מעל לעשור אנחנו שומעים על מהפיכת הבית החכם אבל למרות כל הטכנולוגיה רוב התשתיות אינן שונות מהותית מאלו שהיו בתקופת מלחמת העולם הראשונה
המהפיכה הדיגיטלית ניכרת בכל תחומי החיים. טלפונים שהיו אנלוגיים הפכו לדיגיטליים ואז לסלולריים. מכוניות החלו כאוסף של חלקים על מרכב הפכו לרכיבים מחוברים ברשת תקשורת מקומית. לפני מספר עשורים מחשבים לא ידעו שנותק כבל המקלדת או העכבר וכיום התקשורת בין הרכיבים למחשב מנוהלת על ידי פרוטוקול רשת USB. אפילו בתנור הבייתי ובמקרר יש מחשב קטן. המגמה העולמית בכל תחומי החיים היא קישוריות, שיתוף מידע, ושרות אישי. אנשים מעדיפים טלפון נייד אישי, רכב פרטי, מחשב נייד, אינטרנט בכל מקום, ותוכן מותאם באופן אישי אליהם.
יש תחום אחד בחיי כולנו שעדיין ממתין למהפיכה: הבית הפרטי שלנו. תשתיות החשמל והתקשורת בבית בנויות בדיוק באותה השיטה שהיתה זמינה בזמן מלחמת העולם הראשונה. חיילים ברי מזל שחזרו הביתה ממלחמת העולם הראשונה חזרו לבית שהתשתיות שלו הן בדיוק כמו שלנו. לראות איך בונים היום בית זה כמו לקרא בספר הסטוריה.
בין שאר המאפיינים המיושנים של בית חדש אנחנו מוצאים את חוטי החשמל שאינם מעבירים תקשורת, רכיבים כמו מפסקים וגופי תאורה שאפשר לתלוש החוצה והבית לא יודע על כך, והעובדה שהבית לא מגיב אלינו אלא אם נלחץ על כפתור שסוגר מעגל חשמלי או נחבר חוט לתקע שמעביר חשמל.
הבעיה הגדולה ביותר של בית מגיעה ממקום אחר. תשתיות החשמל מגיעות מחברת החשמל כזרם חילופי AC במתח גבוה מאד. הסיבה לשימוש בזרם חילופי היא שניתן לבצע המרות מתח בקלות יחסית בעזרת שנאי. באופן זה חברת החשמל מעבירה חשמל במתח גבוה מאד ובזרם נמוך בין ערים ואז מתבצעת המרה למתח נמוך יותר של 220 וולט זרם חילופי. מכיון שהבית שלנו היום הוא רק אוסף של קירות וחוטים אז גם החשמל בבית הוא בדיוק מה שמקבלים מחברת החשמל – 220 וולט של זרם חילופי. זרם חשמל מסוכן מאד עם תקעים מפוזרים בכל רחבי הבית. עם השנים נוסף מגן התחשמלות שתפקידו הוא לקפוץ רק אחרי שמישהו החל להתחשמל.
המודל הזה של חשמל שהורג אולי היה הגיוני בתקופת מלחמת העולם השניה כאשר טכנאי רדיו היו נהרגים מהתחשמלות בזמן עבודת תיקון. היום רוב מכשירי החשמל פועלים על מתח של 12 וולט שאינו מסוכן בכלל. האם מישהו מעלה על דעתו שברכב יהיה שקע חשמל ליד תא הנהג שאם מישהו בטעות יגע בו הוא עלול למות. האם מישהו מדמיין לעצמו שב- iPhone לצד שקע USB יהיה שקע חשמל שהורג? איך זה שאנחנו מוכנים לקבל את העובדה שדווקא בבית שהוא המקום הבטוח לילדים יש חשמל מסוכן שיכול להרוג אדם בוגר?
את צרכני החשמל בבית אני מחלק לחמישה חלקים:
1. צרכני חשמל קבועים שפועלים בהספק גבוה. אלו כוללים מכונת כביסה, מיבש כביסה, מזגנים, תנור, מקרר, וכד’. אלו הם מכשירים שצורכים הספק גבוה, מתוכננים לעבוד על בסיס 220 וולט, ואינם זזים ואינם מתנתקים מהחשמל. את הצרכנים האלה אפשר לחבר באופן קבוע לחשמל בהברגה כחלק מתהליך ההתקנה.
2. צרכני חשמל בהספק גבוה שהם ניידים. צרכנים אלה כוללים למשל מייבש שיער ומפזר חום. הסיבה לשימוש בזרם חילופי עם צרכנים אלה היא בעיקר כיוון שהמוצרים שיש היום בשוק בנויים למתח של 220 וולט חילופי.
3. הקבוצה השלישית היא צרכני חשמל בהספק גבוה שיש צורך לחבר ולנתק אותם באופן תכוף. אלו מרוכזים ב-“איזור התעשיה” של הבית – במטבח ולפעמים בחדר עבודה. בניהם למשל מיקסר, קומקום חשמלי, בלנדר, וכד’, וכוללים מקדחה אבל לא מברגה.
4. הקבוצה הרביעית היא מוצרי צריכה שכוללים מחשב, מחשב נייד, טלפון סלולרי והמטען שלו, מסך LCD, ממיר כבלים ולווין, מקלט רדיו, מערכת סטריאו, ועוד ועוד. כל אלה מכילים בתוכם שנאי פנימי שממיר את המתח הגבוה למתח נמוך שהוא בדרך כלל באיזור 5 וולט עד 12 וולט ולעיתים נדירות עד 32 וולט, תמיד זרם ישיר DC.
5. הקבוצה האחרונה היא המשמעותית ביותר והיא המכריעה את הכף בתכנון הבית: התאורה. התאורה בבית מכסה כל פינה קטנה בבית. מקום בבית שאינו מואר אינו שמיש. בכל חדר בבית יש תאורה ובכל חדר בבית יש תשתית חשמל לתאורה.
לפני שנים רבות המציא אדיסון את הנורה, את נורת הליבון. מאז נוצרו הרבה מאד סוגים של נורות בניהן הלוגן, פלורסנט, ועוד סוגים שונים ומגוונים. הנורות היום בנויות לשימוש במתח של 220 וולט בזרם חילופי.
היום אנחנו במהלכה של מהפיכה אמיתית. מהפיכה זו היא תאורה מבוססת לדים. לד הוא אלמנט אלקטרוני ביסודו. תאורת לדים זקוקה למתח נמוך ולזרם ישיר. נורות מבוססות לד הפכו בשנה האחרונה לזולות מספיק לשימוש ביתי. הן יעילות פי 10 מנורות ליבון (רגילות) ומחזיקות מעמד שנים רבות ואורך החיים שלהן אינו תלוי במספר ההפעלות.
תאורה מבוססת לדים זקוקה לזרם ישיר אבל תשתית החשמל בבית מספקת זרם חילופי במתח גבוה. התוצאה היא שמנורות מבוססות לד שזמינות היום כוללות בתוכן שנאי קטן שמייקר אותן מאד.
על פי המגמה הנוכחית בתים שיבנו בעוד 20 שנים יתבססו על תאורה במתח נמוך ובזרם ישיר. מכיוון שכיסוי התאורה בכל הבית יעבור לזרם ישיר במתח נמוך הרי שאין סיבה אמיתית לכיסוי של כל הבית בתשתית מתח גבוה בזרם חילופי. החזון שאני רואה הוא שעם הזמן בתים יתבססו על מתח של 12 או 24 וולט בזרם ישיר וצרכני 220 וולט שאינם במטבח יחוברו לתשתית 220 וולט מיוחדת שתסלל קרוב לתקרה וללא שקעים פתוחים. בבית לא יהיו שקעי 220 וולט שמקומם במפעל תעשיה, אלא שקעים לא מסוכנים שלא יכולים להרוג אף אחד. התשתית תהיה 220 וולט זרם חילופי עד לארון החשמל ומשם זרם ישיר. אני צופה שמגמת ההמשך תהיה כזו שעם השנים פחות ופחות מכשירים ומוצרים יתאימו למתח גבוה והדורות החדשים יותאמו לזרם ישיר במתח נמוך. שנת 2015 היא השנה שבה התהליך הזה מתחיל.
מאה שנים באיחור, מסתבר שתומס אדיסון בכל זאת צדק כשהאמין בזרם ישיר במתח נמוך. הוא רק היה צריך לחכות שהטכנולוגיה תדביק את הפער.
9 תגובות
אצלי בבית דווקא רשת התקשורת כן עובדת על תשתית החשמל, בנוסף לתקשורת האלחוטית, לא ברור לי מה חסר היום בתחום זה. לגבי נורות לד, המחירים היום עומדים על פחות מעשרה דולר לנורה כולל שנאי פנימי, זה יותר כלכלי להמשיך במודל זה מאשר לעבור לחיווט התומך בזרם גבוה.
* לא חשבתי שיהיה רק זרם ישר במתח נמוך. תנור או מכונת כביסה למשל יכולים להיות מחוברים בתשתית קבועה ל-220 עם הברגה סגורה ליד צינור הגז לתנור וחיבורי המים למכונת הכביסה.
* שקע חכם לא פותר את הבעיה של כבר מאריך, חוט חשמל 220V עד למכשיר, תחזוקה לקויה, ושנאים וספקים שמבזבזים חשמל, בעיקר במוצרים זולים יותר.
* חיבור לקיר באינדוקציה כדי לקבל הספק גבוה עלול לגרום להתחשמלות אם מקרבים סתם סליל חשמלי באפיון מסויים. יכול להיות שזה אפשרי אבל נשמע לי פתרון יקר לפזר מענה איכותי בכל הבית.
* “טלפונים שהיו אנלוגיים הפכו לדיגיטליים ואז לסלולריים”: טלפונים התחילו כמערכת אנלוגית לחלוטין עם שינוי מתח שמטייל עד למכשיר השני, לאחר מכן המרכזיות הפכו לדיגיטליות וגם הטלפונים הקוויים הפכו ליחידות חכמות. טלפון ציבורי למשל הוא לא אנלוגי אלא מתקשר דיגיטלית עם המרכזיה. סלולרי הוא דיגיטלי שמשדר דרך מודם. יש גם דיגיטלי ביתי – טלפון אלחוטי שמחובר דיגיטלית לתחנת בסיס לפני השקע של בזק. גם אם הממשק אל בזק הוא דיגיטלי, המערכת הפנימית כבר מזמן לא עובדת ככה. בית הוא המקום האחרון שבו גם התשתית היא אוסף של סתם חוטים.
* אם השאלה היתה קשורה ישירות לכתבה, לא דיברתי על בית חכם, אלא דווקא על בית במודל של רכב שבנוי כמערכת סגורה. המודל של “בית חכם” עוסק במערכת הניהול של התשתית והכתבה מדברת על התשתית ולא על הניהול.
* זה נכון שהיום קשה לההרג מ- 220V, ובכל זאת קנינו מכסים לשקעים כשהילד גדל מספיק, ואי אפשר לתקן כבל מאריך כשהוא בחשמל, ואסור להשתמש בכבל מאריך אם הוא קצת חתוך אבל עובד, ועוד ועוד. מקרה קלאסי של מוצר גרוע שמאשים את המשתמש. בדיוק כמו שהמחשב יגיד לי “אי אפשר לנגן את הקובץ – פעולה לא חוקית” ועכשיו אני אמור להתמודד עם המוצר הגרוע ולהשגיח עליו שלא להפעיל וידאו חדש עד שהקודם הסתיים.
220V זו לא ממש סכנה עצומה לבני אדם. 10,000 אנשים בארץ מתים מסרטן = זו סכנה. אני לא שמעתי על עשרות/מאות (חס וחלילה) שנפגעו מהתחשמלות. דווקא בשימוש במתח נמוך מגיעים לזרם יותר גבוה. ופה יש סכנה לבעיות ועומס זרם על המערכת. זהו. . לכל מערכת יש קצת חסרונות.
מישהו יודע מה עלול לקרות אם “בית
חכם” יחטוף וירוס מחשב? הרי מדובר
במערכת פתוחה האמורה לשלב חומרה
מכל הסוגים שאפשר להעלות על הדעת,
ע”פ טעם בעל הבית, עם תקשורת
שלא נפסקת עם כל העולם ואשתו;
אין שום דמיון בין “בית חכם” למכונית
המורכבת ע”פ מפרט קבוע, סגור
שיוצר כדי לבצע מטלות מעטות יחסית.
כדי להוריד את המתח בשקעים לא צריך “בית
חכם” אלא תקינה חכמה, ואם אתה מחפש
מקרר שיכין לך רשימת קניות למה
להשקיע בכל הבית כיחידה אורגנית?
לדעתי, הסיבוך, הסיכון והמחיר רבים
מדי לבית כזה בעוד התועלת מעטה.
שלום.
המונח המדוייק לזרם שאינו משנה את קוטביותו הוא “זרם ישר”.
אין מדובר כאן בשני אופני חיבור של מכשירים חשמליים לשקע החשמל, באופן ישיר או עקיף, אלא בתדר שבו מסופק הזרם: “חילופין” – שמשנה קוטביותו (בארץ 50 פעם בשניה או 50 הרץ) או “ישר” – בקוטביות קבועה – האלקטרונים זורמים במוליך כל הזמן באותו הכיוון.
“טלפונים שהיו אנלוגיים הפכו לדיגיטליים ואז לסלולריים”
אפשר הסבר למשפט הזה? אנלוגי אני מבין, אבל מה זה “הפכו לדיגיטליים ואז לסלולריים” ?
לורם, כתבת בדיוק את מה שהתכוונתי לכתוב בעצמי.
אבל יש עוד עניין עם מערכת החשמל שמפריע מאוד:
עדיין אין סטנדרט של מערכות חשמל אלחוטיות (אינדוקציה חשמלית).
הבעיה היא לא בכך שלמכשירים יש כבל חשמל (כפי שלשואב האבק, לדוגמה, צריך להיות כבל ארוך כדי שיוכל להגיע לסביבה רחוקה מספיק מנק’ החשמל שלו).
הבעיה היא שמיקום השקעים בבית נקבע בתכנון הראשוני, ולאחר מכן הקונפיגורציה הזו סטטית ולא גמישה במיוחד לשינויים במיקום הריהוט וכד’. ואז צריכים להביא כבלים מאריכים ומפצלים ולהריץ כבלים בכל הבית.
לכן, לדעתי, צריכים שהשקעים בבית היו “אלחוטיים” וניתנים להזזה ממקום למקום.
אם כבר מדברים על המתח ורוצים להגביל את סכנת החשיפה למתח גבוה אפשר לחשוב על “שקעים חכמים” שלא יספקו מתח כלל כאשר שום דבר לא מחובר אליהם, ורק כאשר מכשיר מתחבר אליהם יוכלו “לשוחח” איתו באמצעות פרוטוקול תקשורת מתאים ולהיפתח למתח שהוא מבקש, 5 וולט, 12, 24 או 220.
במחשבה שנייה כנראה שדרושה הפרדה בין המתחים הנמוכים לגבוהים, כדי לאפשר לשקע של המתחים הנמוכים ללבוש צורה קומפקטית יותר, וכל השקעים יחוברו למערכת התקשורת הביתית באותה הזדמנות ובאותו חיבור.
לא נראה לי כי יהיה רק מתח נמוך וישר , אולי שילוב של שני מקורות.
להפעלת תנור או מכונת כביסה במתח נמוך נצטרך זרם מאד גבוה ובכך חוטי חשמל עבים, ובנוסף חשש להתחממות ושריפות.