huomioonotettava mahdollisuus. Esitysteknisissä valaistustilanteissa ohjatut kanavamäärät voivat olla huomattavia eikä käytetyille ohjausjärjestelmille ole mikään ongelma ohjata jopa tuhansia valaisimia samanaikaisesti. DMX -rajapinta tuleekin testata huolellisesti. Rajapinta voi toimia luotettavammin jos käytetään 10V tuloyksiköitä. Nekään eivät kuitenkaan ole ongelmattomia kuten testissä havaittiin.

Eräässä salissa ongelmana on se, että valopöydästä ohjattuna KNX-verkon kautta toimiva DALI -liitäntälaite ei aina ohjaa LED -rimoja täysin pois päältä, osa valaisimista voi jäädä hieman kytemään kun sali on pimennetty. Rajapinnan kykyä välittää haluttu ohjauskomento on työmaalla monesti hankala testata. Testaukseen tarvitaan virtalähde tai funktiogeneraattori ja kaksikanavainen oskilloskooppi. Testauskytkentä on seuraavanlainen:

bus_lab

Testitilanteessa siis tuotetaan hidas, sinimuotoinen testijännite jonka huippuarvo vastaa valo-ohjauksen huippuarvoa eli 10 volttia. Kun siniaallon taajuus on esimerkiksi 0,1 Hz, se vastaa käyttötilannetta jossa valopöydän liuku nostetaan ylös ja alas viidessä sekunnissa. Kun ohjaus on säännönmukainen, on helppo tutkia miten hyvin ohjaus välittyy tuloyksikön kautta väylälle ja edelleen toisiin järjestelmiin. Samalla voidaan tutkia tuloyksikön sisältämiä parametreja. Testissä käytetyn ABB:n tuloyksikön asetuksissa voi esimerkiksi määritellä, poimitaanko tulosta arvo kahden sekunnin välein vai aina kun arvo muuttuu yli 1%.

Ensimmäisessä testissä ei käytetty siniaaltoa vaan yksinkertaisesti virtalähdettä, jonka ulostulo oli säädetty kymmeneen volttiin. Testitulos näkyy seuraavassa kuvakaappauksessa oskilloskoopista:

knx_iotest_onoff

Testi osoittaa, että 10 voltin tuloyksikön kautta tehty ohjaus on hidas (kuvassa yksi ruutu vastaa kahta sekuntia). Toinen ongelma on se, että väylän käsitys ohjauksesta ei koskaan yllä täyteen tasoon: vaikka tarkoitus on ohjata valaisinta 100% kirkkaudella, ohjaus yltää vain noin 75%:iin. Silmämääräisesti tällaista himmennystä olisi mahdoton havaita. Mitattaessa valaistusvoimakkuutta saatettaisiin ihmetellä Dialux -mallia alhaisempia arvoja.

Toisessa testissä käytettiin siniaaltoa:

knx_iotest_sini

Ongelmat ovat samoja: ohjaus tottelee hitaasti eikä väylän arvo koskaan yllä samalle tasolle kuin alkuperäinen ohjaus oli. Kun väylän liikennettä tarkastellaan ETS5:n login kautta havaitaan, että yhdestä siniaallon nousuvaiheesta otetaan vain kolme näytettä vaikka tuloyksikön asetus oli lähettää viesti aina kun arvo muuttuu yli 1%. Tämä selittää aallon kulmikkuuden. On siis mahdollista, että tuotteen sovelluksessa on bugi tai sitten syntyvää väyläliikennettä rajoitetaan käyttäjän parametrivalinnoista huolimatta. Alemmasta kuvasta näkee myös selvästi, että signaali ei väylällä laske nollaan vaan jää hieman yli.

Testausjärjestely on kätevästi järjestettävissä myös työmaalla silloin kun vastaanottotarkastuksessa tai valaistuskonseptin suunnittelussa on tarvetta varmentaa ohjausten toimivuutta. Olennaista on myös hahmottaa ohjausten luonne ja erilaisten käyttäjien vaatimukset: Kiinteistönhoidolle kahden sekunnin viive lampun syttymisessä ei ole ongelma, mutta esitysvalaistuksessa se on iso ongelma.

Lisätietoa aiheesta sivutuotteena syntyneestä insinöörityöstäni, jossa käsitellään muutenkin arkkitehtuurivalaistuksen ja ohjausjärjestelmien suhdetta:
Architectural Lighting Controls In Building Automation Systems

Uusi Ilme

Uusien projektien myötä on tullut tarvetta terävöittää myös ilmettämme. Uusi logo on englantilaisen Infographics D. -toimiston käsialaa. Uuden logon myötä myös dokumenttipohjat uusitaan.

Radiopalvelu Logo