Mengapa Gedung Pintar Kesulitan: Standar yang Hilang Menghambatnya
Dari sudut pandang insinyur, menciptakan gedung pintar secara teknis sederhana—prosesor dan perangkat lunak sudah ada. MCU seharga $3 dapat disematkan di saklar lampu, stopkontak, penutup jendela bermotor, dan pompa air, dan node kecil ini dapat dihubungkan bersama. Peralatan besar, termostat, sensor suhu, detektor okupansi, dan alarm kebakaran dapat berkoordinasi untuk mengontrol HVAC pusat, mengelola tangki air panas solar, mengalirkan air bawah tanah 60 °F melalui pompa panas, dan menyesuaikan pencahayaan secara waktu nyata.
Jadi, apa masalahnya?
Tidak ada protokol komunikasi industri-wide yang menjamin keandalan ≥ 99,999 persen (standar “lima sembilan”). Dalam praktik, solusi nirkabel dan garis listrik gagal 1 persen–10 persen dari waktu karena zona mati, kerusakan spektrum, SNR rendah, dan interferensi.
Tidak ada sistem operasi umum untuk perangkat gedung. Sementara PC menjalankan Windows, ponsel menjalankan iOS atau Android, actuator dan sensor gedung tidak memiliki OS terpadu, membuat integrasi plug-and-play sulit.
Memastikan Keandalan
Saat penghuni menekan sakru dinding, komunikasi antara sakru dan lampu langit-langit harus bekerja setidaknya 99,999 persen dari waktu. Setiap downtime dalam infrastruktur sehari-hari tidak dapat diterima. Data garis listrik sangat rentan, karena sinyal harus melintasi kotak sekring dan bertanding dengan lonjakan tegangan, yang mengakibatkan kesalahan yang sering.
Insinyur dapat menggunakan bus data yang mencerminkan bus CAN otomotif—jaringan yang tangguh dan toleran kesalahan yang melindungi garis data bahkan jika secara tidak sengaja disentuh kabel listrik. Topologi jaringan harus menyerupai pohon: satu kabel cabang ke beberapa perangkat, cocok dengan geometri gedung dan memungkinkan kabel yang skalabel dan biaya rendah.
Beban Ringan vs. Beban Berat
Perangkat gedung pintar terbagi menjadi dua kategori daya. Perangkat ringan (<20 W) termasuk lampu LED, sakru, termostat, sensor, motor untuk jendela, dan klep radiator. Perangkat berat (>20 W) mencakup unit HVAC, peralatan besar, dan stopkontak daya tinggi. Misalnya, lampu LED 10 W menarik 0,1 A pada 110 V AC—hanya 1/200 dari sekring 20 A. Dengan merute beban ringan pada 48 V DC melalui kawat 18-AWG, insinyur dapat mengurangi biaya kabel dan mematuhi lebih sedikit peraturan kode bangunan, membebaskan anggaran untuk perangkat terjaring tambahan.
Jaringan otomatisasi terhubung dari lokasi pusat di seluruh gedung. Sumber: Manhattan 2
Perangkat Lunak Seragam untuk Semua Perangkat
Biaya rendah dan keandalan tinggi bergantung pada penerapan stack perangkat lunak yang sama di setiap perangkat. Kode open-source, gratis, dan terdokumentasi dengan baik memastikan adopsi luas dan iterasi cepat. Sementara banyak protokol jaringan ada, tidak ada yang menyediakan sistem operasi lengkap untuk otomatisasi gedung.
Peneliti di UMass Amherst dan institusi lainnya sedang mengembangkan BuildingBus, OS gedung pintar gratis dan open-source. BuildingBus memungkinkan setiap perangkat untuk mengirim pesan, membaca/menulis port, bertukar perpustakaan perangkat, memantau sensor dalam pseudo-waktu nyata, dan mengeluarkan perintah—semua dengan toleransi kesalahan dan dukungan plug-and-play.
Mengadopsi OS umum dan tulang punggung komunikasi yang andal dapat secara dramatis menurunkan biaya membangun kecerdasan sambil meningkatkan efisiensi energi. Banyak inisiensi sedang berlangsung, dan beberapa tahun ke depan kemungkinan akan melihat beberapa solusi matang muncul.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EDN.
