照明制御システム構成
照明制御システムは、すべての機器が1本のRS485ラインにぶら下がる構成です。調光盤の中のモジュール、各部屋のスイッチ、センサーを受けるインプットモジュール、設定用PC、HA(ホームオートメーション)まで、同じラインの上でASCIIのコマンドをやり取りします。ここでは各モジュールとスイッチをどうつなぐかを、系統ごとに図で説明します。
全体構成図
調光盤の中でモジュールがRS485でつながり、そのラインが盤の外へ出て、スイッチ・センサー、設定PC・HA、ほかの調光盤へ延びていきます。系統を選ぶと、その配線だけを強調して説明を表示します。
通信仕様
すべての通信がRS485なので、システムは「RS485プラットフォーム」と考えると分かりやすくなります。プロトコルは無手順のASCII。HA機器の多くはRS485の外部機器に対応しているため、そのままラインにつないでコマンドを送れます。
| 準拠規格 | EIA RS-485 |
|---|---|
| 回路形態 | 2線式・半二重(送受信を同じ1対で切り替える) |
| 接続形態 | 1:N マルチマスター(どのノードからも送信できる) |
| 同期方式 | 調歩同期 |
| 通信条件 | 9600bps / データ長 8bit / パリティ なし / ストップビット 1 |
| ノード数 | 1ラインあたりRS485トランシーバー32台まで。超える場合はルーターで区切る |
| 衝突防止 | 送信前に受信バッファを確認し、他のノードが送信中なら 5ms+乱数(0〜10ms)待ってから送り直す。HA側に特別なプロトコルは要求しない |
| ケーブル | FCPEV-S 0.6mm または 0.9mm、2P(盤間)/3P(スイッチ系統)。必ずツイストペアで A・B を1対にする |
ケーブルと端子
系統ごとに使うケーブルが決まっています。スイッチ系統だけはRS485の信号に加えて、スイッチを動かすDC12Vも同じケーブルで送ります。
FCPEV-S 3P
盤 → スイッチ → スイッチ → インプットモジュールの送り配線。信号A・B、信号用GND(SG)、DC12V電源を各1対に割り当てます。シールドは接地を推奨。
FCPEV-S 2P
調光盤どうし、HA・設定PCとの接続。盤間は電源を送らないので、信号A・BとSG、シールドだけです。
FCPEV-S 1P
インプットモジュールとセンサー・リレーの間。モジュールの3.3Vを無電圧a接点に通して、Input端子に戻します。
KIV 0.5以上(アカ/アオ)
調光盤から社外盤のリモコンリレーへ。アオはリモコントランスに常時つながるコモン線、アカの電流で各リレーを切り替えます。
VVF / カナレ
調光盤上部の端子台から照明器具へ。位相調光・ON/OFF・PWM器具の電源はVVF、PWM調光信号はFCPEV 1P、DMXはカナレのDMXケーブル。
端子:3.5mmピッチ・プッシュ式(スプリングケージ)、適合単線 0.5〜1.0mm²、基板に対して45°嵌合。IN側とOUT側は基板上でつながっているので、送り配線はそのまま次のスイッチへ出します。
| 端子台表記 | 信号 | 配線色 |
|---|---|---|
+ / − | スイッチ用 DC12V(スイッチ系統の端子台のみ) | 黄 / 白 |
A | RS485 信号 A | 青 |
B | RS485 信号 B | 白(青ペア) |
G | 信号用グランド(SG) | 緑 / 白 |
E | シールド(ドレイン線) | — |
盤の端子台は系統ごとに分かれています(盤間通信 ABGE ABGE、HA通信 ABG、スイッチ通信 +−ABGGE など)。黄/白・青/白・緑/白をそれぞれペアのまま使い、シールドのドレイン線は必ずEに接続してください。
スイッチの構成
スイッチは回転とプッシュができるロータリーエンコーダーのノブを並べたプレートです。各プレートにアドレス(プレート番号)、各ノブにボタン番号とグループ番号を持たせ、同じグループ番号の照明回路を操作します。
3ノブ=メイン基板のみ、5ノブ=拡張1枚、7ノブ=拡張2枚。拡張基板とはFFC(16極・0.5mmピッチ・35〜40mm・両端上面接点)で接続します。
| プレート番号 | スイッチごとのアドレス。コマンドでは b001… のように指定 |
|---|---|
| ボタン番号 | プレート上のノブに 1〜7 の番号(上から順) |
| グループ番号 | 各ノブに 000〜999 を1つ。照明回路は自分の属するグループを記憶しており、同じ番号のノブで操作される |
| 回転 | 右で UP、左で DOWN。モジュール側の上限・下限で止まり、回転では消灯しない |
| プッシュ | ON/OFF。OFF時の調光%をモジュールのEEPROMに保存し、次のONで同じ明るさに戻る(停電後も保持) |
| 動作モード | onof(ON/OFFトグル)/ scns(シーン呼び出し)/ na__(不動作)。シーンボタンにするノブはエンコーダーをOFFにする |
| 設定 | PCをRS485ラインにつなぎ、ターミナルソフトでコマンド設定(Excelは非対応)。初期設定はボタン数 bxxxwvol、エンコーダーON/OFF bxxxency、モード bxxxmode |
| ハード | ARM SoC(ファーム更新対応)、絶縁型RS485ドライバー、DC12V入力、ノブの状態を示すLED |
例:リビングの照明回路をすべてグループ 005 に入れ、あるノブのグループも 005 にすると、そのノブ1つでリビング全体を UP/DOWN/ON/OFF できます。リファレンス基板は ROTARY03 + ROTARY02N。
インプットモジュール
人感センサー、エレベーターの着床信号、明るさセンサー(EEスイッチ)などの無電圧a接点を監視し、接点の変化をコマンドにしてRS485へ送ります。スイッチと同じ系統に送り配線でつなぎ、電源も通信ケーブルから受けます。
3.3V Out から出た電圧が、外部のリレー接点を通って Input に戻ると「入」と判定します。入力部は光アイソレーターで絶縁。
| 端子 | 内容 |
|---|---|
3.3V Out ×2 | 無電圧a接点用の電圧出力。リレーを通して Input に戻す |
Input1〜4 | 接点から戻った電圧の入力(4チャンネル) |
RS485 A ISO / B ISO | 絶縁されたRS485端子 |
0V ISO | 絶縁されたRS485の信号GND(SG) |
Earth | シールド |
DC12V / POWER GND | スイッチ系統から受けるDC12Vのプラス/マイナス |
| 送り配線 | 端子台の外でジョイント器具を使って分岐するか、端子台でジョイント |
| 設置場所 | センサーの手前。物件によっては屋根裏スペースなど |
| 設定 | RS485からの設定はなく、動作はファームウェアに書き込んで固定(HAに直接つなぐことも可能) |
リレーは機械式が基本。100VAC負荷用の人感センサーを使う場合は、100VACコイルのACリレーをバッファとして間に入れます。半導体リレーはマッチングテストができる場合のみ。
コマンドの流れ
スイッチは「どのグループを、どうするか」だけを送ります。すべてのモジュールがそのコマンドを受け取り、自分の回路がそのグループに属しているときだけ動きます。配線は1本でも、エリアごとの操作ができる理由です。
ノブを右に1ノッチ
グループ005が割り当てられたノブを回す。
RS485へ送信
v005up__ の8文字がライン全体に流れる。
全モジュールが受信
各回路が自分のグループテーブルを確認する。
該当回路だけ動作
グループ005の回路だけが明るさを1段上げる(上限値まで)。
| コマンド | 例 | 長さ | 動作 |
|---|---|---|---|
| UP | v001up__ | 8 | グループ001の回路を1段明るく。ノブを右に1ノッチ回したときに送信 |
| DOWN | v001down | 8 | グループ001の回路を1段暗く(下限値で止まる)。ノブを左に1ノッチ |
| ON | v001on__ | 8 | 直前に保存した調光%で点灯 |
| OFF | v001off_ | 8 | 現在の調光%を保存してから消灯 |
| シーンコール | g001sccc0005 | 12 | グループ001の各回路に、シーンテーブルのシーン5の調光%を呼び出す |
| フェード | g001fade0010 | 12 | シーンコール時のフェードタイムを1.0秒に(EEPROMに保持)。シーンコールの直前に送る |
センサーやインプットモジュール、HAも同じコマンドを送ります。8文字の「vコマンド」はロータリーエンコーダーの連続送信を想定した短い電文で、9600bpsで約7ms、12文字のコマンドは約10msで送り終わります。
配線の注意
通信が不安定になる原因の多くは配線です。施工時は次の点を確認してください。
- デイジーチェーンで配線する。スイッチ・センサーは盤から1本の送り配線でつなぎ、星型に分岐させない。
- A・Bは必ずツイストペアの1対で。平衡伝送なので、別々のペアに分けるとRS485の特性が出ない。
- 強電線と束ねない。100VACなどの強電線と一緒に通線したり、屋外を通したりする配線はノイズの原因になる。
- シールドを接地する。ドレイン線を端子Eにつながないとシールドの効果が得られない。
- 32台を超えたらルーター。1ラインのトランシーバーは32台まで。盤間の通信が安定しないときもルーターを入れて区切る。
- タスク回路は突入電流に余裕を。リモコンリレーは最大20Aだが、LED器具の突入電流を見込んで容量に余裕を持たせる。
出典:照明制御システム 仕様書 Rev03(1章 システムについて、5章 スイッチ、6章 インプットモジュール、7章 図面)。仕様書ではON/OFFモジュールをRELAYX4と記載していますが、現行のリファレンス基板はRELAYX8です。