Tämä artikkeli opastaa väyläpohjaisen ovipuhelinjärjestelmän suunnittelu- ja valintaperusteisiin. Artikkeli paneutuu melko pitkälle Elkesan Oy:n edustamaan Legrand Bticino Terraneo-ovipuhelinjärjestelmään, mutta on sovellettavissa muihinkin ovipuhelinmerkkeihin. Artikkeli on suunnattu pääosin ammattilaissektorille, suunnittelijoille ja asennusliikkeille.

Muutamia kommentteja Elkesan:n toimittamista Legrand Bticino Terraneo-ovipuhelinjärjestelmistä

• Keskuslaite on valmiiksi ”DIN-laitekoteloon” koottu valmis kokonaisuus, joka sisältää järjestelmän verkkolaitteen, verkkolaitteen lukolle (24V/2.5A), lukkoreleen ja konfigurointi-kokoonpanotyöt.
• Kaikki laitteet toimitetaan asennusvalmiiksi koottuina ja konfiguroituina.
• Nousuväylä lähtee aina keskuslaitteelta
• Kaapelointitopologia vapaa: Joko tähti tai tikapuu.
• Keskuslaitteelta voi lähteä vakiona kaksi nousuväylää, tai käyttämällä F441-sovitinta neljä nousuväylää
• Kerroshaaroittimessa on neljä lähtöä.

 

Nousuväylien määrä

Yleensä monissa suunnitelmissa käytetään Comelitin laitteita. Videokuvallisessa järjestelmässä käytetään ”power supply, mixer 4888C”. Tämä on järjestelmässä vakiokokoonpanossa. Nousuväyliä on tällöin enintään neljä. Mikäli Comelit-järjestelmässä tarvitaan useampi nousuväylä, käytetään useampaa 4888C:tä sekä lisälaitteita. Tämä on huomioitava suunnitelmia verratessa: jos kuvaan on piirretty useampi kuin neljä nousua, se on huomioitava keskuslaitteissa. Bticinon keskuslaitteessa on vakiona aina kaksi nousua, neljä nousua saadaan käyttämällä F441-haaroitinta. Jos meidän Bticino-järjestelmään lisätään F441, järjestelmä on identtinen Comelitin kanssa. Bticinolla on lisäksi F441M, kahdeksan nousun haaroitin, mutta sen käytössä on konsultoitava Elkesan Oy:tä, kuten myös enemmän kuin neljän nousun järjestelmissä. Keskeistä: Jos järjestelmässä on enemmän kuin neljä nousua, on syytä ensin käydä suunnitelma huolellisesti läpi, onko tämä tosiaan tarpeen. Laitetasolla tämä ei tuota mitään haastetta, mutta kuten yleensäkin- “keep it simple”.

Nousuväylätyypit ja tavat

Nousukaapeloinnin suunnittelussa on noudatettava harkintaa: Asennusteknisesti ”monta nousua” on usein kätevä. Ei tarvitse kuin vetää nousukaapeli päällekkäisten huoneistojen läpi, ”that’s it”. Keskuslaitepäässä tämä kuitenkin tuottaa haasteita, on kyseessä sitten kenen tahansa valmistajan järjestelmä. Ylipäätään: tehdään järjestelmä kenen tahansa valmistajan laitteilla, niin keskuslaitteiden takia on kaksi hyvää tapaa. Tähtikaapelointi, eli kaikki huoneistot johdotetaan keskuslaitteelle, esim. yleiskaapelointi. Tai perinteinen ”tikapuu”, yksi nousukaapeli ja siitä huoneistopistot.

On vielä yksi kaapelointitapa, jota meidän Bticino-laitteissa voi käyttää. Se on ”point to point”, eli väylä kytketään suoraan ovipuhelimen BUS-BUS-liittimiin ja jatketaan siitä seuraavalle. Eli, nousuväylä tuodaan ensimmäiselle ovipuhelimelle, jatketaan siitä ylöspäin, ja siitä ylöspäin. Silloin keskuslaitteelta lähtevät väylät, joko 2 tai 4 kpl, kytketään suoraan ”päällekkäisten” puhelinten läpi.

 

Kaapelityypit

Kaapelityypit: Yleisesti käytetty KLM on hyvin soveltuva kaapeli. Se toimii myös meidän Bticino-laitteissa. Meillä suosituimmuuslista kaapeleille on: Nomak (Jamak käy myös), KLM, cat/mhs. Eritoten nousukaapeleissa Nomak on hyvä. Huoneistopisto tällöin on lyhyt, ja siihen käy niin sanotusti ”vaikka paukkulanka”.

Vaipasta ei sinänsä ole hyötyä: Jos vaippaa käytetään, niin silloin kyseessä on erityisen vaativa kohde (teollisuus, raskaita koneita, kaapelihyllyt, häiriöt jne). Tällöin asentajalla täytyy olla vahva tietämys EMC:stä ja häiriöiden käyttäytymisestä.

Yleensä: vanhojen 50-luvun summeri- ja ovipuhelinlaitteiden kaapelina käytettiin irtojohtimia, ”paukkulankaa”. Tietyin varauksin tämä soveltuu videokuvalliseen järjestelmään, jos talo on matala (kolme kerrosta) ja huoneistoja alle 20. Tässä täytyy silti varautua ”pettymyksiin”: kuvan laatu vaihtelee kelvollisesta erinomaiseen. Yleensä näissä järjestelmissä nousukaapeli kannattaa yrittää uusia. Jos tätä kaapelointia käyttää, niin toimenpiteet: 1, puretaan vanha järjestelmä, 2, tarkistetaan niin suuri osa liitoksista kuin mahdollista ja kaikkein tärkein, tehdään eristysvastusmittaus. Näissä kaapeloinneissa parikaapelittomuus ei ole sinänsä ongelma, vaan runkovuodot ja huonot liitokset.

Kaapelit paremmuusjärjestyksessä:

• Elkesan parikierrekaapeli 1 mm2
• Bticinon oma väyläkaapeli ja/tai NOMAK
• KLM
• MHS, tietoverkkokaapelit CAT
• Muut kaapelit

Kytkemisestä

Kaapelit pitäisi pitää mahdollisimman yhtenäisenä ja ylimääräisiä liitoksia välttää. Kaapeliliitoksia tehdessä ehdottomasti kielletty kytkentätapa on ”vipuwago”. Ne ovat erittäin toimivia verkkojännitteillä, mutta ovipuhelinpuolella ne eivät toimi luotettavasti. Tämä on aika usein kahvipöytien kiistanaihe, joten perustellaan se tässä myös toisella tavalla. Ovipuhelinjärjestelmien väylät ovat suurtaajuussignalointia. Värivideokuvaa siirretään moduloituna, ja taajuusalue on kymmenistä megahertseistä satoihin. Mitä korkeampia taajuuksia käytetään, sitä enemmän liitokset vaikuttavat. Esitetään pari kysymystä: Perinteinen, vanhan ajan valvontakamerakaapelointi koaksiaalilla: jatkaisitko siinä kaapelia wagoilla? Entä tietoverkkokaapelointi (cat5, 6 jne). Jos kaapelia täytyy jatkaa, teetkö jatkoksen siihenkin wagoilla?

Vaikka ovipuhelinsignalointi on vaativa, se on silti enemmän vikasietoinen ja anteeksiantavampi. Yksittäisiin kahden, kolmen johtimen liittämiseen voidaan käyttää 3M-liittimiä tai ”Dolphineja”. Kun niputetaan useita johtimia yhteen nippuun, ne pitää surrata tiukasti yhteen ja suojata piippuliittimellä tai kutistesukalla. Myös hienostuneemmat tavat ovat hyviä: LSA-liittimet ja muut kytkentäratkaisut. (Huom: Väyläjärjestelmissä pareja ei saa tuplata!)

Eli- teet kenen tahansa ovipuhelinjärjestelmää, niin jätä ne wagot vahvasähköpuolelle.

Entä jos “poikkipinta ei riitä”?

Silloin tällöin tulee vastaan tilanteita, jolloin “poikkipinta ei riitä”. Esimerkiksi kaapelipituudet ovat pitkiä, tai on käytettävä huonompilaatuista kaapelia. Yksi tyypillinen tilanne on, kun käytetään yleiskaapelointia ovipuhelinkaapelointiin- tähtikaapeloinnin perinteinen ongelma, yksittäiset kaapelipituudet saattavat olla hyvinkin pitkiä.

Ehdottomasti kielletty tapa on parien tuplaaminen. Viitataan edelliseen kohtaan wagojen käyttämisestä liittämisessä. Pareja tuplaamalla toki saadaan lisää poikkipintaa, mutta eritie-eteneminen voi aiheuttaa häiriöitä- ensimmäisenä ne näkyvät kuvan laadussa.

Tässä listana, miten ratkaistaan pitkien kaapelivetojen aiheuttamat ongelmat.

• Kaapelityypin vaihtaminen, esim. Nomak, ovipuhelinvalmistajan kaapelit
• Laadukas kaapeli voi yksistään jo riittää- esim. tietoverkkokaapelit (cat)
• Suunnittelusäännöt: Kaapelipituudet täytyy aina yrittää minimoida
• Paikalliset verkkolaitteet painiketauluille ja suurivirtaisille ovipuhelimille (Wifi-mallit)
• Väylätoistimet

Ovipuhelinvalmistajilla on aina suunnittelusäännöt kaapelipituuksista. On olemassa erilaisia taulukoita, miten pitkiä väyliä voidaan saavuttaa milläkin kaapelityypillä. Eri laitteista löytyy virrankulutustaulukoita.

Ovipuhelinväylät ovat nykyään kaikki yhdistelmäväyliä, jossa käyttöjännite, signalointi ja ääni sekä kuva siirretään yhdellä parilla. Yleensä väyläjännite on 24 Volttia vaihdellen 24 voltista 30 volttiin. Signalointi sisältää osoitetietoa ja muuta informaatiota, esimerkiksi ovenavaustieto. Tämä on toteutettu esimerkiksi FSK:lla, taajuusmodulaatiolla, jossa ykköstä ja nollaa esittää tietty taajuus. Audio ja video siirretään usein taajuusmodulaatiolla (FM).

Väylän pituudessa ongelmaksi tulee väyläjännite: jännitehäviö kaapelissa aiheuttaa sen, että kaapelin päässä oleva laite ei enää toimi. Itsessään signalointi ja ääni-kuva ovat vähemmän pituusherkkiä. Kokonaisuudessaan rajoituksia tulee väylän impedanssista, mutta silloin mennään jo alueelle, että edes asiantuntijat eivät puutu niihin.

Bticinon laitteilla perusjärjestelmät tehdään “otetaan taulu, otetaan väyläpoweri, otetaan puhelimet, kerroshaaroittimet, siinä se”. Tavallinen kerrostalon järjestelmä harvemmin tuottaa ongelmia kaapelipituuksissa. Oikeastaan ainoa huomioitava seikka on lukon syöttäminen painiketaululta. Bticino-ovipuhelinjärjestelmissä on ollut alusta asti (2000) painiketaulun puherasian takana liittimet lukolle (S+, S-). Siitä saadaan 18 VDC, jota voidaan käyttää 12 V sähköteljelle tai Abloyn kevyttelkilukolle. Tässä on huomioitava se, miten alas väylä notkahtaa, kun lukko käynnistyy.

Paikalliset verkkolaitteet ovat hyvä tapa keventää kuormaa. Bticino-ovipuhelinjärjestelmän painiketauluissa on ollut aina mahdollisuus paikalliseen verkkolaitteeseen. Bticino SCS bus on rakenteeltaan “kaikki laitteet väylässä kiinni, myös sähkönsyöttö väylästä”- eli kun liitetään ovipuhelinkaapelin pari BUS-BUS joka laitteessa, se riittää. Painiketauluissa on lisäksi liittimet 1, 2 paikalliselle verkkolaitteelle: verkkolaite 346020 (27 V, 600 mA) liitetään tähän. Tämä on hyvä ratkaisu myös, kun lukko on kytketty painiketauluun. Samoin videokuvallisissa ovipuhelimessa, kuten Classe 100 Wifi, Classe 300, Classe 300 EOS on mahdollisuus paikalliseen verkkolaitteeseen.

Paikallisen verkkolaitteen voi sijoittaa toki kulutuskohteen lähelle, mutta yleensä se sijoitetaan ovipuhelinkeskuksen sisälle.

Yleensä hyvä suunnittelusääntö on sijoittaa ovipuhelinkeskukseen valmiiksi paikallisverkkolaite 346020 videokuvalliselle painiketaululle sekä toinen videokuvallisille laajennettujen ominaisuuksien ovipuhelimille. On silti muistettava, että suurin osa järjestelmistä menee logiikalla “älä ajattele”- tämähän on ollut valmistajankin ajatus alun alkuaan.

Väylätoistimet ovat sitten seuraava mahdollisuus. Näitä on oikeastaan jokaisen valmistajan valikoimissa. Väylätoistin sijoitetaan signaalin kannalta mahdollisimman “puhtaaseen” kohtaan väylää. Esimerkiksi jos väylä voi olla 100 metriä, niin väylätoistin sijoitetaan mieluummin lähemmäksi puoltaväliä kuin aivan loppupäähän: vahvistetaan mieluiten häiriötöntä signaalia kuin signaalia häiriöillä.

Bticinon väylätoistin on 346851. Bticinon väylässä puhelinkaapelilla (MHS, MMS, paukkulangat) päästään noin 50 metrin kaapelipituuteen. Tietoverkkokaapeleilla (Cat5 jne) 50-100 metriä, samaan päästään KLM-kaapelilla, ja Nomakilla päästään 200 metriin. Nämä ovat summittaisia arvoja, esimerkiksi mihin asti kuvan laatu voi heikentyä, että se on vielä hyväksyttävä. Samoin paikallisverkkolaitteen käyttö “pidentää” kaapelia huomattavasti. Bticinon väylätoistin 346851 toimii usealla tavalla: Siinä on ensinnäkin galvaaninen erotus tulon ja lähdön välillä, eli se ratkaisee potentiaaliero-ongelman. Koska tulo- ja lähtö on galvaanisesti erillään, lähtöpuolella on oltava väyläverkkolaite (346030, 346050). Tämä ratkaisee myös kuormitettavuusasiat: Verkkolaitteella on jaettavana 1200 mA virtaa. Kun tämä on “käytetty”, niin 346851 lähtöpuolella on taas 1200 mA jaettavana. Jos halutaan vaikkapa 400 metrin kaapelipituus, sijoitetaan väylätoistin esimerkiksi 100 metrin välein. 346851 käytetään myös moneen muuhun: Bticinon väylän rajoite on 99 laitetta per lohko. Selausnäytöllisellä painiketaululla voidaan tehdä liki 4000 puhelimen järjestelmä: Määritellään, että puhelimet 1-99 ovat väylässä 1, 100-198 väylässä 2 jne. Käyttäjällehän tämä ei näy.

Kerroshaaroittimet

Comelit lienee ainoa valmistaja, jolla kerroshaaroitin on yksilähtöinen. Meidän Bticino-järjestelmässä kerroshaaroitin on nelilähtöinen, neljälle monitorille. Tätä samaa tapaa käyttävät oikeastaan kaikki ovipuhelinvalmistajat: Tulitikkuaskin kokoinen kerroshaaroitin, jonka toisella puolen lukee ”BUS IN/OUT” eli nousuväylä, ja toisella puolella MON1, MON2, MON3 ja MON4. Kerroshaaroitin on Bticinolla vailla älytoimintoja, eli sitä ei tarvitse ohjelmoida. Kerroshaaroittimen perään kytketään monitori per lähtö.

Mitään estettä ei ole käyttää Bticinon kerroshaaroitinta Comelitin tapaan, eli yksi monitori per lähtö.

Summa Summarum

• Nousukaapelien määrä pyrittävä minimoimaan: 1-4 nousukaapelia tekee kaapeloinnista valmistajariippumattoman.
• Olisi hyvä suunnitella kerrosrasiointi siten, että kootaan mahdollisimman monta ovipuhelinta kerrosrasiaan. Eli, nousukaapeli tuodaan kerrosrasiaan, ja kerrosrasiasta lähtee kaapelit mahdollisimman monelle ovipuhelimelle. Tämä tekee kaapeloinnista valmistajariippumattoman sekä helpottaa huoltoa.
• Kaapelijatkoksiin kiinnitettävä erityistä huomiota.
• Pareja ei saa tuplata, väyläjärjestelmissä tämä on ehdottomasti kiellettyä.
• Suosi paikallisverkkolaitteita, eli videokuvallisille painiketauluille erillinen sähkönsyöttö, laajennettujen toimintojen ovipuhelimille erillinen sähkönsyöttö (27 V)

Bticino-ovipuhelinjärjestelmä ja yleiskaapelointi

Yleiskaapeloinnissa taloyhtiöön tai kiinteistöön on asennettu tietoverkkokaapelointi. Jokaiseen huoneistoon on vedetty ”siamilainen” CAT6-kaapeli, eli kaksi kaapelia. Toinen kaapeleista on tietoverkkokäyttöön, toinen esim. lankapuhelimelle. Aiemmin toinen kaapeleista päätettiin huoneistossa highband-liittimelle, nykyään rj-liittimelle. Lisäksi nykyään huoneistoon vedetään myös yksi kuitu. Joissakin asennuksissa huoneistoon on vedetty vain yksi cat-kaapeli ja yksi kuitu- toivottavasti tämä tapa ei yleisty.

Huoneistossa eteisessä on huoneistojakamo, johon kaapelit on päätetty. Kellarissa on taas ristikytkentäteline, jonne kaapelin toinen pää päättyy.

Toinen huoneistojakamon liittimistä on siis tietoverkkoliitin laajakaistalle. Toinen taas on vapaa. Parit 3 ja 4 voidaan ottaa ovipuhelinkäyttöön. Parissa 4 (ruskea) tuodaan väylä (BUS, BUS). Pari 3 varataan sähkönsyöttöä varten: Siinä voidaan tuoda 27 voltin jännite Wifi-monitoreille.

Yleiskaapelointia käytettäessä kerroshaaroittimet voidaan kytkeä kuvan mukaisella Patch-paneelilla, jota valmistamme erityisesti yleiskaapelointikäyttöön. Huoneistoon lähtevä toinen kaapeli kytketään patch-kaapelilla suoraan ovipuhelinpatch-paneeliin. Ovipuhelinpatch-paneelissa 1. ja 2. pari ovat vapaana, ja niihin voidaan liittää muita toimintoja suoraan LSA-liittimeen.