Когда появилась идея управлять всеми системами и коммуникациями жилища с помощью автоматизированного комплекса, многие компании стали активно разрабатывать и продвигать на рынок свои изделия. Новые технологии и элементы системы, получившие название « » или «Умный дом» были востребованы, но взаимозаменяемости отдельных узлов не было. С появлением технологии KNX все проблемы были решены. Умный домна KNХ – это современное и оптимальное решение, позволяющее избежать очень многих проблем.
Что такое технология KNX
Система автоматического управления инженерными коммуникациями жилища состоит из многих компонентов. Это управляющие блоки, сенсоры различного типа и исполнительные устройства. Все они должны взаимодействовать между собой . До определённого времени электронные компоненты от разных компаний могли отличаться напряжением питания, рабочими частотами радиоканального управления, протоколами приёма и передачи данных. Это не позволяло использовать в системах управления, комплектующие от разных производителей. В 1990 году произошло объединение нескольких крупных компаний, занимавшихся автоматизацией зданий.
В результате появилась Ассоциация KNX, куда входили известные производители электронных устройств. Была разработана и принята технология KNX (коммуникационная шина) которая, в настоящее время имеет статус мирового стандарта. За основу технологии была принята ранее разработанная в Европе система EIB.
Для всех устройств KNX создан единый протокол приёма-передачи данных и другая стандартизация, поэтому любая сеть, организованная на шине KNX может быть расширена, переконфигурирована, а любые устройства, входящие в неё легко заменяемы.
Элементы KNX
Для обмена данными в среде KNX используются следующие каналы:
- Провод «витая пара»
- Линии бытовой электрической сети
- Радиочастоты
- Ethernet
Все устройства, подключенные к сети, могут обмениваться информацией через единую шину. Если передача прошла успешно, и исполнительный механизм её принял, то от него приходит подтверждение. Если оно не поступило, абонент сети повторяет передачу ещё два раза. При отсутствии подтверждения передача заканчивается. Для того чтобы сеть начала работать необходимо соединить устройства между собой , обеспечить их электрическим питанием и запрограммировать каждое устройство. Для этой цели используется программный пакет ETS, который предназначен для реализации автоматизированного управления инженерными системами зданий.
Умный дом на шине KNX
Изначально разработанная для промышленных и офисных зданий технология KNXнашла широкое применение в квартирах и жилых домах, благодаря следующим преимуществам:
- Небольшие расходы на установку и эксплуатацию
- Наглядность управления
- Возможность неограниченного расширения и модификации
- Изменение настроек и параметров в процессе работы
В подсистемах Умного дома, устройства, организованные в KNX сеть, могут выполнять следующие функции:
- Управление освещением
- Поддержание в помещениях оптимальной или заданной температуры
- Управление бытовой техникой по заданной программе
- Мониторинг датчиков охранной и пожарной сигнализации
Этот список, в зависимости от требований, может быть значительно расширен. Для управления осветительными приборами используется цифровой интерфейс с индивидуальной адресацией, с помощью которого можно поддерживать постоянный уровень освещённости или выбирать любой необходимый режим. Системы отопления, кондиционирования и вентиляции объединены в одну подсистему, в которую интегрированы внешние и внутренние датчики температуры и влажности. Вся информация, полученная с датчиков, обрабатывается контроллером, который управляет исполнительными устройствами, что позволяет поддерживать в помещении максимально комфортный режим.
Бытовые приборы могут управляться по заданной программе, в которую можно вносить коррективы с помощью дистанционного управления по радиоканалу.
Одной из наиболее важных функций системы «Умный дом» на шине KNX — это обеспечение безопасности жилища. Эта функция реализуется с помощью датчиков различного назначения, которые в режиме реального времени передают информацию о состоянии окружающей среды на контроллер системы. Датчики могут зафиксировать несанкционированное открытие окон и дверей, присутствие постороннего в помещении, наличие дыма, утечку газа или протекание системы водоснабжения.
Элементы Умного дома на базе KNX
Система «Умный дом» состоит из следующих устройств:
- Датчики или сенсоры
- Исполнительные устройства
- Системные узлы и блоки
Датчики выполняют информативную функцию, исполнительные устройства предназначены для выполнения соответствующих команд, а системные узлы выполняют вспомогательную функцию. К ним относятся блоки питания, расширители, GSM-модули, пульты дистанционного управления и сенсорные панели.
Одним из несомненных удобств сети KNX является возможность использовать различные линии для передачи сигналов контроля и управления. Кабель витая пара позволяет обмениваться данными со скоростью 9 500 бит/сек. По стандартной бытовой электрической сети с напряжением 230 В можно передавать информацию со скоростью 1 200 бит/сек. в виде импульсных посылок. Данные передаются пакетом по восемь байт со старт-стопной синхронизацией и контролем чётности.
Для обмена данными по радиоканалу используются фиксированные частоты 433 и 868 МГц.
Все устройства, подключенные к шине KNX, за исключением радиоканальных, образуют структуру, организованную по иерархическому принципу. Устройства с радиоканалом могут быть установлены в произвольных местах, и каждое устройство может сообщаться с любым другим, находящимся в зоне действия передатчика. Чтобы избежать взаимного влияния устройств друг на друга в процессе работы, каждый блок, оборудованный передатчиком, имеет свой номер, который всегда отправляется вместе с сообщением. Поэтому на сигналы каждого передатчика реагируют только те устройства, у которых прописан его номер.
По технологии KNX, для передачи информации, могут одновременно использоваться все коммуникационные линии. Для их объединения предусмотрены соединители коммуникационных сред. Например, если некоторые устройства объединены по электрической сети, они так же могут принимать команды по витой паре или радиоканалу через соединители.
Заключение
Система KNX предоставляет реальные преимущества,как для производителей работ, так и для владельцев недвижимости. Простота монтажа и установки позволяет снизить трудоёмкость и себестоимость системы. Владельцы недвижимости получают экономию электроэнергии и низкие расходы на эксплуатацию. Готовая система может быть легко расширена, дополнена и сориентирована на выполнение новых задач.
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!
Я осветил само понятие умного дома, теперь же поговорим о его реализации. Для удобства рассмотрим две возможности: создание умного дома уже после ремонта, и интеграция умного дома в квартиру во время ремонта.
Создание умного дома в готовой квартире
И так, ремонт уже сделан, и вам хочется сделать свой дом чуточку умнее. Увы, многое реализовать уже не получится - централизованной системы управления не будет, все умные приборы будут работать отдельно.
Начать можно с умных розеток:
Что же они из себя представляют? Это устройства, которые вставляются в обычную розетку и умеют контролировать ток и напряжение на выходе. С их помощью можно, например, включить настольную лампу, обогреватель, кондиционер, чайник и т.д. Такие розетки имеют в себе GSM-передатчик, поэтому управлять ими можно и вне квартиры, прямо с телефона.
Второе, что можно сделать - это купить умный электроприбор, умеющий работать через приложение для мобильного телефона или с пульта. К примеру, чайник от Xiaomi:
Или умная лампа:
Все подобные устройства управляются дистанционно, но, увы, не централизовано - для каждого устройства потребуется отдельный пульт или приложение, что не очень удобно.
Ну и третье: если вы разбираетесь в электрике, то можно сделать систему дистанционного управления светом по радио. Для этого вам потребуется электронный коммутатор и пульт для удаленного управления. Для установки коммутатора придется разобрать нужный выключатель и впаять его в цепь, после чего собрать выключатель обратно (сам коммутатор маленький и в выемке для выключателя без проблем поместится) и подружить с пультом для удаленного управления. Возможностей применения - масса: в семье маленький ребенок, который не дотягивается до выключателя, или же не хочется шарить в темной комнате по стене, чтобы нащупать выключатель. Так же есть более продвинутые коммутаторы, позволяющие управлять не только включением и выключением света, но и яркостью свечения ламп.
Создание умного дома на стадии ремонта - теория и реализация
Итак, вы делаете ремонт в квартире и хотите интегрировать в нее умный дом. Первое, с чем нужно определиться - это с коммуникационной шиной, иными словами - как будут связываться между собой устройства. Стоит учитывать то, что при выборе одной шины придется в дальнейшем покупать устройства, которые совместимы именно с ней. Если устройство рассчитано для работы с другой шиной - оно у вас не заработает.
Одной из самых популярных шин является шина KNX, который выросла из гораздо более древней EIB. Поддерживает достаточно много возможностей передачи данных:
- Витая пара - специальный кабель с фиксированной скоростью передачи 9600 бит/с.
- Силовая линия, скорость передачи 1200 бит/с, первоначально только поверх 230 В, 50 Гц.
- IP-сеть (EIB.net) - например, Ethernet
- Радиоканал - для обмена используются два частотных окна 868 и 433 МГц.
Для разрешения столкновений телеграмм в сети применяется метод CSMA/CA. Этот метод гарантирует случайный, беспроблемный доступ устройств к шине, при этом без существенного снижения её максимальной пропускной способности. При этом гарантируется, что первоначально будут переданы сообщения с наивысшим приоритетом.
Для того, чтобы система заработала, необходимо не только установить устройства и соединить их необходимыми кабелями между собой и с силовой сетью, но и запрограммировать устройства с помощью программного обеспечения ETS. До загрузки необходимо провести следующие операции: назначить устройствам индивидуальные физические адреса, выбрать и настроить (параметризировать) прикладные программы устройств, создать структуру групповых адресов и объединить на них объекты связи, взяв один объект в датчике и другой в исполнительном устройстве.
Устройства, находящиеся в сети KNX, подразделяются на 3 категории:- Датчики - устройства, которые генерируют управляющие команды (выключатели, сенсоры освещенности, влажности, температуры, таймеры и т.д). Эти устройства фиксируют происходящие внешние события, и в зависимости от типа событий посылают команды на те или иные исполнительные устройства (например, температура в комнате опустилась ниже заданных 20 градусов - датчик температуры отправляет сигнал на включение отопления).
- Исполнительные устройства - устройства, которые исполняют команды датчиков: различные регуляторы и релейные модули. Они меняют своё состояние (включено-выключено, открыто-закрыто и т.п.) в соответствии с командами, поступающими от сенсоров, тем самым управляя различным электрооборудованием.
- Системные устройства - блоки питания, интерфейсные модули, шинные соединители, повторители и другие, включая панели и логические модули. Системные устройства обеспечивают работоспособность и возможность настройки сети KNX.
Топология сети
Термин топология сети означает способ соединения устройств в сеть. Шина KNX поддерживает 3 основных топологии:
- Для простых систем используется топология Линия (или шина). Она предполагает соединение устройств последовательно. Также есть возможность создания ответвлений и соединений в одной точке - такая топология называется Звезда. В сегмент линии можно установить не более 64 устройств. В одной линии может быть до 4-х сегментов. Из минусов - при обрыве линии перестает работать вся сеть.
- Если устройств больше, то рекомендуется топология Область (Area). При такой топологии линия с номером 0 становится главной линией области, и к ней можно присоединить до 15 дополнительных линий.
- Самая сложная "древовидная" топология реализуется при объединении областей с помощью магистральной линии. Таких областей может быть до 15. Таким образом, максимальное число устройств в сети может достигать 58000.
Apple заочно проиграла битву систем умного дома с Apple Home, взяв вектор на незрелых студентов-хипстеров, которые видят мир через бледно-розовые очки.
Но есть серьезные проверенные жизнью решения - только они сегодня достойны нашего внимания.
Пример - немецкая компания JUNG со 100-летней историей. Она задолго до потуг Apple в незнакомой плоскости сумела создать спрос взрослой серьезной аудитории и удовлетворить его качественным предложением.
KNX - единая сеть для умного дома
В основу современных систем умного дома JUNG легла универсальная коммуникационная шина KNX, которая оказалась развитием EIB, используемой в прошлом в Европе.
JUNG стала одной из пятнадцати компаний, которые начали работу над системой и ее популяризацией еще в 90-е годы прошлого века. И уже к 2000 это объединение, которое сегодня существует под именем Ассоциация KNX , контролировало до 80% европейского рынка умных домов.
История KNX в России началась в 1997 году. И сегодня сертификация специалистов для обслуживания систем осуществляется компанией JUNG внутри нашей страны - это важно для установки и дальнейшего обслуживания KNX.
Количество специалистов, которые занимаются установкой и обслуживанием систем, измеряется в тысячах. Поэтому с длительной эксплуатацией умного дома на базе KNX в России в ближайшие десятилетия проблем не предвидится.
Залогом успеха платформы в мире в целом и нашей стране в частности оказалась полезность , простота инсталляции, а также универсальность, энергоэффективность и безопасность использования. Apple Home против нее - игрушка
Настоящий умный дом JUNG с KNX
KNX компании JUNG объединяет все зоны помещения от комнаты в однушке до загородного дома на сотни квадратов в одну систему с индивидуальным и централизованным управлением без ограничений по конфигурации.
Она базируются на двух компонентах:
- управляющие сенсоры и датчики
- исполнительные устройства
В число первых входят программные и аппаратные средства, с помощью которых происходит передача команд - в том числе автоматические. А вторые представляют собой сети и механизмы для их воплощения в жизнь.
С помощью таких технологий умного дома получится управлять целой системой из одного устройства в конкретной комнате или централизованно.
KNX поддерживает:
Освещение создает необходимое настроение. Система контролирует включение-выключение общего света или отдельных зон, интенсивность и так далее.
Климат настраивается по зонам для получения максимального комфорта и достижения энергоэффективного использования за счет совместной работы вентиляции, отопления, внутренних и наружных жалюзи и других систем.
Маркизы регулируются на основании датчиков солнца, ветра и дождя.
Безопасность контролируется на базе сигналов сенсоров открытия дверей и окон, воды и газа, огня и дыма. Система проверит их на большом расстоянии. И создаст имитацию присутствия во время длительного отъезда.
Мультимедийные системы . Это позволяет включать воспроизведение музыки в конкретной или нескольких комнатах.
Другие системы автоматизации интегрируются в KNX и наоборот.
И любой процесс контролируется индивидуальными переключателями, общей центральной панелью с ограниченным доступом, а также смартфоном, планшетом или компьютером.
Немецкое качество: прогресс как традиция
Качество производимой JUNG продукции еще в 2011 году подтвердил сертификат TÜV NORD . На такой могут претендовать только компании, 90% и больше мощностей которых располагаются в Германии.
И ни о каком китайском ширпотребе, на который ориентируется Apple Home разговор не идет. Это серьезные полноценные механизмы для жизни, а не безделушки, которые меряют температуру и углекислый газ в помещении и рекомендуют проветрить.
С момента основания в 1912 году и по сегодняшний день компания базируется в город Шальксмюле в регионе Зауэрланд.
Тогда это был обычный завод по производству электрооборудования: розетки, выключатели и так далее. А сегодня здесь располагается центральный офис с административным аппаратом, центр совершенствования продукции, отдел продаж и другие структуры крупного игрока на рынке настоящих умных домов.
Производственная база JUNG общей площадью 25 000 квадратных метров расположена в городе Люнен - она выросла из небольшого филиала, основанного в 1941 году.
«В течение всей 100-летней истории нашей компании мы стремились к постоянному прогрессу. Наша стратегия - постоянное усовершенствование продукции и внедрение новинок.
Залог нашего успеха на мировом рынке - наши сотрудники, лояльные и заинтересованные в успехе компании.
В семейном предприятии средней величины очень важным является соблюдение ответственного межличностного общения и культуры поведения с клиентами и поставщиками компании.
Мы чувствуем долг работать в пользу нашего клиента, кто бы он ни был» - руководитель компании Гаральд Юнг
И на гребне инновационной волны компания остается сегодня. Современный мир требует более совершенные и умные решения каждый год. А производитель продолжает задавать тренды.
Разнообразие в KNX
Компания JUNG стояла у истоков системы умного дома KNX. Поэтому сегодня предлагает разнообразие в функциональном наполнении и внешнем виде устройств - это касается управляющих элементов (сенсоров и датчиков) и исполняющего команды оборудования.
Сейчас у компании несколько серий: A, CD, LS, SL. Оборудование может быть выполнено из пластика или металлов вплоть до алюминия и даже золотых выключателей, розеток и кнопочных модулей с напылением в 9 микрон.
Популярные механизмы KNX:
Элементы управления-переключатели . Внешне они не отличаются от обычных переключателей света, поэтому комбинируются с ними по дизайну:
- Сенсорные переключатели для контроля света и так далее
- Поворотные переключатели для регулирования интенсивности
- Автоматические переключатели для контроля по условиям
- Термостаты для управление температурой
- Климатические сенсоры для контроля климатических параметров
Сенсорные контролеры комнаты . Такие контроллеры с ёмкостным сенсорным экраном заменяют традиционные переключатели для управления всей комнаты. Они крепятся на стену и по использованию фактически не отличаются от iPhone и других смартфонов.
Универсальные сенсорные панели . С помощью них можно контролировать полный набор современного оборудования KNX во всем помещении из одного места централизованно.
Мини-датчик присутствия . С помощью него контролируется движение в помещении, чтобы сообщить о несанкционированном использовании.
Звукораспределительная система . Это полноценный механизм для обеспечения multiroom-звуком всего помещения со встроенным усилителем для подключения оборудования с вариантами до 8-ми выходов.
Наружная метеостанция . Такая определяет скорость и направление ветра, уровень освещенности, общее излучение и осадки, относительную и абсолютную влажность, давление воздуха и так далее.
Подскажите имеет ли смысл организовать управление светом в доме на базе KNX,ТАК КАК В ОСНОВНОМ СПРАШИВАЮТ ОДНО И ТО ЖЕ, В ТОМ ЧИСЛЕ В ЛИЧНЫХ СООБЩЕНИЯХ, ПРИВОЖУ ВАМ МОЙ ОТВЕТ ОДНОМУ ИЗ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ.
или есть более простые и грамотные решения?Вам нужно принять единственно верное для себя СТРАТЕГИЧЕСКОЕ решение. Дело в том, что 90% диммеров и реле EIB выпускаются в форм-факторе для шитового монтажа:
Таким образом если Вы хотите в какой-либо комнате диммировать три группы света, то Вам надо установить вот такую коробку в этажный щит и проложить ТРИ отдельных провода для ТРЕХ отдельных групп света. Ну или допустим проложить три отдельных фазы до комнаты, а ноль и землю взять общую (т.е. воспользоваться одним кабелем типа ВВГнг 5х1,5 вместо трех кабелей ВВГнг 3х1,5 или "набрать" кабель отдельными жилами из провода ПВ3). Это дорого, нудно и жестко привязывает Вас к дизайн-проекту помещения. Поэтому умные люди пошли дальше и изобрели стандарт DALI:
Почитаете про него сами. В кратце суть такая. На каждую группу света Вы ставите отдельный электронный балласт с микропроцессором и образуете шину по аналогии с кабелем EIB. Т. е. для управления всем светом по всему дому достаточно везде проложить кабель 5х1,5 по аналогии с кабелем EIB. И все. Если Вы хотите где-то воткнуть новую лампу - разрываете провод, ставите балласт и прописываете его адрес на шине. Всего грубо говоря на один провод можно повесить 64 группы света, т. е. 64 одноадресных балласта. Если балласт многоканальный (обычно это RGB-светодиодные балласты), то он занимает столько адресов, сколько в нем каналов.
Из EIB в DALI есть шлюзы у всех производителей:
Загвоздка с балластами. Они не дешевые, но и из этого есть выход - косые освоили их выпуск, в основном для газоразрядных ламп:
Если вдруг у Вас галогенки или лампы накаливания, придется отваливать много евро за Osram, Philips и Tridonic. Atco. Продукция Easeic в России не сертифицирована и не продается официально. Неофициально можно протащить небольшое количество, пишите в личку, если интересно.
Таким образом:
1. Диммеры EIB:
+ Идеально для небольших площадей, когда длина кабеля не играет существенной финансовой роли.
+ Дешевая реализация включения-выключения,
+ Доступная реализация диммирования,
+ Простота коммутации и высокая надежность - при отказе EIB практически все можно включить вручную в щите.
- Требуется тщательное планирование, разговоры после зашивки трасс от щита до комнаты в стиле "дорогой, а давай в этой комнате повесим этот симпатичный ночник вот на той стене" можете сразу запретить в семье
- Требуется большой щит,
- Требуется больше гофры, кабеля, клипс, автоматов защиты и денег на оплату монтажа.
- По LED диммерам пока ограниченное предложение.2. Диммеры DALI:
+ Дешевая реализация диммирования и включения-выключения, если делать упор на светодиоды и газоразрядные лампы,
+ Требуется один единственный кабель по всему дому типа ВВГнг 5х1,5,
+ Легкое добавление любых групп в любой комнате по аналогии с EIB (режете кабель, добавляете балласт, перепрограммируете, пользуетесь),
+ Балласты с электронной защитой от КЗ и перегрузки, они так же сообщают о том, что лампа перегорела,
- Балласты занимают место - идеальнее всего их прятать за подшивным потолком или в глубоких длинных монолитных подрозетниках (на 3...5 розеток). Т. е. если у Вас освещение сделано в стиле советских пятиэтажек - протянут провод через пустотную плиту, надо будет думать куда прятать балласт,
- Европейские балласты дорогие, особенно для галогенных ламп и для реализации "включения-выключения".При ограниченном бюджете, наличии грамотного проекта освещения, с упором на галогенные лампы и группы "включено-выключено", при небольшой площади помещений, я делаю все на KNX.
При отсутствии понимания того, что в итоге нужно, при автоматизации "дворцов", а так же при "сложном" (светодиоды и газоразрядные лампы) освещении, делаю все на DALI.
Гибридные решения то же имеют право на жизнь.
