Топология knx. Технология KNX для систем автоматизации. Рабочая среда KNX

Одно из основных требований, которые предъявляют к умному дому, это значительное снижение расходов на электроэнергию. Ведь сама концепция умного дома предполагает управление потреблением электроэнергии, чтобы снизить его расход в тех комнатах и ситуациях, в которых можно обойтись естественным освещением. Поэтому умный дом контролирует не только освещение, но и отопление, а также другие функции. Еще одно требование к умному дому – возможность без серьезной доработки применять оборудование от различных производителей. Именно для этой цели и был разработан стандарт KNX.

Каждый владелец умного дома желает подстроить его под какие-то свои требования и пожелания. Разработка системы управления таким домом с нуля обойдется очень дорого, поэтому гораздо проще взять максимально гибкую систему и выстроить ее архитектуру в соответствии со своими пожеланиями. Стандарт KNX – общая системная платформа, позволяющая использовать аппаратуру любого производителя, придерживающегося этого стандарта.

Кроме того, KNX – это набор протоколов для обмена данными между всеми участниками системы. Поэтому установка нового оборудования требует лишь минимального вмешательства в систему, ведь все элементы умного дома работают по одному стандарту и обмениваются данными по одним протоколам.

KNX – это шина, которая объединяет все элементы умного дома в единое целое. Основное преимущество KNX в невероятной гибкости, ведь для изменения конфигурации всей системы достаточно удалить ненужные элементы и установить вместо них более подходящие или необходимые. При этом не придется менять управляющую систему, перепрограммировать ее и мучительно согласовывать ее элементы между собой. Ведь недавно именно это и было главной проблемой, над которой бились монтажники управляющих систем умных домов – каждый производитель придерживался собственных стандартов, поэтому приходилось придумывать способы согласования деталей между собой.

Возможности шины KNX

На самом деле вопрос не в том, что может KNX, а в том, чего хочет владелец умного дома. Шинная система управляет любым оборудованием по заданному ей алгоритму, поэтому в рамках этой задачи KNX может все. Система, работающая на этом стандарте управляет всеми потребителями электричества в умном доме, поэтому KNX может обеспечить их работу в любых допустимых режимах, в зависимости от настроек и пожеланий владельца дома. Поэтому возможности систем стандарта KNX напрямую зависят от того оборудования, которое к ним подключено.

Использование шины KNX позволяет создавать различные системы управления умным домом. К примеру, система free@home от концерна ABB позволяет создать универсальную и простую в настройке и использовании систему, в которой управление домом может осуществляться в трех режимах:

  • автоматическом;
  • через команды с сенсорного пульта управления;
  • с помощью мобильного приложения для смартфона или планшета.

Все три режима обеспечивают полный контроль над энергопотреблением умного дома. Поэтому даже находясь далеко от дома, вы сможете контролировать безопасность своего жилища, наблюдать за детьми, включать и выключать различные электрические приборы.

Как это работает

Каждое устройство, подключенное к шине KNX имеет свой уникальный ip-адрес, а также список устройств, с которыми оно взаимодействует. Датчики и иные устройства, отслеживающие изменение обстановки, запрограммированы таким образом, чтобы при наступлении определенного события посылать связанным с ним устройствам сигнал.

В зависимости от настроек системы конечные устройства, которые и управляют подачей электроэнергии на различные приборы, могут реагировать как на определенные ситуации, так и на целый перечень различных событий. Поскольку к одной линии нельзя подключить больше 64 любых устройств, используют различные способы соединения нескольких шин в одну систему. В таких объединенных системах все происходит по стандарту KNX, поэтому никаких серьезных сложностей с настройкой не возникает.

Для связи между устройствами вне шины используют три вида каналов:

  • проводные;
  • оптические;
  • радиочастотные.

Проводные каналы наиболее востребованы, ведь для подключения к ним конечного устройства не требуется никаких дополнительных манипуляций. Оптическими и радиочастотными каналами пользуются лишь в том случае, если все, связанные этими каналами устройства, оснащены соответствующими приемо-передатчиками. В частности, эти каналы используют для подключения выносных видеокамер там, куда по каким-то причинам невозможно проложить проводной канал шины. По всем каналам связь между устройствами происходит по одним и тем же протоколам стандарта KNX.

Что такое ABB

Концерн ABB (в русской транскрипции АББ) занимается разработкой и производством оборудования для автоматизации различных процессов, в том числе для управляющих систем умных домов. Концерн был образован в 1988 году после слияния шведской компании Asea и швейцарской компании ВВС (Brown, Boveri & Cie). К этому времени обе компании обладали колоссальным опытом в сфере информационных технологий и автоматизации, поэтому АББ была одним из создателей стандарта KNX.

Концерн предлагает огромный перечень устройств, необходимых для создания полноценной сети, которая будет эффективно управлять умным домом. Несмотря на немалую стоимость, продукция концерна пользуется устойчивым спросом, потому что отличается великолепными характеристиками и полным соответствием стандарту KNX. К примеру, 12-канальный активатор отопления HA-M-0.12.1, который может одновременно управлять работой 12 клапанов системы отопления, обойдется в 23 тысячи рублей. Это заметно дороже китайских аналогов, но и гораздо надежней. Еще один пример – дисплей с поворотным управляющим элементом от ABB обойдется в 70–100 тысяч рублей , тогда как малонадежный китайский аналог можно купить за 20–40 тысяч . Но велика вероятность, что китайский элемент не прослужит и 2 лет.

Для связи всех устройств для автоматизации здания необходимо их подключить к общему каналу связи - шине KNX. С помощью шины устройства системы могут обмениваться телеграммами (пакетами) для передачи информации. Если передача и прием прошли успешно, то устройство-приемник, которому предназначалось сообщение подтверждает получение телеграммы. В случае отсутствия подтверждения устройство-передатчик повторяет отправку сообщения еще два раза. Если и в этом случае подтверждение не приходит, то процесс передачи данных прерывается. Таким образом, протокол KNX является протоколом с "обратной связью". В каждый момент времени может быть отправлена только одна телеграмма. Примерная структура сети KNX показана на рисунке 1.

Рис. 1.

Протокол KNX может использовать различные среды для передачи данных :

  • · KNX/TP - витая пара со скоростью передачи данных 9600 бит/с;
  • · KNX/PL - силовая линия (230 В и 50 Гц) со скоростью передачи данных 1200 бит/с;
  • · KNX/RF - радиоканал, имеющий два частотных окна 868 и 433 МГц;
  • · KNX/IP - сеть Ethernet.

В рамках дипломной работы в качестве среды передачи данных используется витая пара (KNX/TP). Данный метод организации системы домашней автоматики на базе KNX является наиболее распространенным и актуальным, так как такие системы просты для планирования и разработки и позволяют создать функциональные и гибкие решения, удовлетворяющие требованиям заказчика. Кабель витой пары может прокладываться поверхностным (контрольные панели) или скрытым (радио-модули) монтажом. Благодаря большим возможностям настройки и программирования, стандарт KNX является удобным как для разработчика, так и для конечного пользователя. Кабель витой пары, состоящей из красной (+) и черной (-) пары проводов, можно использовать как для передачи телеграмм, так и для подачи питания устройств.

Для того, чтобы система начала работать недостаточно просто соединить кабелем все устройства и подключить к питанию. Необходимо настроить и запрограммировать устройства, используя специальное программное обеспечение ETS Professional.

Engineering Tool Software (ETS) - специальное программа для проектирования, конфигурации и диагностики интеллектуальных систем на базе стандарта KNX. ETS возможно использовать для настройки многих инженерных систем:

  • · Управление освещением (включение/выключение, диммирование);
  • · Управление шторами;
  • · Система микроклимата (отопление, вентиляция, кондиционирование);
  • · Безопасность (сигнализация, видеонаблюдение, защита от протечек)
  • · Управление энергией;
  • · И др.

Существует несколько способов настройки устройств:

  • 1) В S-режиме (system) - шинные устройства становятся функциональными после загрузки в универсальный блок сопряжения с шиной определённой аппликационной программы, индивидуальной для каждого устройства. В данном режиме у инсталлятора есть полный доступ к программированию и настройке всех параметров устройств. Наиболее часто используемая конфигурация для систем KNX.
  • 2) Е-режим (easy) - исполнительные устройства уже являются полностью функциональными на момент подключения к шине KNX, программа загружается в блок сопряжения уже при изготовлении устройства. Логическая связь между такими KNX-устройствами и установка соответствующих параметров выполняется аппаратно, либо через контроллер, причем большинство настроек уже выставлено по умолчанию.
  • 3) В А-режиме (auto) происходит автоматическая упрощенная настройка устройств при их подключении к центральному блоку управления. В последних спецификациях протокола KNX не используется.

Для инсталляции KNX у каждого устройства в сети должен быть индивидуальный уникальный физический адрес. Назначение адреса можно произвести с помощью ETS. Для этого необходимо перевести устройство в программный режим (например, нажатием на программную кнопку на корпусе). Для подтверждения режима программирования должен загореться светодиод. Физический адрес устройств имеет следующую структуру: Зона.Линия.Устройство (например, адрес 1.3.4 определяет четвертое устройство в третьей линии первой зоны). Для физического адреса зарезервировано 16 бит информации. На рисунке 2 представлено распределение битов.


Рис. 2.

Далее необходимо выбрать аппликационные программы для каждого устройства и настроить различные параметры, исходя из требований проекта. После создается структура из групповых адресов (как правило для сложных инсталляций, трёхуровневая - главная группа/средняя группа/подгруппа, например, 1/1/1), и в данных групповых адресах объединяются различные объекты связи устройств, участвующих в инсталляции (например, датчик связывается с исполнительным логическим модулем). Трехуровневая система групповых адресов использует 4 бита информации для главной группы, 3 бита для средней и 8 бит для подгруппы. Таким образом, можно использовать максимально 16 главных групп (0-15), 8 средних (0-7) и 256 подгрупп (0-255).

Пример использования:

  • 1/1/1 - Лампа в спальне
  • 1/1/2 - Торшер в спальне
  • 1/2/1 - Люстра в гостиной
  • 1/2/2 - Настольная лампа в гостиной
  • 2/1/1 - Обогреватель в спальне

Необходимо учитывать, что получателями телеграмм могут быть несколько исполнительных устройств, но при этом сенсоры могут отправлять сигналы с информацией только по одному физическому адресу.

У каждого устройства есть несколько объектов связи. Их количество отличается в зависимости от назначения. Объекты связи могут иметь различный размер от 1 бита до 14 байт. Размер объекта зависит от выполняемой функции (например, 1-битовый объект используется для включения/выключения, а 4-битовый для диммирования).

Для наглядности рассмотрим следующий пример функционирования настроенной системы. Одноклавишный выключатель привязан к физическому адресу (1.1.1). Если нажать на кнопку выключателя и переключить его в положение "Включено", то отправится телеграмма с групповым адресом 4/2/3, которая содержит значение "1" и определённую служебную и контрольную информацию. Далее все устройства, находящиеся в общей сети KNX, получают данную телеграмму и обрабатывают ее, но только устройства с групповым адресом 4/2/3 отправляют контрольную телеграмму о подтверждении получения информации, после считывают значение "1" и обрабатывают его (например, исполнительное устройство с физическим адресом 1.1.2 замкнет реле, и лампа включится).

Как было сказано выше, передача данных по KNX/TP осуществляется с помощью кабеля витой пары. Шинные устройства подключаются к шине посредством универсального клеммника (рис. 3).

Рис. 3.

При каком-либо произошедшем событии происходит отправка телеграммы (например, пользователь нажал на кнопку). Если шина не занята некоторое время t1, то происходит передача данных. После отправки телеграммы должно пройти некоторое время t2, через которое происходит подтверждение получения от устройства, которому предназначалось сообщение. Общая схема отправления представлена на рисунке 4.


Рис. 4.

Каждая отправленная телеграмма состоит из набора служебных данных, определенного протоколом и полезной информации, которая описывает происшедшее событие (например, нажатие клавиши). Информация в телеграмме состоит из пакетов по 8 байт. Существуют определённые старт- и стоп- биты для определения начала и конца сообщения. Контрольная информация позволяет обнаружить ошибки в ходе передачи данных. На рисунке 5 представлена структура телеграммы.


Рис. 5.

Для передачи информационного сигнала используется модулирование напряжения, а точнее сообщение передается в виде импульса, который представляет собой разность напряжений, которая возникает между проводами витой пары среды передачи данных KNX/TP. Отсутствие импульса (разность потенциалов номинально равна 24 В) означает логическую "1". Отправка импульса с примерной амплитудой ±6 В означает логический "0".

Для того, чтобы передача данных осуществлялась с минимальными ошибками и задержками необходимо соблюдать определенные требования для создания сети (рис. 6) :

  • · Максимальная длина линии должна быть не более 1000 м;
  • · Максимальная длина кабеля, протянутого между двумя устройствами в сети должна не превышать 700 м;
  • · Минимальная длина кабеля, протянутого между двумя источниками питания должна составлять 200 м.

Рис. 6.

При проектировании системы необходимо уделить внимание количеству шинных устройств, используемых в сети и выбрать необходимую топологию (способ соединения всех элементов между собой). Стандарт KNX поддерживает большинство известных топологий за исключением "кольца" и имеет следующую структуру: устройства соединяются в линию, несколько линий соединяются в зону и несколько зон объединяются через системную линию (рис. 7).


Рис. 7.

Например, зоной является этаж здания, а линиями - комнаты на этаже. Каждая линия может включать максимум 4 сегмента, каждый из которых, в свою очередь, может состоять из 64 различных устройств. При этом необходимо учитывать, что каждому сегменту необходим отдельный источник питания. Для соединения сегментов в линии, а также соединения линий в зону используется линейный повторитель. Это помогает распределить нагрузку в шине. Таким образом, в системе можно объединить между собой более 58000 устройств.

KNX: Введение.

Больше удобства, больше безопасности, меньшее энергопотребление: спрос на системы для управления зданиями постоянно увеличивается.

Идет ли речь о доме на одну семью или о большом офисном комплексе, спрос на комфорт и гибкость при управлении системами контроля доступа, освещением и кондиционированием воздуха постоянно растет. В то же время все большую значимость приобретает эффективность энергопотребления. Тем не менее, большего комфорта и безопасности при меньшем энергопотреблении можно достичь лишь при использовании “умных” систем контроля и мониторинга, управляющих работой различных вовлеченных систем. Это подразумевает использование большего количества проводных сетей, связывающих сенсоры и исполнительные механизмы с центральными устройствами, осуществляющими контроль и мониторинг. Подобное количество проводов, в свою очередь, означает увеличение трудозатрат на проектирование и установку таких систем, рост пожароопасности и резкое увеличение финансовых затрат.

Ответ: KNX - единственный в мире открытый СТАНДАРТ для управления квартирами и зданиями.

Чтобы передавать управляющие сигналы ко всем компонентам, отвечающим за управление зданием, необходима система, способная взаимодействовать с отдельными устройствами; для этого все ее компоненты должны уметь “общаться” между собой на едином языке: если говорить кратко, для этого требуется шинная технология KNX, единая для всех производителей оборудования и программных приложений. Данный стандарт основан на более чем 15-летнем опыте разработки и проектирования, в том числе и систем-предшественниц KNX, технологий EIB, EHS и BatiBUS. При использовании канала передачи управляющих сигналов KNX, к которому подключаются все другие шины (витые пары, радиочастотные каналы, электрические линии или IP/Ethernet), подключенные к ним устройства получают возможность обмениваться информацией между собой. К шинам могут подключаться как сенсоры, так и исполнительные механизмы, необходимые для контроля оборудования, управляющего зданием, в частности, систем освещения, штор, жалюзи и ставен, систем безопасности, систем контроля энергопотребления, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, сигнальных систем, систем мониторинга, систем дистанционного управления, измерительного оборудования, систем управления аудио и видео, крупной бытовой техники, интерфейсов коммунальных систем и других систем управления зданием и т.д. Все эти функции могут осуществляться, контролироваться и отслеживаться через единую общую систему, без использования каких-либо дополнительных центров управления.

Освещение

Управление шторами, жалюзи и ставнями

Системы безопасности

Управление энергопо-треблением

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Системы мониторинга

Дистанционное управление

Осуществление измерений

Управление аудио и видео

Крупная бытовая техника

KNX: Краткий словарик.

“Всемирный” означает

Использование по всему миру: технология KNX нашла широкое применение в области управления квартирами и зданиями по всему миру. Существует несколько миллионов установленных и успешно эксплуатируемых KNX-систем, причем не только по всей Европе, но и в странах Дальнего Востока и Северной и Южной Америки, что является доказательством того, насколько привлекательно использование технологии KNX. В мире существует более 100 компаний-членов Ассоциации KNX, которые предлагают в своих каталогах почти 7000 групп KNX-сертифицированных продуктов для различных приложений.

“Открытый стандарт” означает

Стандарт KNX одобрен в качестве Международного стандарта (ISO/IEC 14543-3), Европейского стандарта (CENELEC EN 50090 и CEN EN 13321-1) и Китайского стандарта (GB/Z 20965).

Таким, образом, будущее KNX обеспечено. KNX-совместимые продукты от различных производителей можно использовать в составе единой системы – торговая марка KNX гарантирует их рабочую совместимость и взаимозаменяемость.
Таким образом, KNX является единственным в мире открытым «умным» стандартом для контроля безопасности коммерческих и жилых зданий.

“Управление квартирами и зданиями” означает

Преимущества в зданиях любого типа: Начиная с офисных комплексов, и кончая обычными жилыми домами. Какого бы типа ни было здание, использование технологии KNX открывает огромный спектр новых возможностей для создания систем управления зданием, при этом сохраняя их стоимость на приемлемом уровне.

Использование технологии KNX может предоставить решения, которые при использовании обычных методов создания подобных систем могут быть реализованы лишь с большим трудом. Контроль всех приложений в квартире или здании может осуществляться с одной сенсорной панели. Начиная с систем отопления, вентиляции и контроля доступа, и заканчивая дистанционным управлением всеми бытовыми электроприборами – KNX открывает совершенно новые пути для повышения комфорта, безопасности и экономного энергопотребления в квартирах и зданиях.

KNX: единая технология, обеспечивающая множество преимуществ.

Использование KNX обеспечивает реальные преимущества для архитекторов, проектировщиков и производителей работ , а также, в первую очередь, для владельцев и/или пользователей зданий .

  • Низкие эксплуатационные расходы и значительное снижение энергопотребления.
    Освещение и отопление включаются только тогда, когда они действительно нужны, например, в соответствии с заданными временными программами и/или лишь при реальном присутствии людей, что позволяет экономить и электроэнергию, и финансовые средства. Более того, освещение может контролироваться автоматически в соответствии с реальной интенсивностью дневного света, что помогает обеспечивать минимальный необходимый уровень яркости освещения на каждом рабочем месте и снижать энергопотребление (включенными остаются только те источники освещения, которые действительно необходимы).
  • Экономия времени.
    Связывание всех устройств, обменивающихся между собой информацией, с помощью одной общей шины заметно сокращает время проектирования системы и время ее установки. Уникальный инженерный программный пакет ETS, общий для всех производителей и программных приложений, позволяет осуществлять проектирование, отладку и настройку систем, содержащих в своем составе KNX-сертифицированные элементы. Поскольку этот программный пакет является единым для всех производителей, интеграторы систем могут объединять в проекте продукты от различных производителей, использующие различные каналы для обмена информацией (витые пары, радиочастотные каналы, электрические линии или IP/Ethernet), в составе единой системы.
  • Гибкость и способность адаптироваться к будущим изменениям.
    KNX-система может быть легко приспособлена к выполнению новых задач и может быть легко расширена. Новые компоненты можно с легкостью подключать к уже работающей системе.

Ассоциация KNX: Ваша гарантия на использование общемирового стандарта!

Инициатором создания и продвижения стандарта KNX является KNX Ассоциация, группа ведущих компаний, чья деятельность связана со многими областями управления зданиями и квартирами. В настоящее время Ассоциация KNX включает в себя более 100 членов, на долю которых приходится производство более 80% устройств для управления квартирами и зданиями, продаваемых в Европе. Общей целью этих компаний является способствование разработке систем для управления зданиями вообще, а также стандарта KNX в качестве единственного в мире открытого СТАНДАРТА для управления квартирами и зданиями. Всемирная Ассоциация KNX имеет партнерские соглашения с более чем 21000 компаний-интеграторов оборудования в 70 странах, с более чем 50 техническими университетами и более 100 центрами обучения.

Умный дом на системе KNX.

Добрый день, дорогие читатели. В данной статье мы коснемся умного дома на системе стандарта KNX и решений фирм ABB, Gira и Jung.

Итак, Вы захотели сделать Умный дом и выбрали для реализации европейскую шину KNX.

Отличный выбор, так как эта система:

- распределенная и не имеет одного центра. Т.е. если сгорит один элемент, вся остальная система продолжит работу.

- каждое устройство стандарта KNX проходит сертификацию на соответствие стандарту .

- множество фирм производителей: ABB, Berker, Jung, Merten, Gira и пр. и у всех фирм есть взаимозаменяемые устройства.

Большинство фирм производителей это – Германия.

Приведем пример управляющих элементов разных фирм производителей:

Система визуализации ABB Busch-priOn, система управление Gira Control 9 на основе Home Server 4 и Jung Smart Pilot. У каждой из этих устройств есть свои особенности, но самое главное, что они взаимозаменяемы, т.е. вы сможете к реле и диммерам фирмы Gira поставить управляющий элемент ABB Busch-priOn.

На данной картинке мы попытались показать, как выглядит топология сети с использованием технологии KNX.

Система KNX построена из трех основных компонентов:

Управляющие модули (выключатели, датчики, ик-приемники)

1) ABB Busch-priOn

3) Терморегулятор Gira

4) Датчик Merten

Исполнительные модули (реле, диммеры, модули штор, регуляторы тепловые, ик-передатчики)

1) модуль штор

2) модуль диммера

3) модуль реле

4) модуль сервопривода

5) ИК передатчики

Системные модули (интерфейсы и блоки питания)

1) Блок питания

2) интерфейсный модуль

Дополнительные устройства

1) wi-fi роутер

2) Ipad с установленной программой Iridium mobile

Для соединения устройств между собой используется кабель стандарта KNX. Соединение происходит последовательно-параллельно, т.е. каждое последующее устройство подсоединяется параллельно следующему. Соединение звездой запрещено. Так как система сертифицированная, то программировать и производить пусконаладку систем Умного дома стандарта KNX могут только сертифицированные специалисты прошедшие курсы повышения квалификации в центрах KNX. В нашей компании есть специальный штат инженеров, обученный в России и в Европе по стандарту KNX.

Рекомендуем данную систему для реализации климат-контроля: управление кондиционированием, вентиляцией, теплыми полами, конвекторами и радиаторами вместе по своей логике. Вам же надо будет задать только желаемую температуру!

Привет! Попробую рассказать, как можно построить систему управления домом при помощи системы KNX. Основные вопросы, которые я хочу осветить - подход к воплощению «умного дома» на KNX, ориентиры по стоимости, подводные камни. Если материал «зайдет», продолжу. Я не стремлюсь впихнуть невпихуемое: за пределами статьи останутся диммеры, управление RGB и подобное - пока что мы просто включаем и выключаем свет:)

TL;DR: это не так дорого, как может показаться на первый взгляд и достаточно надежно.

Подход

На мой (и не только) взгляд, «умный дом» - совокупность систем, которые упрощают жизнь. В идеале, функционирование большинства систем должно быть незаметно для конечного пользователя - настроил и забыл - это относится к системам управления освещением, отоплением, кондиционированием. В отличие от «классического» подхода, хочется иметь возможность тонкой настройки в процессе - далеко не все хотелки можно вообразить на этапах проектирования и пусконаладки.

KNX

Почему KNX? Пропуская маркетинг, отмечу основные преимущества системы:
  • KNX - децентрализованная система. Это значит, что при необходимости, можно заменить любой компонент, почти не оказывая влияния на остальные. В частности, нет централизованного контроллера, который бы управлял всем и вся. Разумеется, в бюджетных системах присутствуют точки отказа типа блоков питания, но с этим вполне можно мириться.
  • Система, по сути, не привязана к конкретному вендору - можно выбирать любое оборудование, исходя из потребностей, бюджета и эстетических предпочтений. Если хочется иметь выключатели одного немецкого производителя, контроллеры - другого и третьего, а термостаты - вообще итальянские - никто не препятствует. Как правило, взаимосвязи между устройствами прописываются без каких-либо проблем. Для примера, я использую оборудование MDT , но на его месте может быть все что угодно - выбор огромен .
  • Из предыдущих пунктов возникает еще один приятный момент: в любой момент систему можно расширять и улучшать. Условно, если изначально были установлены кнопочные выключатели, при возникновении потребности (и возможности) можно заменить их на сенсорные. Или вообще обвешаться многофункциональными экранами.
Надо сказать, что у системы есть один заметный нюанс - среда программирования существует всего лишь одна, со своими достоинствами и недостатками, называется ETS и стоит денег - от 200 евро за версию с ограниченным количеством устройств в проекте (до 20 - для небольшой инсталляции вполне достаточно) до 1000 евро за версию с неограниченным количеством устройств. Говорят, есть адаптированная для российского рынка версия где-то на торрентах - не встречал.

Общие принципы проектирования

KNX - в первую очередь шина. Двухпроводная, но при монтаже полагается использовать четырехпроводный кабель - рекомендуется JY(St)Y 2х2х0,8 - такой же, как в системах охранно-пожарной сигнализации. Используются две жилы - красная и черная, белая с желтой - про запас. Кабель - экранированный, наводок не боится.

Топологически, KNX - дерево, главное - не допускать колец. Терминирующих устройств не требуется.

Вся система делится на исполнительные устройства (акторы - управляемые реле разнообразного назначения), сенсоры (кнопки, выключатели, термостаты, погодные станции) и системные устройства - блоки питания, линейные соединители и прочее.

Управляем освещением

Предположим, нам нужно организовать управление освещением в небольшом доме - допустим, у нас два этажа, лесенка и несколько комнат - несколько спален, кабинет, санузлы и всякие проходные помещения типа лестничных пролетов, прихожих и тому подобного.

В простейшем случае, хочется следующего:

  1. Удобство. Например, если приходишь домой поздно, хочется сразу засветить прихожую, лестницу крыльцо и далее. Еще - включать/выключать свет в санузле по датчику присутствия.
  2. Борьба с забывчивостью. Лег спать, а из под двери пробивается свет из коридора. Ну и фиг с ним, пусть сам погаснет через, например, 10 минут.
  3. Возможность включать аварийное освещение - допустим, мы в спальне на втором этаже, а в дверь кто-то звонит - засветим сразу лестницу, коридор, крыльцо
  4. Возможность погасить весь дом при уходе
Посчитаем группы освещения, накидаем на план выключатели, прикинув их роли: от этого зависит количество клавиш. Многие производители делают аж восьмикнопочные выключатели в одноместную установочную коробку - типа такого:

Это позволяет реализовать кучу всего на одном выключателе, но не всегда удобно в плане поиска нужной кнопки.

Для любителей классической электроустановки, можно вместо нативных выключателей KNX использовать обычные, с передачей сигнала в шину посредством сухого контакта, размещаемого под выключателем в монтажной коробке (на картинке - сухарь под четырехклавишный выключатель):

Исходя из количества групп и их назначения, можно выбрать многоканальное реле (не забываем учитывать токи нагрузки). Их производят примерно все, однако распространены устройства Gira, ABB, MDT, Zennio.

Дальше - план проводки. От щита к выключателям подводится только шинный кабель, тот самый JY(St)Y 2х2х0,8. К нагрузкам (светильникам) - соответствующий электрический кабель (ВВГ, NYM - по вкусу). Количество и расположение щитов - по вкусу. В трехэтажном таунхаусе я делал три этажных щита - в каждом по многоканальному реле для управления светом на этаже, так меньше электрического кабеля разматывать.

Приятный бонус: свободные каналы реле можно использовать для управления розетками. Однако, поскольку многоканальники имеют, как правило, небольшую мощность (токи до 10А), на розетки нужно использовать промежуточные реле соответствующей мощности.

Запуск

Итак, все провода протянуты, устройства установлены, щиты скоммутированы. Можно попробовать всё это запустить - потребуется та самая ETS. Я пропущу стартовые шаги - создание топологии здания в проекте, добавление устройств и т.д. Если интересно - спрашивайте в комментариях, попробую сделать базовый tutorial.

В соответствии с хотелками и количеством групп освещения, планируем групповую адресацию.
Группа - это такая сущность в шине, которую слушают привязанные к ней акторы и в которую пишут всякие значения сенсоры. Актор (например, канал реле) можно привязать к нескольким группам, сенсор будет писать в одну группу.

Например: на первом этаже есть четырехканальное реле, с которого мы включаем/выключаем свет на крыльце, в прихожей, санузле и гостиной.

Целесообразно предложить следующие группы (используем трехуровневую структуру групповых адресов, первый этаж - 0, освещение первого этажа - 0/0):

0/0/0 - весь свет первого этажа, привязан ко всем каналам
0/0/1 - свет на крыльце, канал А
0/0/2 - свет в прихожей, канал B
0/0/3 - свет в санузле, канал C
0/0/4 - свет в гостиной, канал D

Вот как это выглядит в среде программирования:

Например, в гостиной первая кнопка включает/выключает (toggle) свет в самой гостиной, а вторая - принудительно выключает весь свет на этаже:

Привязка света в гостиной:

Выключение всего света на этаже:

Для переключений (toggle), необходимо передавать с каналов реле в шину их состояния, чтобы выключатель знал, какое значение передать в шину.

При необходимости, привязываем диоды на выключателях к состоянию соответствующих каналов реле - смысл аналогичный, картинками грузить не буду.

Загружаем конфигурацию в устройства и наслаждаемся эффектом:)

Дальше начинаем играться с проектом реле - задержки отключения, функции автоматического отключения света, настройка проходных выключателей в неограниченном количестве и так далее - до получения нужного эффекта.

Сколько это стоит?

Вопрос, на самом деле, многогранный. Можно пойти в отечественный интернет-магазин и купить все буквально втридорога. Можно заказать где-нибудь в Европе - приведу немецкие ценники (от которых с удовольствием дают очень приятную скидку) для той минимальной инсталляции, которую только что описал:

1. Блок питания 320мА: 110 евро
2. Четырехканальное реле: 145 евро
3. Четыре выключателя: 65 евро за каждый

Итого - 515 евро, 130 евро за канал освещения. Не забываем про возможные скидки и про то, что более емкие дают более низкую стоимость канала освещения.

Для желающих сэкономить - имеет смысл иногда шерстить авито - иногда там распродают сладкие остатки, главное - следить за ценой.

Что дальше?

  1. Можно выбирать платформу для управления освещением по сети (со смартфона, например).
  2. Можно внедрять в систему датчики присутствия, освещенности и так далее - в зависимости от фантазии (конечно, проводку под них надо закладывать на этапе проектирования)
  3. Можно, наконец, вспомнить про то, что KNX - это не только свет, но и климат и прочие удобства - но это уже явно за пределами вводной статьи:)
Спасибо за внимание:)

Похожие статьи