HomeLab komt installateur tegemoet in veranderende tijden

HomeLab, de eerste onafhankelijke proeftuin voor smart-homeapplicaties en services in Europa, richt zich op het testen en gezamenlijk ontwikkelen van slimme huishoudinnovaties in verschillende toepassingsdomeinen. Door het bewerkstelligen van een flexibele thuisomgeving kunnen IoT-toepassingen, nieuwe prototypes en innovaties er getest worden in een realistische setting en komen ze de installateur tegemoet in veranderende tijden.

HOMELAB ALS INNOVATOR

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.

ELEKTRICITEIT

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

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.

Domotica

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.

Batterijen

Wanneer er in de toekomst belangrijke lasten (zoals elektrische wagens) op het elektriciteitsnet bij komen, 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 14 kWh (nog) niet in staat om de dagelijks geproduceerde energie van de zonnepanelen (± 35 kWh 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 besparen of inzetten buiten de piekmomenten. In het HomeLab worden daarom ook al enkele testen gedaan met huishoudtoestellen.

Slimme huishoudtoestellen

Vaak is men zich niet bewust van het verbruik van huishoudapparaten. Dit euvel zou echter verholpen kunnen 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 de integratie en de vergelijking met andere slimme huishoudtoestellen uitblijven. Het is hierbij dus belangrijk om op zoek te gaan naar open interfaces.

In het HomeLab wordt er bovendien onderzoek gedaan naar hoe men huishoudapparaten efficiënter kan inzetten. Zo kan de droogkast 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.

Digitale meters

In het HomeLab hebben ze gerichte aandacht voor de mogelijkheden die de twee gebruikerspoorten van de digitale meter met zich meebrengen. Zo maakt de P1-poort data over het energieverbruik zichtbaar op lokale schermen zoals smartphone of laptop. De data uit de snelle S1-poort zijn ruwe, en daardoor zeer gedetailleerde data die elektrische apparaten zoals slimme wasmachines of laadpalen kunnen uitlezen en, mits extra logica, ook kunnen aansturen. Via de twee gebruikerspoorten krijgt men een zeer gedetailleerd zicht op het verbruik en kunnen apparaten ingezet worden op momenten waarop dit het meest gunstig is voor de energiefactuur.

 

Ledificatie

Terwijl enkele decennia terug een gloeilamp van 100 watt nog de norm vormde, is het vandaag de powerled van 1watt die stilaan de markt verovert. Omdat er vandaag een evolutie merkbaar is naar laagspanning van 12 en 24 volt, kan de standaard 230 volt-aansluiting dan ook in vraag gesteld worden. Kijk immers maar naar de vele toestellen die middels een adapter op het lichtnet worden aangesloten.

Ook ledspots werken op laagspanning en zijn bijgevolg vaak voorzien van een lokale omvormer. Door de voeding voor dergelijke spots te centraliseren in de schakelkast kan er heel wat efficiënter gewerkt worden en kan een probleem centraal in plaats van lokaal, aan de spot, worden aangepakt. Spanningsval hoeft bij een standaardbekabelingslengte met dergelijke kleine verbruikers overigens niet gevreesd te worden.

INTEROPERABILITEIT ALS LAGGARD

Consumentenapparatuur wordt steeds slimmer en biedt steeds vaker diensten aan die kunnen samenwerken met en/of gecontroleerd worden door anderen. Mits er gebruik kan worden gemaakt van opensourcesystemen vormt domotica hiertoe een ideale actuator. Jammerlijk genoeg is de interface naar het apparaat vandaag vaak leverancier- en zelfs apparaatspecifiek, wat betekent dat er extra inspanningen nodig zijn om een apparaat te ondersteunen. Standaardisatie-inspanningen proberen dit probleem te vermijden, maar ook binnen een bepaald standaardecosysteem kan het niveau van interoperabiliteit variëren. Daarenboven komt ook nog eens dat verschillende toepassingsdomeinen vandaag hun eigen standaarden hebben, waardoor de sectoroverschrijdende innovatie wordt beperkt door de extra inspanningen die nodig zijn om apparaten uit traditioneel verschillende domeinen in nieuwe toepassingen te integreren.

Als onderdeel van een onderzoeksinstelling is het HomeLab voorstander van systemen die naadloos met elkaar kunnen communiceren en het werkt dan ook aan een katalysator die sectoroverschrijdende innovatie mogelijk maakt. Een ontwikkeling die de (toekomstige) taken van de installateur aanzienlijk zou kunnen vereenvoudigen.

 

OPEN SOURCE ALS OPLOSSING

Het compatibel maken van domotica met een veelheid aan objecten en systemen; het is een uitdaging waar vele installateurs vandaag mee geconfronteerd worden. Hiermee zelf aan de slag gaan vergt specifieke technische kennis die men niet ogenblikkelijk verwerft. Er is met andere woorden nood aan software die een vertaalslag kan maken tussen verschillende systemen en die bij voorkeur ook open source is zodat indien nodig gemakkelijk aanpassingen aan de software kunnen gemaakt worden. In het HomeLab zijn onderzoekers volop bezig met het ontwikkelen van dergelijke programmatuur en kunnen ze ondertussen dankzij hun Dyamand interoperabiliteits­software onder andere gemakkelijk sensoren integreren.

Dyamand

Omdat vergelijkbare interoperabiliteitssoftware naar configuratie toe een aantal beperkingen vertoont, besloot men in het HomeLab om een eigen software te ontwikkelen. Dyamand is hiervan het resultaat en slaat een brug tussen de behoefte van zowel applicatie-ontwikkelaars en apparaatfabrikanten. Het Dyamand-raamwerk fungeert dus als een ‘middelwarelaag’ tussen de applicatieontwikkelaar en controleerbare apparaten.

OpenHAB

Van het hele huis een smart home maken, dat is het doel van OpenHAB. Deze interoperabiliteitssoftware is open source en wordt ontwikkeld door een aanzienlijke community. Bovendien draait het als Java-applicatie op bijna elke hardware. De software is eerder laagdrempelig dankzij het hoge gebruikerscomfort bij het inrichten en configureren.

NodeRed

Ook NodeRed is een platform dat interoperabiliteit ondersteunt. Het is een programmeertool die hardware-apparaten, API’s (application programming interface) en onlinediensten aan elkaar koppelt en biedt een browser-gebaseerde editor die het samenvoegen van verschillende stromen gemakkelijker maakt.
 

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. Binnen het HomeLab wordt de state-of-thearttechnologie 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.