Please wait while JT SlideShow is loading images...
Photo Title 2Photo Title 3Photo Title 4Photo Title 5

sys_intro_sysdesign Slimme’ dakpanelen


Het inbouwen van intelligentie in allerlei apparaten is op dit moment aan de orde van de dag. Zo is het ouderwetse mobieltje inmiddels al lang gepromoveerd tot ‘smartphone’ en heeft een auto tegenwoordig meer weg van een rijdende computer dan van een auto. Zelfs isolatieplaten in daken zijn tegenwoordig niet meer veilig voor het oprukkende ‘slimheidsvirus’. Toch is er ook voor deze ontwikkeling een gegronde reden. Senior Design Engineer Harry Visser:


Door het inbouwen van elektronische lekdetectie in dakisolatieplaten, is het mogelijk om lekkage van het dak in een vroegtijdig stadium op te sporen. Hier is een hoop geld mee te besparen.

 

Als ik druppels aan mijn plafond zie, dan weet ik dat het dak lekt. Wat kan elektronica dan nog toevoegen?

Een hoop. Zo is het bijvoorbeeld bij grotere daken helemaal niet duidelijk waar dak precies lekt. Meestal is dat niet op de plek waar de druppels naar beneden komen.

 

Maar daar dan toch wel in de buurt?

Nee, dat kan heel veel schelen. Hierdoor moet je een heel groot deel van de dakisolatie vervangen. Soms zelfs wel een heel dak. En al die tijd dat de platen steeds meer doordrenkt zijn geraakt met water, zijn ze ook steeds minder gaan isoleren. Maar misschien is nog wel het ergste dat er schade ontstaat aan het, vaak kostbare, interieur als de druppels daadwerkelijk van het plafond naar beneden vallen.


Maar wat lost elektronica hier aan op?

Door in iedere dakplaat een vochtdetector te plaatsen, kan lekkage al worden ontdekt, ruimschoots voordat de druppels uit het plafond komen. En doordat je er zo vroeg bij bent, is ook de schade aan de dakisolatie nog beperkt tot één enkele isolatieplaat. Die kan dan eenvoudig worden vervangen, nadat het lek in het dak boven de isolatieplaat is gedicht. Bovendien blijft de vaak kostbare inventaris onder het dak dan gespaard.


Maar de dakplaten worden op die manier wel één grote kabelbos. Levert dit dan geen storingen op?

Er is geen sprake van een kabelbos. Sterker nog: er komt geen enkele kabel aan te pas. De elektronica in de dakplaten wordt gevoed uit een batterij.


Die moet je steeds weer vervangen. Bij mijn rookmelder thuis moet dat elk jaar.

Hier gelukkig niet. Sterker nog: het vervangen van de batterij is niet eens mogelijk. De elektronica wordt namelijk samen met de batterij helemaal in de dakplaat ingebouwd en vervolgens geseald. Tegenwoordig bestaan er batterijen die langer mee kunnen gaan dan de gespecificeerde levensduur van een dakplaat, dus langer dan 25 jaar.


Dan moet de elektronica wel superzuinig zijn

Dat klopt en daar hebben we dan ook hard aan gewerkt. Gelukkig hebben we al behoorlijk wat ervaring met het ontwerpen van ultra low power elektronica, zodat we voor deze dakpanelen een batterijlevensduur van ruim 30 jaar kunnen bereiken.


Wat is hierbij het geheim van de smid?

Dat blijft wat mij betreft het geheim van de smid. Maar we worden gelukkig wel geholpen doordat elektronische componenten tegenwoordig steeds zuiniger worden. Toch moet je slim ontwerpen en precies weten wat je doet.


En de manier waarop jullie de aanwezigheid van vocht meten, blijft die ook het geheim van de smid?

Ja, de details wel. Maar het is algemeen bekend dat de aanwezigheid van vocht kan worden gemeten door een afname van de elektrische weerstand of door een toename van de elektrische capaciteit. Van deze principes maken wij bij onze meting ook gebruik.


En als er ergens lekkage is, gaat de vochtdetector dan af zoals een rookmelder?

Nee, er wordt een radiosignaal verstuurd door de vochtdetector. Dit radiosignaal wordt opgepikt door een dataverzamelpunt. Van hieruit wordt een alarm gegeven. Doordat iedere vochtdetector in zijn radiosignaal een uniek nummer meestuurt, is voor het dataverzamelpunt meteen duidelijk welke sensor er alarm slaat en dus in welke dakplaat er lekkage is vastgesteld.


Toch lijkt me dat een risico. Heb je tijdens een lekkage toevallig last van radiostoring, is de batterij van de vochtdetector per ongeluk toch leeg, of is er een storing in de elektronica, dan komt het water alsnog door het plafond naar beneden zonder dat je een melding hebt gekregen.

Dat zou inderdaad zo zijn als er alleen maar een radiosignaal zou worden verstuurd bij een vochtalarm. Maar dat doen we niet, we versturen altijd, met lange tussenpozen, een kort radiosignaal. Ook als er geen problemen zijn. Dan weet de centrale ontvanger dat alle vochtdetectoren correct werken en dat de batterijen in de detectoren nog voldoende capaciteit hebben.


Maar telkens radiosignalen versturen, gaat dat niet ten koste van de levensduur van de batterij?

In principe wel, maar in de praktijk kun je dit effect sterk beperken door maar hele korte radiopakketjes te versturen. Het effect op het totaalverbruik van de elektronica kun je op die manier beperkt houden. Het grootste deel van het verbruik wordt namelijk veroorzaakt door lekstromen. Die lekstromen zijn heel klein, maar doordat deze kleine stroompjes wel continu energie uit de batterij trekken, is het effect hiervan uiteindelijk groter dan dat van het met grote tussenpozen versturen van een heel kort radiosignaal. Uiteindelijk gaat het om een delicate energiebalans. En hoe die er precies uitziet….inderdaad.

 


 

sys_intro_sysdesign Een ‘Gesture-sensor’ in plaats van het lichtknopje

 

Eerder al berichtten we over het financiële voordeel dat bedrijven kunnen behalen door hun TL-bakken te vervangen door energiezuinige LED-panelen. Deze panelen zijn dimbaar en worden aangestuurd met radiosignalen. Door deze aanpak ontstaan, behalve energiebesparing, ineens nog veel meer mogelijkheden. Een van de mogelijkheden is het vervangen van de traditionele lichtschakelaar door een zogenaamde ‘Gesture Sensor’. Design engineer Ronald Koehof legt uit:


Een gesture-sensor is een sensor die reageert op handbewegingen in de buurt van de sensor. Met deze handbewegingen kun je het licht bijvoorbeeld aan of uit zetten. Maar ook dimmen van het licht is mogelijk.

 

Er bestaan al heel lang schakelaars en dimmers, is dat niet voldoende?

Vaak wel, maar denk aan de nieuwe mogelijkheden in bijvoorbeeld situaties waarin je graag ziet dat er geen fysiek contact met de lichtschakelaar hoeft te worden gemaakt. Zo kun je binnenshuis achter glas bijvoorbeeld al verlichting aanzetten, nog voordat je in de betreffende ruimte bent. Handig als je nog je sleutels moet zoeken. Ook in situaties met vieze handen komt de Gesture sensor van pas . Dit kan thuis zijn, maar bijvoorbeeld ook in ziekenhuizen met de beroemde ziekenhuisbacterie, of in bedrijven waar mensen mechanisch werk doen en met hun vuile handen overal vlekken maken.


Maar hiervoor bestonden toch al bewegingssensors?

Die zijn, de naam zegt het al, afhankelijk van beweging. Dat is niet altijd erg handig. Denk eens aan een operatiekamer in een ziekenhuis. Je zou toch niet willen dat het licht daar ineens uit gaat omdat de chirurg niet voldoende beweegt terwijl hij bezig is om op de vierkante millimeter haarvaatjes door te knippen. Bovendien is het resultaat van een bewegingssensor altijd erg grof: Aan of uit, dimmen is niet mogelijk. Als je bijvoorbeeld ’s nachts een ruimte in wilt, maar niet het licht vol wilt aanzetten om anderen niet wakker te maken, dan is dat ook niet altijd even handig.

 

Maar is zo’n sensor dan handig aan te leggen, je wilt toch geen nieuwe draden trekken ?

Als onze sensor wordt gecombineerd met onze LED-panelen, dan hoeft dat ook niet. Onze sensor werkt met radiosignalen die onze LED-panelen direct kunnen aansturen. Er hoeven dus geen draden te worden getrokken. Bovendien is de sensor zo gemaakt dat hij kan worden gemonteerd op de plaats van een lichtschakelaar. Daar haalt hij ook z’n stroom vandaan.

 

Dus die sensor gebruikt continu stroom, gaat hiermee de energiebesparing van de LED-panelen niet verloren?

Nee, het verbruik is extreem laag, denk echt aan milliwatts. Daar ga je niets van merken op je elektriciteitsrekening. Maar we hebben die energie wel nodig voor de sensor zelf en voor de LEDjes die er op de schakelaar zitten.

 

Hoe werkt die sensor precies, genereert hij ook straling?

In de sensor zit gevoelige elektronica die eigenlijk via hetzelfde principe werkt als het touchscreen op je mobiele telefoon: Doordat je met je hand in de buurt van de sensor komt, kan er een heel klein beetje extra elektrische lading worden opgebouwd tussen je hand en de sensor. Dus tussen je hand en de sensor wordt eigenlijk een heel klein beetje extra elektrische energie opgeslagen. Dat heeft de elektronica van de sensor in de gaten, die registreert een minieme verandering van de elektrische capaciteit. Maar deze verandering is genoeg om te zien in welke richting je je hand beweegt en ook hoe snel. En op basis hiervan wordt dan gereconstrueerd welke beweging je gemaakt hebt.

 

En de straling?

Die is er wel, maar verwaarloosbaar. De sensor werkt met een testsignaal dat op een stel koperen plaatjes wordt gezet. Maar dit testsignaal heeft een hele lage frequentie en is relatief zwak. In ieder geval niet te vergelijken met de straling van een Wifi-modem en al helemaal niet met die van een mobiele telefoon.

 

Je had het net over LEDs bij de sensor. Ook zei je dat de sensor in de plaats kon komen van een normale lichtschakelaar. Maar op een normale schakelaar zitten geen LEDs, waarom hier dan wel?

Strikt genomen hoeft dat ook niet, je ziet het licht inmiddels vanzelf wel aangaan. Maar wij vonden het toch handig. Je kunt bijvoorbeeld zien of je met je hand al dicht genoeg bij de sensor bent gekomen. Ook kun je zien of je handbeweging wordt herkend. En tenslotte: het is wel fijn om te zien waar de schakelaar zit als je een donkere ruimte binnenkomt. Thuis is het voor mij nog altijd tasten naar het lichtknopje. En met vuile handen is dat al helemaal niet handig.


Nu hebben jullie deze sensor ontwikkeld voor jullie LED-panelen in de plaats van een lichtschakelaar, maar hebben jullie ook nog andere plannen met deze sensor?

Je denkt altijd door. Zo zou het ons heel mooi lijken om zo’n sensor ook in een kraan in te bouwen. Je kunt de kraan dan niet alleen aan of uit zetten, maar bijvoorbeeld ook de temperatuur en de intensiteit van de waterstraal besturen. Maar dat is nu nog toekomstmuziek. We richten ons eerst op de toepassing als vervanging voor de lichtschakelaar.

 


meting


sys_intro_sysdesign  Anechoïsche ruimte Systec Designs nog betrouwbaarder door herkalibratie


Als een van de weinige bedrijven in Nederland heeft Systec Designs geïnvesteerd in een eigen anechoïsche ruimte voor het doen van radiometingen. Een anechoïsche ruimte is compleet afgeschermd van de buitenwereld en heeft wanden die radiosignalen niet reflecteren. Harry Visser, senior design engineer bij Systec, is nauw betrokken geweest bij het opzetten en inrichten van deze ruimte.


Wat is het nut van een anechoïsche ruimte?
Radiometingen aan apparaten met een antenne zijn altijd lastig uit te voeren. Door stoorsignalen en reflecties via de muren variëren de metingen vaak zo sterk, dat je eigenlijk niets meer kan zeggen over het apparaat waaraan je zit te meten. Door deze stoorinvloeden uit te schakelen, kan dit wel.


Maar heeft dit dan nog wel nu voor de praktijk, daar staat een apparaat ook niet in zo’n dure ruimte
Dat is waar, je zal daarom ook altijd nog moeten kijken hoe een systeem in de praktijk werkt. Maar als je geen basis hebt om van uit te gaan, dan tast je in het duister.


Hoeveel geld is er met deze kamer gemoeid geweest?
Dat is commerciële informatie die we liever niet prijsgeven, maar reken maar op een getal dat bestaat uit 6 cijfers.


Verdienen jullie dit ooit terug?
Goeie vraag. Eigenlijk is de commerciële waarde van de kamer niet makkelijk in geld uit te drukken. We onderscheiden ons op het gebied van kennis en ervaring met radiosignalen. Dan kun je niet volstaan met een meetopstelling à la garagebox. Dus eigenlijk vormt deze kamer mede ons bestaansrecht.


Kun je voorbeelden geven van zaken waar jullie aan meten?
We meten aan al onze apparaten tijdens de ontwikkelingsfase. Zo hebben we ons StageClix-systeem op 5,8GHz bemeten en onze radiogestuurde LED-panelen op 868MHz, maar ook meten we aan systemen van andere bedrijven.


En wat meet je dan precies?
In ieder geval willen we weten of het radiosignaal voldoet aan de normen die de EU stelt. Dat betekent dat het signaal niet te sterk mag zijn en dat stoorsignalen die de zender produceert, beneden een bepaalde grens moeten blijven. Maar we willen meer weten dat dit alleen. We willen bijvoorbeeld ook graag weten hoe het radiosignaal in alle richtingen wordt uitgestraald. Vaak willen we dit graag zo gelijkmatig mogelijk hebben, maar soms wil je met een richtantenne juist stoorsignalen kunnen elimineren. Speciaal hiervoor hebben we een geautomatiseerde opstelling die met een draaitafel het stralingsdiagram van het apparaat kan bepalen. Ook kunnen we zelf sterke stoorsignalen in de kamer produceren om te zien of apparaten hier een beetje tegen kunnen.


Zijn jullie dan eigenlijk een keuringsinstantie?
Nee, dat zijn we niet. Er zijn in Nederland een aantal ‘notified bodies’, die certificaten kunnen afgeven. Die papieren hebben we niet. Maar door zelf te meten, kunnen we ons wel een goed beeld vormen. Dat scheelt onaangename verrassingen in het keuringstraject. En bovendien kunnen we veel meer meten dan alleen de radio-eisen. Zo kunnen we bijvoorbeeld de ontvangstgevoeligheid bepalen, of kijken waar dode hoeken zitten in het stralingsdiagram.


Nu hebben jullie die ruimte opnieuw gekalibreerd. Was de oude kalibratie niet goed dan?
Nou, we hadden het idee dat het misschien nog wel wat beter kon. We hadden onze kamer in eerste instantie zo goedkoop mogelijk gekalibreerd op basis van een tabel die bij onze referentieantenne was geleverd. Met de nodige theorie en een hoop rekenwerk konden we op basis hiervan onze kamer kalibreren. Maar hoe meer theorie (in plaats van praktijk) en hoe meer rekenwerk, hoe groter de kans op onnauwkeurigheden. Daarom hebben we een tweede referentie-antenne gehuurd om onze eigen referentie-antenne, in combinatie met onze kamer, te kalibreren. Hiervoor hoef je eigenlijk nauwelijks nog te rekenen en is hierdoor de kans op onnauwkeurigheden een stuk kleiner.


En…scheelde het?
Hmm, eigenlijk nauwelijks. Hooguit 1 tot in sommige situaties 2 dB. Op het eerste gezicht misschien zonde van al het extra geld en werk, maar wel goed om nu zeker te weten dat we goed zitten.


Verder nog plannen met de kamer?
Nou, vooral veel gebruiken, natuurlijk. Onze automatiseringssoftware moet nog wat gebruiksvriendelijker worden, zodat iedereen hier bij Systec zelf z’n metingen kan doen. Daarna willen we ook andere EU-keuringsmetingen in eigen beheer kunnen doen.


Zoals?
Bijvoorbeeld het meten van de lichtnetvervuiling die een apparaat produceert, of de reactie van een apparaat op lichtnetpulsen en elektrostatische ontlading. Maar kom hiervoor een andere keer eens langs.

 


 

stagclixNew

sys_intro_sysdesign StageClix achieves new technical breakthrough: now at 5.8GHz

 

The folks in the stageClix team at Systec Designs have been quiet for some time now - but that doesn't mean the designers have been sitting on their hands. Indeed, the first examples of the new 'Version 3' which operates in the 5.8GHz band, are already in use. To learn more about this, here is an interview with design engineer Johan Langenberg:

We were very eager to develop a system that worked at 5.8GHz, but it is not easy to design such a system. We had to completely redesign the ‘heart’ of the system.

Why is this 5.8GHz so important for you?
When we developed our first system for 2.4GHz, we were the first pioneers to ‘conquer’ this band. A digital wireless audio system with a latency smaller than 3ms was unprecedented worldwide at that time. But that was 7 years ago. We wanted to be pioneers again.

What challenges did you have to face?
The biggest challenge was to implement the same Triple Diversity™ protocol. This ultra-low latency protocol has proven to be very effective in our 2.4GHz-systems, so we absolutely wanted to use it again at 5.8GHz. The triple diversity system distributes the digital audio information over three different radio channels. During this distribution, redundancy is added in such a way that full reconstruction of the audio signal is possible even when one channel gets lost due to reflection or interference.

So a technical challenge, but what’s in it for the user?
A lot! When we developed our first system more than 7 years ago, the 2.4GHz band was nowhere near as crowded as it is nowadays. On some locations it simply has become impossible to establish a reliable connection via 2.4GHz, regardless of the protocol that is used. On top of this, a guitarist expects to be able to walk around with his guitar, hence inducing a widely varying signal strength, that has to overpower interfering signals even in worst case situations . In the 2.4GHz band this simply isn’t possible anymore. Therefore radio experts now call this band: ‘the sewer of the airwaves’.

Yet other brands keep on selling systems using the 2.4GHz band
They endeavour to squeeze their signal into some small frequency gaps that they still assume will be available somewhere in this band. We believe this is not the way to go. Especially not when you need a reliable low latency connection for several systems simultaneously. By the way: because the 5.8GHz band is much larger, now 12 systems can be used simultaneously.

Besides the frequency band, are there also other things that have been changed?
Yes, we have decided to change the input stage. Previously we used a JFET. Its characteristics produced for many users a nice, warm ‘tube-sound’, but ice-cold benchmark tests produced distortion-figures that didn’t look as nice as the specs of our competitors. Therefore we now have chosen to design a system that will compete with other systems regarding noise and distortion. But especially for the fans of the old tube-sound: the FET input stage remains available as an option.

The old system was also famous for its long battery lifetime. Does this also apply to the new system?
No, in this area we had to make a small concession. Electronics for 5.8 GHz simply use more power than for 2.4GHz. Right now we achieve a battery lifetime of 5-6 hours. But the good news is we still have our unique ‘plug and charge’ system.

And the maximum range, has this decreased as well?
In theory it has, but in practice the opposite is true. Because the 5.8GHz band has far fewer interference sources, the connection is more reliable and the range is greater compared to a typical situation in the 2.4GHz-band. Yes, it has become even more important to have no (concrete) walls in your signal path. But in a typical situation, you’re always playing in the same room as your amplifier, so there will be no problem.

The old system was outstanding regarding it’s audio latency of 3 milliseconds. What’s left of this?
Everything: it’s still 3 milliseconds, even a bit less.

Yet, stageClix still is not such a big name as for instance Shure or Sennheiser
True, and we’re going to do something about this. We managed to attract an investor who will place our new system in the market professionally. And with the 5.8 GHz, our ultra low latency and our re-charging system as unique selling features, we are facing the future with confidence!

 

 

 


 

nokilockWebbase

 

sys_intro_sysdesign Internet of Things in de praktijk: lockersturing via internet


De term Internet of Things is ‘hot’. En niet voor niets, onlangs is het punt gepasseerd dat er in Nederland via het mobiele netwerk meer apparaten met elkaar communiceren dan mensen. Waarom is het zo belangrijk om apparaten via het internet te koppelen? Senior design engineer Danny de Vries heeft onlangs een project opgeleverd waarbij bagagelockers op scholen via het internet worden gekoppeld aan een centrale server.


Vroeger hadden we op school een kapstokhaakje, nu blijkbaar een internet gestuurde locker. Moet dat nou echt?

Nou, de tijd van kapstokhaakjes is allang voorbij. We leven nu eenmaal in een tijd dat je er niet meer blindelings van uit kan gaan dat mensen elkaars spullen met rust laten.


Toch is een internet gestuurde locker dan wel weer het andere uiterste.

Ja, maar voor dat we zo ver waren, zijn er nog wel de nodige tussenstappen geweest. En telkens was er de behoefte aan meer gebruiksvriendelijkheid en meer controle.


Leg uit.

Eerst kwamen er lockers met sleuteltjes. Dat reduceerde de gevallen van ‘mysterieuze verdwijningen’ al behoorlijk. Maar sleuteltjes raakten zoek en mensen kopieerden hun sleutel, terwijl de conciërge zijn loper met zijn leven moest bewaken. Ook moest hij tijdens iedere grote vakantie alle cilindersloten verwisselen. Tel daarbij op dat scholengemeenschappen tegenwoordig al snel meer dan 2000 leerlingen hebben en je kunt nagaan dat elektronische lockers in zo’n geval als geroepen komen.


Maar dat hoeft dan toch niet meteen via internet?

Nee, zo is het in het begin ook niet gegaan. Alle leerlingen kregen een soort van OV-chipkaart en daarmee konden ze hun locker openen door het pasje voor de controller in een lockerblok te houden. Deze pasjes werden in de grote vakantie direct op de controllers per lockerblok gekoppeld aan de verschillende locker en de tijdwinst was al enorm. Daarna kwam er de vraag of die koppeling niet centraal kon gebeuren in plaats van op de controllers zelf. Dan komt koppeling via internet al snel in beeld.


Is dat dan toch niet schieten met een kanon op een mug?

Dat is een kwestie van smaak. Wij waren ook niet onmiddellijk overtuigd. Daarom hebben we eerst een offline systeem ontwikkeld waarin de koppeling van passen met de lockers op een centrale computer in de school gebeurt. Hierbij wordt direct op de pas geschreven aan welke locker een pas is toegekend. Op dit moment wordt dit type systeem het meest verkocht. Maar er zijn bijvoorbeeld ook ROC’s. Die hebben 6000-7000 leerlingen. Die willen meer.


Zoals?

Ze hebben bijvoorbeeld een schoolwinkel via internet, waar hun studenten schoolartikelen kunnen kopen, die ze dan meteen via iDeal kunnen betalen. In zo’n winkel biedt de school dan ook een locker voor een jaar aan. Als een student zo’n locker uit de internetwinkel van de school koopt, dan moet de rest helemaal vanzelf gaan, tot de locker aan toe. In zo’n geval moet er dus wel een directe link tussen de internetwinkel en de controllers in de lockerblokken zijn. Anders loop je gewoon een grote order mis.

Is dit een theoretisch verhaal, of een situatie uit de werkelijke praktijk?

Nee, zo ver is de werkelijkheid inmiddels al. We hebben deze order trouwens ‘gescoord’, maar dat ging niet vanzelf.


Vertel.

Allereerst moesten we een systeemopzet bedenken die voor zoveel mogelijk klanten met zoveel mogelijk uiteenlopende wensen een oplossing zou kunnen bieden. We hebben daarom gekozen om ons systeem uit verschillende ‘lagen’ te laten bestaan. In de diepste laag wordt het contact geregeld tussen onze centrale server en de controllers die in de lockerblokken zitten. Is een controller niet online, dan moet dit voor het hele systeem duidelijk zijn, zodat er geen ‘misverstanden’ optreden. In de laag boven de controllers van de lockerblokken zit een centrale database, waarin alles wordt bijgehouden. Bovenop die database zit dan weer een softwarematige interface, een https-API (API = Application Programming Interface, red.), waaraan via het internet commando’s kunnen worden gegeven, of waarbij dingen kunnen worden opgevraagd.


Dat klinkt nogal omslachtig, kun je niet direct die controllers aansturen of dingen opvragen in de database?

Het is heel belangrijk dat de toestand van een dergelijk systeem als geheel onder alle omstandigheden eenduidig vastligt. Er moet dus een soort van ‘scheidsrechter’ zijn die bepaalt of dingen op een bepaald moment wel of niet mogen. En wie wat mag doen. Daarom zit die softwarematige API ertussen. Ook wil je je verbinding graag versleutelen. Door te werken via het https-protocol, kun je direct gebruik maken van allerlei bestaande softwarevoorzieningen om je dataverkeer te versleutelen en om te voorkomen dat je verbinding wordt onderschept. Onze aanpak met een https-API heeft nog een voordeel: we hebben deze namelijk zo ingericht dat ook andere partijen er gebruik van kunnen maken. Zo wordt het mogelijk om de aansturing van de lockers vanuit de eigen software van het bedrijf te laten gebeuren. Op die manier kunnen de lockers dus integraal deel gaan uitmaken van het beheersysteem van een school of bedrijf.


Maar als een school of bedrijf zo’n eigen beheersysteem niet heeft?

We leveren zelf ook een programma waarmee alle API-commando’s kunnen worden gegeven. Dit programma is helemaal grafisch opgebouwd en ziet er een beetje uit als MS-Excel. In de cellen staan de leerlingen of medewerkers en door middel van icoontjes kun je dingen in de database veranderen, lockers op afstand toekennen en zien wie welke locker heeft. Dit programma ververst iedere 5 minuten zijn gegevens, zodat je altijd up-to-date bent.


Maakt dit programma dan ook de koppeling met de internetwinkel van de school?

Nee, dit wordt gedaan door een stukje software dat we speciaal voor de school hebben geschreven. Andere scholen of bedrijven willen waarschijnlijk weer net even wat anders, dus maatwerk zal waarschijnlijk altijd wel nodig zijn. Tenzij de school zelf een stukje software schrijft, ze kunnen gewoon gebruik maken van onze http-API.


En wat als de internetverbinding met de controllers toevallig even niet werkt? Kan dan niemand meer in zijn locker?

Hier hebben we rekening mee gehouden. Alle pasinformatie is offline beschikbaar in de lockercontrollers, zodat leerlingen altijd bij hun locker kunnen. Alleen zal het, wanneer een controllers offline is, niet mogelijk zijn om nieuwe pasjes aan een locker te koppelen of een locker op afstand te openen.


Is hiermee het werk nu klaar?

Het grootste deel wel, we hebben hier zo’n twee jaar aan gewerkt en we hebben inmiddels controllers die werken via Ethernet, Wifi en 2G. Maar er zullen altijd aanvullende vragen komen. Zo willen scholen vaak een koppeling met hun eigen database of Active Directory, of willen ze de mogelijkheid hebben om via het kleurenscherm van onze lockercontrollers, mededelingen aan hun leerlingen te kunnen doen. Voorlopig zijn we hier dus nog volop in beweging.

 

 


 

sys_intro_sysdesign Stroommeting zonder onderbreking van de kabel èn zonder batterijen


Autonome sensoren hebben de toekomst. Iedereen heeft er een hekel aan om steeds batterijen te moeten vervangen en het is nog goed voor het milieu ook. Alleen hoe komen deze sensoren aan hun energie? De technologie die zich hiermee bezig houdt heet ‘Energy Harvesting’. Hierbij wordt energie uit de omgeving van de sensor gebruikt om de sensor van energie te voorzien. Een voorbeeld hiervan is de autonome wisselstroomsensor die Systec Designs heeft ontwikkeld. Senior design engineer Andres de Groot geeft een toelichting.


Hoe komt deze sensor aan zijn energie?
Door het strooiveld van de kabel waarvan de stroom moet worden gemeten. Een oude natuurkundige met de naam Lorentz heeft ooit uitgevonden dat een elektrische stroom door een kabel een magnetisch veld veroorzaakt. Op zich kun je uit zo’n veld nog geen energie halen, maar als dat veld steeds van sterkte wisselt, dan kan dat wel. Gelukkig werkt ons lichtnet met wisselspanning, zodat we uit het strooiveld van een stroomvoerende kabel in principe ook energie kunnen halen. Dit doen we met een zogenaamde stroomtrafo, die standaard in de handel verkrijgbaar is.


Het gebruik van een standaard stroomtrafo voor stroommetingen klinkt nog niet echt als ‘hot news’
Nee, dat klopt,  maar wat wij nu doen is de spanning die uit zo’n stroomtrafo komt, niet alleen gebruiken om de wisselstroom te meten in de kabel waar de trafo op zit geklemd, maar deze spanning tegelijkertijd gebruiken om de meetelektronica en zelfs een complete radiozender mee te voeden. Hiermee versturen we dan onze meetgegevens.


Waarom is dat nog nooit eerder gebeurd?
Pas sinds kort is de ontwikkeling van elektronische componenten zo ver gevorderd dat deze  componenten aan microwatts genoeg hebben om te kunnen werken. Zo had je vroeger voor een meetversterker milliwatts nodig en dan kun je dit soort toepassingen wel vergeten.


En de radiozender, komen daar dan ook microwatts uit?
Nee, die levert maar liefst  10 milliwatt. Dat is veel meer dan je uit zo’n stroomtrafo kunt halen, maar door alle energie op te sparen in een supercap (een soort accu, red.) en maar eens per minuut een heel kort datapakketje uit te zenden, red je het net.


Hoeveel stroom moet er minimaal door een kabel lopen, wil je deze truc kunnen toepassen?
Dat hangt van je stroomtrafo af. Hoe meer wikkelingen hierop zitten, hoe verder je kan gaan. Maar met een commercieel verkrijgbare stroomtrafo kun je al meten vanaf 50Watt bij 230V.


Levert dit dan wel nauwkeurige resultaten op?
Dat is inderdaad de uitdaging, maar daarin komen we al een heel eind. Het belangrijkste probleem dat we moesten overwinnen was dat een stroomtrafo eigenlijk helemaal niet is ontworpen om energie te leveren. Daarom wordt de spanning uit zo’n trafo alleen gespecificeerd als er een goed gedefinieerde afsluitweerstand op zit. Maar zo’n weerstand willen we juist niet, want daarin gaat allemaal kostbare energie verloren die we willen gebruiken voor onze elektronica.


Dus?
Gebruiken we zo’n weerstand niet.

 

Maar dan weet je ook niet meer wat je meet.
Er is in ieder geval geen mooi lineair verband meer tussen de stroom die je wilt meten en de spanning die er uit je stroomtrafo komt. Maar het is altijd nog wel zo dat de spanning uit je trafo toeneemt als de stroom door je kabel toeneemt. Door deze relatie vast te leggen in een tabel, kun je op basis van de gemeten spanning uit de trafo, toch de stroom door de kabel uitrekenen. Maar je resolutie neemt wel af naarmate de te meten stroom toeneemt. Op zich is dat niet erg, want hoe meer je meet, hoe meer je er in absolute waarde ook naast mag zitten. Een fout van 10Watt op 1kiloWatt is procentueel veel minder groot dan een fout van 10Watt op 100Watt.


Hebben jullie ook al een concrete toepassing voor deze truc?
Nee, we hebben deze sensor ontwikkeld in het kader van een afstudeeropdracht van een HTS-student. Deze studenten geven we altijd opdrachten die theoretisch interessant zijn, maar waar we nog geen directe commerciële toepassing voor zien. Tijdens de afstudeerpresentatie, bleek iemand die er toevallig bij zat en werkte bij een beheerder van het elektriciteitsnet, ineens heel geïnteresseerd te zijn. Er gaat in transformatorhuisjes nog wel eens wat mis, doordat niet alle stromen er goed gemeten worden. Door onze stroomsensors op de kabels te klikken en de uitgezonden meetgegevens via het internet te verzamelen, zouden er een hoop storingen kunnen worden voorkomen.


Dus toch een toepassing!
Dat dachten wij toen ook. Maar politiek gezien blijkt het toch wat ingewikkelder te liggen. Als een transformatorhuisje het begeeft, dan zit het elektriciteitsnet zo in elkaar dat de stroomvoorziening meestal binnen drie minuten via een andere route alweer is hersteld. En omdat elektriciteitsmaatschappijen pas een schadevergoeding hoeven te betalen bij een onderbreking die langer duurt dan drie minuten, zien ze op dit moment eigenlijk weinig reden om in onze sensoren te investeren. Toch zijn er ook andere toepassingsgebieden mogelijk. Lezers van dit artikel wil ik daarom oproepen om met andere voorstellen te komen.

 

 

 


 

 

LEDPanels

 

sys_intro_sysdesign Nieuwe energiezuinige bedrijfsverlichting bespaart tot 1000 euro per armatuur

 

Energiebesparing is actueler dan ooit. Zeker nu het broeikaseffect letterlijk voelbaar wordt en de Nederlandse Staat door de rechter op de vingers is getikt, kan niemand deze realiteit nog ontkennen. Maar daar waar consumenten min of meer worden gedwongen om spaarlampen aan te schaffen, worden bedrijven ontzien: hun TL-bakken blijven onverminderd energie slurpen. Toch is het voor bedrijven, ook zonder overheidsdwang, nu al lonend om te investeren in intelligente LED-verlichting, betoogt Jochem Welvaadt, CEO van Systec Designs BV in Amsterdam: ‘De besparing kan oplopen tot 1000 euro per armatuur’.


Hoe komt u aan dit enorme bedrag?

Ja, ik geef toe, het is een ‘eye-catcher’, maar het is natuurlijk afhankelijk van veel factoren. Toch had ik zelfs nog een nog hoger bedrag kunnen noemen zonder te liegen.


Rekent u eens voor?

We gebruiken LED-panelen die minder dan de helft gebruiken van de TL-bakken die bedrijven normaal gesproken in hun systeemplafonds hebben zitten. Een doorsnee TL-bak van 60x60cm verbruikt, inclusief voorschakelspoel, ongeveer 90 Watt. Door deze te vervangen door ons LED-paneel, daalt het verbruik naar 42 Watt bij gelijke lichtopbrengst. Daar bovenop komt nog de besparing die wij door de slimme sturing van de panelen weten te bereiken.

 

Maar die 1000 euro dan?

Laten we uitgaan van een TL-armatuur dat overdag aanstaat als verlichting en ’s nachts als inbraakpreventie. Zo’n armatuur brandt al die tijd op volle kracht, want TL-licht is niet dimbaar. Onze panelen gebruiken sowieso al minder dan de helft, maar worden bovendien automatisch gedimd op basis van een lichtsensor. Is het buiten licht, dan hoeft de binnenverlichting niet, of niet op volle sterkte te branden, om toch te voldoen aan de ARBO-norm. ’s Nachts is een sterkte van 10% al voldoende om inbrekers af te schrikken. Op deze manier kun je gemiddeld zo’n 1,5kWh per paneel per dag besparen, ofwel 1200 euro over de levensduur van 10 jaar. Trek hier de gebruteerde aanschafprijs van af en je zit rond de 1000 euro.


Sorry, maar heeft iedereen altijd al z’n verlichting ’s nachts aanstaan?

Nou, een beetje ondernemer laat altijd wel iets branden. Maar zelfs als je hier niet van uitgaat, en alleen rekent met 10 uur per dag, dan nog kom je, samen met de extra energiebesparing die ons besturingsalgoritme oplevert, altijd nog op ruimschoots 350 euro uit. En tel daar dan ook nog even de besparing in onderhoud bij op door de veel langere levensduur van ons LED-paneel. Die levensduur zal in de praktijk trouwens nog veel langer zijn dan 10 jaar, doordat het paneel maar een klein deel van de tijd op volle sterkte hoeft te branden. En gedurende die extra levensduur loopt de besparingsteller gewoon door.


U verwacht nogal wat van uw besparingsalgoritme, maar niets is irritanter dan een automatisch systeem waar je geen invloed op hebt.

Dat is bij ons systeem ook niet zo. We leveren het samen met een touchscreen, waarmee je de automatische regeling kan instellen.


U heeft in uw berekening nog niet de extra investering voor het plaatsen van het systeem genoemd. Toch nog een minnetje?

Op zich hoeft het installeren van het systeem niet veel meer te kosten dan een geplande reguliere onderhoudsbeurt van de TL-bakken. Het TL-armatuur kan uit het systeemplafond worden gelicht en worden vervangen door een even groot LED-paneel. Maar de eerlijkheid gebiedt me wel te zeggen dat de panelen in groepen van 8 worden aangestuurd. Dit betekent dat er tussen deze panelen nog een extra tweelingsnoer boven het systeemplafond moet worden gelegd.


En dan vergeet u denk ik ook nog even een kabel naar de lichtsensor die op een moeilijk bereikbare plaats moet worden gemonteerd.

Nee, dat dan weer niet. De lichtsensor verstuurt zijn informatie via radiosignalen en haalt zijn energie uit het licht dat erop valt. Deze sensor kan dus worden opgehangen zonder kabels. Maar liefst wel op een plek waar het buitenlicht er goed op valt. Ook ons touchscreen werkt trouwens met radiosignalen en kun je dus overal plaatsen. Wel moet je dit schermpje uit het lichtnet voeden, maar het stroomverbruik is heel laag: minder dan 1 Watt.


Radiosignalen….met het systeem uit de bouwmarkt kan ik de verlichting van m’n buren aan en uit zetten.

Ons radiosignaal zit dan ook iets ingewikkelder in elkaar dan dat van een consumentensysteem uit de bouwmarkt. We gebruiken versleuteling, waardoor zoiets niet kan gebeuren. Ook is ons systeem veel minder storingsgevoelig.


Nu staan TL-bakken al niet bekend om hun ‘vriendelijke’ licht, maar is dit bij dat blauwachtige LED-licht niet nog veel erger?

Nee, allereerst: we leveren de panelen in Warm Wit, dat is minder blauw dan een witte TL-balk. Verder krijgen mensen vaak hoofdpijn van TL-balken, doordat die 100x per seconde knipperen. Dit zie je niet, maar toch geeft het onrust. Onze LED-panelen hebben dit probleem niet, die branden constant. Trouwens, voor winkeltoepassingen is het soms wel mooi om wat blauwer licht te hebben, voor een frisse uitstraling. Maar ook dan blijven alle kleuren goed zichtbaar, zodat je kleurspoeling bij de kapper niet ineens groen blijkt te zijn zodra je daar de deur uitstapt.