Melder und Lichtsysteme kabellos vernetzen

Lichtsteuerung mit Bluetooth

Mithilfe von Bluetooth Mesh lassen sich Bewegungs- und Präsenzmelder sowie intelligente LED-Sensor-Lichtsysteme kabellos vernetzen, gruppieren und bedienen. Der herstellerübergreifende Standard ermöglicht damit eine einfache Implementierung von modernen Beleuchtungslösungen – sowohl im Neubau als auch im Gebäudebestand. Bluetooth Mesh eröffnet damit weitere Chancen zur Reduzierung des Energieverbrauchs für die Beleuchtung.

Bereits in den 1980ern begann bei dem Hersteller Steinel mit der Entwicklung der ersten Sensorleuchte und des ersten Bewegungsmelders die Ära des automatischen Lichtes. Dieses wird nur dann eingeschaltet, wenn es tatsächlich benötigt wird. Diese nutzungsabhängige Schaltung setzt voraus, dass die Anwesenheit eines Menschen in einem Raum oder Bereich verlässlich erkannt wird. Technologiebedingt wurden Bewegungsmelder und Sensorleuchten anfangs nur im Außenbereich eingesetzt. Mit der Weiterentwicklung der Erfassungstechnologien ist die Verwendung im Innenbereich von Gebäuden heute problemlos möglich und bietet ein hohes Einsparpotential.

Aktuelle Erfassungstechnologien

In der Praxis stehen heute, je nach Erfassungsaufgabe und Einsatzort, verschiedene Erfassungstechnologien zur Verfügung. Als Klassiker gilt die Passiv-Infrarot-Technologie (PIR), die anhand der Infrarotstrahlung des Menschen die Anwesenheit einer Person erkennt. Die nach dem Doppler-Prinzip arbeitende Hochfrequenz-Technologie (HF) erkennt als aktives System, ob sich eine Person im Erfassungsbereich aufhält, wenn sich das Echobild durch eine Bewegung verändert. Die für den Einsatz im Außenbereich entwickelte intelligente HF-Technologie (iHF) erfasst ausschließlich menschliche Bewegungen. HF-Wellen durchdringen bestimmte Materialien wie Glas, Holz oder Leichtbauwände. LED-Sensorleuchten von Steinel enthalten daher als Lichtkomplettsystem einen unsichtbar integrierten, hochwertigen HF-Sensor. Die True Presence Technologie von Steinel als Weiterentwicklung der HF-Technologie erkennt die Anwesenheit einer Person anhand der natürlichen menschlichen Atembewegungen. Auch Ultraschall-Sensoren arbeiten als aktives System. Sie füllen einen Raum komplett aus und erkennen eine anwesende Person ebenfalls anhand der Veränderung des Echobildes durch eine Bewegung. Die Bildsensorik benötigt für die Anwesenheitserkennung keine Bewegung einer Person. Sie liefert zuverlässige Ergebnisse durch die Analyse eines optischen Bildes.

Lichtintelligenz dank kabelloser Vernetzung

Soll Licht intelligent geschaltet werden, kann dies mithilfe der Installation von Bewegungs- und Präsenzmeldern in Kombination mit vorhandenen Lichtsystemen erfolgen. Ebenso ist es möglich, alte Lichtsysteme komplett gegen eine moderne LED-Sensorlichtlösung auszutauschen. Will man größere Flächen beleuchten, wurden Sensoren oder Lichtsysteme in der Vergangenheit per Kabel miteinander verbunden. Voraussetzung hierfür ist eine präzise Planung im Vorfeld. Während dies bei einem Neubau noch leicht zu realisieren ist, ist das Vorgehen bei einer Renovation meist nicht mehr praktikabel. Im Vergleich ist eine kabellose Vernetzung per Funk vorteilhafter, schon allein, weil die zeitaufwändige und meist sehr teure Kabelverlegung entfällt.

Flexibilität in der Raumnutzung

Sollen Kabel fest verlegt werden, muss bereits bei der Planung genau festgelegt werden, wie ein Raum künftig genutzt werden soll. Ändert sich die Raumnutzung im Laufe der Zeit, hat dies meist auch Einfluss auf die Lichtsteuerung. Bei einer kabellosen Vernetzung lassen sich Räumlichkeiten flexibel nutzen. Innerhalb eines Netzwerkes können Zuweisungen jederzeit unkompliziert angepasst oder geändert werden. Wird ein Raum anders genutzt, gibt es keinen Nachinstallationsaufwand. Für Gebäudebetreiber und Bauherren ist diese Nutzungsflexibilität ein zusätzlicher Mehrwert.

Bluetooth Mesh

Der Netzwerkstandard Bluetooth Mesh wurde speziell für die Gebäudeautomation entwickelt. Da er auf Bluetooth Low Energy basiert, macht er eine Bluetooth-Verbindung mit geringem Energieverbrauch und einer geringen Sendeleistung möglich. So lassen sich ‚Many-to-Many‘-Netzwerke realisieren. Hierbei ist eine Vielzahl von Geräten, den sogenannten Knoten, miteinander verbunden. Das Netzwerk überträgt die von einem Sensor gesendeten Informationen über diese Knoten bis zum Ziel. Informationen können somit über die eigentliche Funkreichweite des Geräts hinaus weitergegeben werden. Die Daten der miteinander vernetzten Geräte wurden früher in einem zentralen Steuergerät verarbeitet. Bei einer Vernetzung via Blutooth Mesh wird dagegen die Steuerungsfunktion in die einzelnen Geräte verlagert, denn alle Knoten können miteinander kommunizieren. Auf diese Weise reduziert sich die Datenmenge und die Weitergabe der Informationen erfolgt ohne Engpässe. Bluetooth Mesh erfüllt als Funk-Standard die Industrieanforderungen hinsichtlich Sicherheit, Robustheit und Skalierbarkeit der Datenübertragung.

Praxiseinsatz

Mithilfe eines Bluetooth Mesh-Netzwerks lässt sich Sensorintelligenz heute bequem und zeitsparend in die Tat umsetzen. Die zentrale Funktion übernimmt dabei eine App wie beispielsweise die Steinel Connect App. In der App werden die verfügbaren Bluetooth-Produkte angezeigt und können ganz intuitiv miteinander verbunden und in Funktionsgruppen eingeteilt werden. Praktisch ist dies, wenn ein Bewegungsmelder nicht nur eine einzelne Leuchte, sondern eine Lichtgruppe aktivieren soll. Detaillierte Einstellungen für z.B. Lichtwerte, Nachlaufzeiten oder die Einbindung in eine Konstantlichtregelung lassen sich per App für alle Bluetooth-Komponenten vornehmen. Ebenso können Nachbargruppen zugewiesen und das Verhalten der entsprechenden Komponenten festgelegt werden. Mithilfe von Bluetooth-Zubehör wie dem Bluetooth-Dali-Gateway von Steinel kann eine zwingend kabelgebundene Umgebung auch kabellos angesprochen werden. Die Vernetzung und Bedienung von Sensoren und Lichtkomplettsystemen wird durch den Einsatz von Bluetooth Mesh wesentlich vereinfacht. Lichtintelligenz kann so deutlich zeit- und kostensparender implementiert werden.

Energieeffizienz

Wie mit Bluetooth Mesh und den Lösungen von Steinel der Energieverbrauch reduziert werden kann, zeigen zwei Praxisbeispiele. Die Installation der LED-Sensorleuchte RS Pro 5100 SC kombiniert mit einer intelligenten BT-Vernetzung und Steuerung führte in einer Züricher Tiefgarage beispielsweise zu einer messbaren Energieersparnis von 92 Prozent. Gleichzeitig wurde die Ausleuchtung und damit die Sicherheit deutlich verbessert (mehr dazu lesen Sie in Ausgabe 3 2021 der GEBÄUDEDIGITAL). Statt der Altbeleuchtung wurden im Treppenhaus einer ebenfalls in Zürich befindlichen Wohnanlage Leuchten der RS Pro R-Serie installiert, per Bluetooth vernetzt und gruppiert. Dank Schwarmintelligenz begleitet das Licht den Nutzer auf seinem Weg durch das Treppenhaus. Es schaltet sich nur dann ein, wenn es benötigt wird. So lassen sich bis zu 90 Prozent Energie einsparen ohne Verzicht auf Komfort und Sicherheit für die Bewohner.