naar top
Menu
Logo Print
12/09/2018 - BABETTE SOETAERT

INTERNET OF THINGS ZORGT VOOR
BEDACHTZAAM GEBRUIK VAN UW INSTALLATIES

Predictive maintenance verhoogt gebruikersgemak

The Internet of Things is een term waar iedereen wel al eens van gehoord heeft, maar waarvan weinigen weten wat die precies inhoudt. Nochtans schuilt er een enorm potentieel in het gebruik van IoT in ons dagelijkse leven. Dat bewijst het HomeLab in Gent, waar ze volop bezig zijn met onderzoek naar alles wat te maken heeft met IoT, data-analyse en machine learning. De mogelijkheden blijken legio en zijn absoluut toepasbaar op uw dagelijkse werkzaamheden. We gingen na wat de mogelijkheden zijn voor de vakman wanneer fysieke objecten en de virtuele wereld samenkomen.

Homelab Imec

HOMELAB

Embracing a better life, dat is o.a. de slogan van Europa's eerste onafhankelijke proeftuin voor slimme thuistoepassingen en diensten. Het HomeLab is een initiatief van Imec en de Universiteit Gent, en richt zich op het testen en mede ontwikkelen van slimme woninginnovaties in verschillende toepassingsdomeinen. Via onderzoek naar alles wat te maken heeft met the Internet of Things (IoT), data-analyse en machine learning, probeert men het leven van de inwoner gemakkelijker te maken. De missie van het HomeLab is vooral om te kunnen testen wat werkt (of niet werkt) bij de eindgebruiker. Door te testen in realistische omgevingen, hoopt men te achterhalen wat de eindgebruiker ervaart als een echte toegevoegde waarde. Door het creëren van een realistische omgeving is het ook mogelijk om sneller tot concrete ideeën te komen.

INTERNET OF THINGS

IoT biedt oneindig veel mogelijkheden. In de context van het zogenaamde smart home, waarbij allerlei apparaten verbonden zijn met het Internet, betekent het dat alle mogelijke systemen aanstuurbaar en geconnecteerd zijn. Dit houdt in dat alle systemen met elkaar zouden moeten kunnen samenwerken. In de praktijk is dit echter nog geen realiteit en kampt men vaak nog met een zogenaamde 'vendor lock-in' waarbij klanten min of meer verplicht zijn om bij dezelfde producent te blijven, willen ze een functioneel product behouden. Deze situatie belemmert de innovatie en vormt dan ook een hiaat in de ontwikkeling van het geheel. In het HomeLab proberen ze deze situatie dan ook op te lossen door vergaand onderzoek uit te voeren naar de standaardisatie van het uitwisselen van data in een geconnecteerde wereld. De proefopstellingen in het HomeLab tonen aan dat er heel wat potentieel zit in de toepassing van IoT in ons dagelijkse leven, waardoor ook de vakman een plaats dient in te nemen in dit geconnecteerde verhaal.

IOT VOOR DE VAKMAN

De eindgebruiker is zich niet altijd bewust van de technologie die schuilgaat achter de installaties die u als vakman plaatst. Het systeem dat u installeert, zou met andere woorden dus beter kunnen werken wanneer het slim gebruikt wordt. Ook in het onderhoudsgebeuren zit er nog veel potentieel verborgen. Als er data van het systeem doorgestuurd kunnen worden naar de installateur, dan kan men perfect op voorhand zien wanneer er onderhoud nodig zal zijn, en hoeft er geen kostbare tijd verloren te gaan.

ELEKTRICITEIT

Domotica Homelab
het HomeLab is voorzien van meerdere bussystemen, waardoor er gemakkelijk domoticasystemen van andere producenten in parallel getest kunnen worden.

In de praktijk

Het HomeLab is voorzien van de meest recente installaties, heeft een E-peil van minder dan 30 en beantwoordt aan de BEN-norm. Een Daikin lucht-waterwarmtepomp en een Zehnder ventilatiesysteem zorgen voor de optimale temperatuur en luchtkwaliteit. Bovendien is het hele huis uitgerust met een Velbus domoticasysteem, waardoor automatisering op alle vlakken mogelijk wordt. Daarnaast is het HomeLab voorzien van meerdere bussystemen, waardoor er gemakkelijk domoticasystemen van andere producenten in parallel getest kunnen worden.

Schakelkasten

Schakelkasten homelab
In de schakelkasten worden er per verdieping twee bussen voorzien waardoor tot vier systemen naast elkaar getest kunnen worden

Het meest opvallende aan de kelderruimte van het HomeLab zijn de enorme schakelkasten. Alle stopcontacten, lichten, de ventilatie en collectoren voor de verwarming worden hier centraal bekabeld en afgetapt naar de domotica installatie. Elk stopcontact is daarenboven voorzien van een aparte kilowattuurmeter waardoor het mogelijk is om een heel gedetailleerde dataset aan verbruiksgegevens op te bouwen. Doordat de schakelkasten heel wat ruimte bieden is het bovendien heel gemakkelijk om verschillende modules van verschillende producenten in te pluggen. Het domoticasysteem is volledig bekabeld om zo onderzoek op traditionele domoticasystemen mogelijk te maken. Maar ook draadloze systemen kunnen toegevoegd en uitgetest worden.

DomoticaDomotica homelab

De domoticasystemen die in de schakelkasten van het HomeLab zijn ingeplugd komen vooral van Velbus en Niko, dat enkele ruimtes controleert via Niko Homecontrol. Onder meer het aansturen van zonnewering, gordijnen, ramen en schuifdeuren gebeurt door middel van het domoticasysteem. In het HomeLab kan alles wat aangesloten is op het domoticasysteem aangestuurd worden met een grafische interface, zoals een smartphone of een voice control interface zoals Amazon Echo of Google Home. Op zich is de aansturing, van alles wat op eenzelfde domoticasysteem aangesloten zit met één interface eenvoudig. Het wordt echter lastiger als men bijvoorbeeld het Velbus domoticasysteem en een Philips Hue of een slimme televisie via eenzelfde interface wil aansturen. Om dit mogelijk te maken, maken ze in het Homelab gebruik van DYAMAND software.

Batterijen

Wanneer er in de toekomst belangrijke lasten (zoals elektrische wagens) op het elektriciteitsnet bijkomen, kan het net op bepaalde momenten overbelast raken. Om dure investeringen in het net te vermijden is het dan ook zinvol om energie proberen op te slaan. Batterijen zijn hiervoor uitermate geschikt, maar de hoge kostprijs schrikt vooralsnog veel mensen af. Bovendien zijn batterijen, zoals pakweg de 'Tesla Powerwall', met een capaciteit van 14kWh (nog) niet in staat om de dagelijks geproduceerde energie van de zonnepanelen (+/-35kWh op een zonnige dag) op te slaan. Het opslaan van energie zou dus op een hoger niveau moeten gebeuren in plaats van op een lokaal niveau. Om het elektriciteitsnet verder te ontlasten kan men energie bovendien ook besparen of inzetten buiten de piekmomenten. In het HomeLab worden daarom ook al enkele testen gedaan met huishoudtoestellen.

Slimme droogkastSlimme huishoudtoestellen

Vaak is men zich niet bewust van het verbruik van huishoudapparaten. Dit euvel zou echter kunnen verholpen worden mochten dergelijke apparaten verbruikers van enige feedback voorzien. Zogenaamde slimme huishoudtoestellen zijn vandaag al wel verkrijgbaar op de markt, maar verschaffen enkel informatie via door de producent ontwikkelde applicaties waardoor integratie en vergelijking met andere slimme huishoudtoestellen uitblijft. Het is hierbij dus belangrijk om op zoek te gaan naar open interfaces die gemakkelijk in dashboards en energiemanagementsystemen kunnen geïntegreerd worden. In het HomeLab wordt er bovendien ook onderzoek gedaan naar hoe men huishoudapparaten efficiënter kan inzetten. Zo kan de droogkast bijvoorbeeld ingesteld worden om op een bepaald tijdstip klaar te zijn i.p.v. op een bepaald tijdstip te starten. Op die manier kan de werking van de droogkast worden aangepast aan de capaciteit van het netwerk. Zo kan er bijvoorbeeld een startsignaal aan de droogkast worden doorgegeven wanneer de zonnepanelen voldoende elektriciteit produceren, waardoor er geen elektriciteit van het net hoeft worden gebruikt. Het gebruik van huishoudtoestellen kan dus duidelijk veel efficiënter.

Digitale meters

De digitale meters zullen vanaf volgend jaar geplaatst worden en zullen voorzien zijn van een aantal poorten waardoor het uitlezen van nauwkeurige meetdata mogelijk wordt. Op basis van deze data zal het dan mogelijk zijn om het verbruik per toestel te bepalen ook al gebeurt deze meting op de hoofdaansluiting. Mits installatie van een dongle, die de data communiceert, en software, die de intelligentie voorziet om het verbruik af te leiden, kan er heel wat energie gespaard worden. Dergelijke installaties zijn uiteindelijk zowel efficiënt voor de gebruiker als voor de elektricien.

BEREIDWILLIGHEID VAN DE FABRIKANT

Alle IoT-gerelateerde toepassingen staan of vallen met de bereidwilligheid van de fabrikant. Zij moeten immers een interface voorzien die het gebruik voor alle IoT-gerelateerde toepassingen toelaat. Voor het HomeLab bestaat het achterliggende onderzoek er dan ook uit om de producten van verschillende producenten te combineren met elkaar. Er is met andere woorden behoefte aan een systeem dat voldoende intelligentie heeft om alles aan te sturen. In het HomeLab maken ze hiervoor gebruik van een Raspberry Pi, een hardwareplatform waar de interoperabiliteitssoftware DYAMAND op draait. Het is deze software die de aansturing van diverse systemen, zoals Amazon Echo, Philips Hue lichten en EnOcean sensoren eenvoudiger maakt. Tegenwoordig zijn er bij de meeste producenten wel trends zichtbaar om over te schakelen naar open protocollen. Het zijn enkel de heel grote spelers die niet in hun kaarten laten kijken en op zichzelf opereren. Een vertaalslag zal dus altijd nodig blijven. Het ultieme doel van de HomeLab onderzoekers is echter om zelflerende en zelfcorrigerende systemen te ontwikkelen. Daarbij wordt er gewerkt aan een unit die alle communicatieprotocollen ondersteunt en die zelf ontdekt welke andere toestellen er aanwezig zijn, en deze dan zelf configureert.

Raspberry Pi
Imecs interoperabiliteitssoftware DYAMAND zorgt ervoor dat de aansturing van diverse systemen eenvoudiger wordt. DYAMAND kan draaien op diverse platformen, ook op een eenvoudige Raspberry Pi

VEILIGHEID

Toestellen die met elkaar in verbinding staan, zijn uiteraard gevoelig voor cybercriminaliteit. Hoe meer toestellen men slim maakt en verbindt met het internet, hoe meer risico er is om gehackt te worden. Voorbeelden van netwerken die bijvoorbeeld gehackt worden via de slimme koelkast, zijn legio. De fabrikant wil zijn product meestal zo snel mogelijk op de markt brengen en dan is cyberveiligheid vaak het laatste waar er aan gedacht wordt, terwijl dit toch een van de belangrijkste zaken is. Binnen het HomeLab wordt de state-of-the-arttechnologie inzake security van nabij opgevolgd en uitgetest. Het onderzoek om alles te integreren en verbinden met het internet zal volgens de onderzoekers juist bijdragen aan veiligere oplossingen. Het massaal in gebruik nemen van geconnecteerde toestellen zal immers de nood aan veiligere systemen verhogen en het onderzoek ernaar versnellen.

SAMENGEVAT

The Internet of Things heeft duidelijk een toekomst in de elektriciteitssector. Hoewel sommige technologieën vandaag nog in hun kinderschoenen staan, is het duidelijk dat de grote doorbraak niet lang meer op zich zal laten wachten. Vaak is de eindverbruiker zich ook niet bewust van de technologie die zich in zo'n toestel bevindt, met een verkeerd gebruik als gevolg. Het is dus aan de installateur om mee te zijn met de laatste technologieën om zo de eindgebruiker op weg te helpen en het gebruiksgemak te vergroten. Uiteraard is het niet enkel de installateur die hier de verantwoordelijkheid draagt. Fabrikanten hebben ook nog een hele weg af te leggen en dienen hun systemen open te stellen, zodat ook andere partijen ermee kunnen communiceren. Het HomeLab heeft in deze context de belangrijke taak om uit te testen wat mogelijk is, en kan hierbij ook een ondersteunende functie bieden voor de installateur van morgen.

BIJSCHOLING & PARTNERSHIPS NODIG

Opleiding

Installateurs hebben nog een hele weg af te leggen om de nieuwste technologieën onder de knie te krijgen. Om installaties optimaal te laten renderen en systemen gemakkelijk aan elkaar te kunnen koppelen, is bijscholing zeker een must. Deze bijscholing kan perfect geënt worden op het HomeLab. Er zijn dan ook concrete plannen om hands-on trainingen te organiseren rond IoT-standaarden, interoperabiliteit, voice control interfaces enz. Ook bij autoconfiguratie, wanneer een unit automatisch alle toestellen detecteert en zelf configureert, is er immers nog een installateur nodig om alles in goede banen te leiden.

Samenwerking

Het HomeLab is volledig onafhankelijk en staat open voor samenwerking met alle mogelijke bedrijven. Voor de verdere uitbreiding van toepassingen in het HomeLab zijn de onderzoekers nog op zoek naar nieuwe partners. Ook in het domotica en huishoudtoestellen gebeuren is er nog ruimte voor nieuwe samenwerkingen.