Protocolul KNX

Protocolul KNX

Astazi vom vorbi despre cel mai raspandit protocol deschis, folosit in automatizarile de case si cladiri.

Protocolul de comunicatie KNX este un protocol cablat, avand o politica deschisa (care poate fi adoptata de mai multi producatori).  

Protocolul KNX este un protocol BUS (Binary Universal System), cablat pe cablu J-Y(St)Y 1x2x0.8mmp sau 2x2x0.8mmp (a doua pereche este optionala, insa recomandata totusi).

Standardul KNX este patronat de asociatia KNX din Bruxelles, iar la acest standard au aderat peste 500 de producatori la nivel mondial.

Standardul KNX a luat nastere la inceputul anilor '90 si a avut ca scop declarat introducerea automatizarilor in case si cladiri.

Fondatorii protocolului KNX

Cele trei mari entitati de la nivelul anilor '90 care au pus bazele protocolului KNX au fost:

 - EHSA (European Home Systems Association);

 - BCI (Batibus Club International)

 - EIBA (European Installation Bus Association).

Ideologia standardului a fost la inceput "Konnex Association" - conexiune a celor mai bune avantaje tehnologice.

De atunci si pana azi, la Asociatia KNX au aderat cei mai mari producatori internationali de tehnologie Smart Home si Home & Building Automation.

Standardele care reglementeaza protocolul KNX

Astazi, protocolul KNX este reglementat de urmatoarele standarde si norme in vigoare:

 - Standard international (ISO/IEC 14543-3);

 - Standard european (CENELEC EN 50090 si CEN EN 13321-1);

 - Standard SUA (ANSI/ASHRAE 135)

 - Standard chinezesc (GUOBIAO GB/T 20965).

Mediile de transmisie a telegramelor KNX

Telegramele KNX pot fi transmise pe urmatoarele medii de transmisie:

 - TP - Twisted Pair (cablu torsadat BUS - minim 8 torsadari/metrul liniar - J-Y(St)Y 1x2x0.8mmp sau 2x2x0.8mmp);

 - PL - Power Line (cablul de forta din instalatia electrica);

 - RF - Radio Frecventa ( 868MHz);

 - IP - Ethernet/WiFi

 

Principiul de functionare al standardului KNX

Principiul de functionare se bazeaza pe comunicatia intre elementele componente ale unei instalatii KNX, folosind telegrame in format binar, cu lungimi de la 1bit pana la 14 -16 bytes.

Elementele componente ale unei instalatii KNX sunt clasificate in urmatoarele categorii:

 - Dispozitive de intrare (Input-uri): acestea sunt de cele mai multe ori butoanele / tastele de comanda, uneori senzorii - desi acestia se gasesc intr-o categorie de sine statatoare;

   Totodata, dispozitivele de intrare se pot imparti si ele in subcategorii:

      a. Butoane KNX;

      b. Senzori KNX (pot fi de la senzori de prezenta pana la senzori de miscare, senzori de temperatura, senzori METEO, pana la senzori cu functii avansate precum functia "Virtual card holder");

      c. Termostate KNX (acestea deobicei mai au si iesiri incorporate);

      d. Interfete KNX (acestea pot fi analogice sau digitale - cu contacte liber de potential sau in tensiune 3.3VDC - 12/24V - 48V - 230VAC);

 - Dispozitive de iesire (Actuatori/Output-uri): acestea sunt asa numitele elemente de executie sau relee, care pot fi si ele impartite pe mai multe subcategorii:

      a. Actuatori ON/OFF (diferentierea acestora se face in functie de numarul de canale);

      b. Actuatori dimmer (folositi pentru reglajul nivelului de iluminat - pot fi cu taiere de faza/triac Leading Edge LE sau Trailing Edge TE, 1-10V etc);

      c. Actuatori pentru incalzire (Heating actuatori)

      d. Actuatori combinati - si lista poate continua.

 - Dispozitive de sistem: aici discutam despre toate dispozitivele care fac legatura intre intrari si iesiri si care totodata fac functional sistemul KNX:

     a. Surse KNX (sursele de alimentare KNX alimenteaza intreaga instalatie si au cele mai comune valori: 80 - 160 - 320 - 640 - 1080mA la o tensiune 29/30 VDC);

     b. Cuploare KNX (elementele care fac legatura intre linii si zone);

     c. Cablu KNX;

     d. Elemente auxiliare (terminale KNX etc).

Functiile realizate de echipamentele KNX, se impart in urmatoarele categorii majore:

 - Comanda si controlul iluminatului (de la ON/OFF, pana la functii temporizate sau tehnologii avansate: DALI, DMX etc);

 - Comanda si controlul sistemelor HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning);

 - Controlul sistemului de efractie (nu este foarte popular in KNX);

 - Comanda si controlul sistemelor de umbrire;

 - Comanda si controlul sistemelor de sonorizare;

 - Comanda si controlul sistemelor de acces;

Etc.

Legatura intre functii si dispozitive se face folosind asa numitele adrese logice / adrese de grup sau "group addresses".

Pentru a putea configura echipamentele este nevoie de un software ce trebuie cumparat de la Asociatia KNX. Acest sofware se numeste ETS (Engineering Tool Software).

In general, soft-ul ETS si protocolul KNX necesita cunostinte adecvate si nu poate fi programat si pus in functiune fara niste cursuri de specialitate.

O adresa de grup raspunde la intrebarile UNDE? / CE? / CUM? (exemplu: 1/1/1 poate insemna Living/Motor jaluzea usa / Miscare sus - jos)

 

Arhitectura unui sistem KNX

Dispozitivele KNX sunt unice in arhitectura sistemului si au adresa fizica unica, folosind urmatoarea logica:

 - 1 (zona sau sectorul) . 1 (linia din cadrul zonei) . 3 (numarul dispozitivului din cadrul liniei 1 care face parte din zona 1)

Numarul maxim de adrese fizice dintr-un sistem KNX poate atinge 64000.

In general arhitectura KNX este impartita astfel:

 - zone (maxim 15);

 - linii (maxim 15/zona => 15X15);

 - dispozitive (maxim 256/linie - acestea pot fi impartite in segmente de cate 64 de dispozitive/segment => 15 X 15 X 256 = 57600 dispozitive fizice).

Dimensionarea unei linii KNX se face in functie de curentul debitat de sursa de alimentare, iar un echipament KNX este dimensionat cu un consum aproximativ de pana in 10mA - 64 X 10mA = 640mA.

Plaja de tensiuni admise de echipamentele KNX este cuprinsa intre 21 - 32VDC.

Exemple de integrare la nivel de proiect:

Exemplul 1: (sursa www.gvssmart.com)

Exemplul 2: (sursa: www.gewiss.com)