Умный дом на системе KNX: описание, пример реализации, инструкция

Умный дом КNX

Сотни компаний по всему миру сейчас производят оборудование, разработанное на базе шины KNX / EIB. Конструкция конструкции спроектирована таким образом, чтобы обеспечить полную совместимость между собой. Стандарт открытый, поэтому каждая компания имеет право его использовать. Но лучших результатов на рынке добились разработчики универсального стандарта — компания KNH.

Система умного дома knx состоит из набора устройств для управления работой осветительных приборов через специальный контроллер. Сюда также входят другие средства автоматизации и управления: диммеры, тактильные и кнопочные переключатели, термостаты и другие модули. В зависимости от схемы плана автоматизации система способна не только включать и выключать свет, но и выполнять другие работы. Например, автоматически открывать рольставни в квартире, следить за работой штатного электроснабжения дома, включать или выключать блок HVAC. Компонентная база растет, а сама технология развивается. На рынке KNX является доминирующим брендом, долгое существование которого оказало положительное влияние на развитие отрасли в целом.

Какое оборудование необходимо

Главный компонент умного дома на основе KNX — автобус. Подойдет двухжильный шинный кабель, но во время установки рекомендуется использовать четырехжильный кабель. Секция — 2x2x0,8, т.е идентична той, что используется в охранной и пожарной сигнализации. Если вы выберете этот вариант, подключение будет производиться только двумя проводами: черным и красным. Оставшиеся два (желтый и белый) оставим в резерве. Учитывая, что кабель имеет экранированный дизайн, бояться наводок не стоит.

Полный комплект оборудования для управления работой систем освещения, мультимедиа и кондиционирования

Элементарные оконечные устройства на стадии проектирования не требуются. Но не забудьте убедиться в отсутствии колец.

Система структурно состоит из:

• датчики — метеостанции, переключатели и другие комплектующие;
• системные устройства: линейные разъемы, блоки питания и т д.
• исполнительные устройства — они смогут управлять различными системами;

KNX «для чайников»

Вышеизложенное может показаться слишком сложным. Несмотря на множество преимуществ, стандарт и решения на его основе, на первый взгляд, имеют высокий порог входа. Причина этого — необходимость иногда сложного программирования устройств и тщательного осмысления логики будущего проекта, особенно в сложных сетях. Но на практике построить «умный дом на базе KNX» не составит труда, если вы поймете основные принципы.

Таким образом, основным элементом является проводная шина KNX, через которую все устройства «обмениваются данными», обращаясь друг к другу по известному адресу. В качестве дополнительных опор они используются для передачи «по воздуху» через радиосвязь, сеть TCP / IP или электрическую проводку.

Схема одного из вариантов домашней сети:

Реакция оборудования на изменение внешних условий или воздействие определяется его параметрами. Они записываются в «приложение», хранящееся на каждом устройстве, которым можно управлять и изменять с помощью программного обеспечения ETS. Само программное обеспечение устанавливается на компьютер, подключенный к шине KNX через шлюз.

В терминологии KNX существуют следующие понятия:

• Групповой адрес, групповой адрес — программная сущность, в которой размещаются объекты взаимодействующего оборудования (Объекты). Например, если вы хотите создать свет на датчике, вам нужно создать адрес световой группы на. (или другой, по желанию), в который вставляются объекты Вход 1 исполнительного механизма и Выход 1 датчика. Проще говоря, сенсорный объект и исполнительный механизм связаны.
• физический адрес — назначается каждому компоненту через программное обеспечение ETS и используется для прямой идентификации оборудования;

Формат адресов может быть разным (однобайтный, байтовый, двухбайтовый и т.д.). Для переключателя требуется только один байт со значением 1 и 0 (светится / светится.).

Когда групповой адрес создается, он записывается программным обеспечением в приложении целевого устройства. Последний «узнает» адреса всех связанных элементов сети и будет готов к работе.

Программа KNX Virtual может использоваться как обучающая песочница.

Это позволяет вам работать в виртуальной сети без покупки и установки реальных устройств.

Как это работает

Каждое устройство, подключенное к шине KNX, имеет свой уникальный IP-адрес, а также список устройств, с которыми оно взаимодействует. Датчики и другие устройства, отслеживающие изменения ситуации, запрограммированы таким образом, что при наступлении определенного события они отправляют сигнал на устройства, связанные с ним.

В зависимости от настроек системы оконечные устройства, управляющие подачей электроэнергии к различным устройствам, могут реагировать как на определенные ситуации, так и на целый список различных событий. Поскольку невозможно подключить более 64 устройств к одной линии, используются несколько методов для подключения нескольких шин в системе. В таких комбинированных системах все происходит по стандарту KNX, поэтому серьезных сложностей с настройкой нет.

Для связи между устройствами, внешними по отношению к шине, используются три типа каналов:

• оптический;
• радиочастота.
• проводной;

Проводные каналы наиболее востребованы, ведь для подключения к ним конечного устройства не требуется дополнительных манипуляций. Оптические и радиочастотные каналы используются только в том случае, если все устройства, подключенные к этим каналам, оснащены соответствующими трансиверами. В частности, эти каналы используются для подключения внешних камер, где по каким-то причинам невозможно проложить проводной шинный канал. По всем каналам связь между устройствами осуществляется с использованием тех же протоколов, что и в стандарте KNX.

Монтаж оборудования

Рассмотрим пример схемы установки системы умного дома knx для управления работой освещения. Допустим, домовладелец хочет убедиться, что при звонке в дверь свет в коридоре автоматически выключается. Они должны гореть ограниченное время — обычно человеку не требуется больше пяти минут, чтобы раздеться, снять обувь, повесить куртку в шкафу и разложить, например, купленные продукты. А когда гаснешь, все огни должны погаснуть, скажем, через те же 5 минут.

Далее нужно посчитать группы освещения, включить переключатели в самолете, продумать, какие роли они должны играть. Это важно, потому что функциональность определяет количество необходимых ключей. Многие производители, в том числе Jung, ABB, Schneider, KNX (серия HDL), Vilant, Freud, предлагают покупку восьмикнопочного переключателя, выделяющего оптимальные клавиши для дальнейшего использования. Все остальные не участвуют, но в любой момент домовладелец может поручить им выполнение определенной функции. Например, в будущем можно установить систему, позволяющую включать другое электрооборудование, когда хозяина нет дома.

Поклонники классических электроустановок могут использовать обычные выключатели вместо штатных. Сигнал передается через сухой контакт, расположенный в задней части коробки под переключателем. Данные поступают в шину.

Взломщик для четырехкнопочного переключателя

В зависимости от назначения и количества групп не лишним будет установка многоканального реле. Не забудьте обратить внимание на ток нагрузки. Производством такой продукции занимаются практически все специализированные бренды, вопрос только в стоимости комплектующих и их характеристиках. Только не стоит откровенно брать китайские продукты — в будущем их придется быстро менять.

Следующим шагом является планирование схемы подключения knx. Плата отвечает за питание, переключатель — за его управление. Устройства подключаются через шинный кабель. Для удобства дальнейшего обслуживания или модернизации устанавливайте с помощью специального встроенного бокса. В этом плане отлично проявляют себя изделия Schneider, внешний вид которых представлен в широкой цветовой гамме, а также имитации натуральных материалов (например, под дерево). Подключаем к нагрузкам совместимый электрокабель. Расположение и количество щитов определяется индивидуально, в зависимости от личных предпочтений.

Если есть свободные каналы, то в дальнейшем их можно использовать для проверки работы розеток. Поскольку многоканальный кабель представляет собой компонент с относительно небольшим запасом мощности, рекомендуется также установить промежуточные реле, чтобы избежать перегрузки проводки.

Настройки и программирование

Официальный производитель предлагает использовать простую схему установки. Принцип установки сводится к загрузке проприетарного ПО ETS. Запуск его откроет новый проект. Внутри сети можно использовать каталог с различными предустановленными режимами работы. Однако для реализации настроек в главной панели управления потребуется синхронизация с сетью KNX. Процедура проста: все, что вам нужно, — это IP-мост или совместимый USB-кабель.

Программирование и настройка сводятся к:

• выбор адресов с дальнейшей настройкой параметров, добавление комментариев для каждого из устройств;
• распределение подключенных устройств по адресам в группы;
• импорт информации об устройстве в каталог;
• разработка структуры квартиры или дома;
• итоговая проверка работоспособности, внесение изменений в структурную схему проекта (при необходимости).
• добавлять в проект новые устройства;
• разработка структуры групповых адресов;
• загрузить проект в среду автоматизации;
• формирование нового файла проекта;

Интерфейс приложения KNX для настройки

В письме, прилагаемом к комплекту оборудования, также прилагается профессиональный пакет программного обеспечения для настройки и синхронизации. Но если человек создает личный проект из отдельно приобретенных компонентов, то софт придется скачивать отдельно.

Управление

Преимущество продуктов KNX заключается в разнообразии методов управления, тип и количество которых заказчик выбирает индивидуально. Все зависит от честности пользователя. Наиболее актуальными методами управления являются следующие:

• голосовой помощник Яндекс Алиса;
• Google Ассистент.
• голосовой помощник Apple Siri;

Система управляется специальным микроконтроллером. При необходимости перечень функциональных решений может быть расширен на ваше усмотрение.

Примерная стоимость реализации

Теперь посчитаем, сколько стоит установка такого оборудования. Поначалу может показаться, что цена проекта пугает не меньше знаменитостей и бизнесменов, но это не так. Цена во многом определяется предложениями магазинов и комплектацией оборудования. Средние цены примерно следующие:

• блок питания 320 миллиампер: 100 евро;
• выключатели: 60 евро за штуку.
• реле на четыре канала: 140 евро;

Добавьте еще один канал освещения за 130 евро — и с выключателем мы получим сумму, равную 430 евро. Те, кто любит экономить, могут найти купон на скидку на специальных сайтах, снижающий расходы в среднем на 5-15 процентов.

Пример системы

Рассмотрим небольшой пример реализации управления домашним освещением. Допустим, нам нужно:

• осуществить автоматическое отключение через 10 минут;
• включить аварийное освещение, например в коридоре при звонке в дверь;
• включить свет в коридоре, на лестнице, на крыльце;
• используйте датчик присутствия, чтобы сделать это в ванной;
• выключите свет, когда выходите из дома.

Необходимо посчитать группы огней, подумать о количестве и расположении переключателей на самолете. Подобно последнему, можно использовать как «нативный», совместимый с KNX, так и обычный, пакет на шину с последнего будет передаваться чистым контактом вот так:

Определившись с группами и функциями, вы можете выбрать подходящее реле от одного из производителей (Gira, Zennio и др).

Следующий ответственный момент — это схема разводки и концепция будущей сети. В этом случае к выключателям от щита идет только шинный кабель, а непосредственно к лампам (нагрузка.

Когда все подключено, установлено и подключено, начинается процесс настройки через ПК с установленным ETS: создание нового проекта, определение топологии, добавление устройств. Далее вам нужно создать группы — эти датчики будут записаны в них, и исполнительные механизмы будут активированы по этим данным. Привод можно отнести к нескольким группам.

Например, есть четырехканальное реле.

Распределим по группам. Групповые адреса первого этажа обозначены 0, освещение первого этажа — 0/0.

• 0/0/2 — канал В, вход;
• 0/0/3 — санузел, канал С;
• 0/0/0 — свет на пол в целом;
• 0/0/1 — крыльцо, (канал А);
• 0/0/4 — гостиная, канал Д.

В интерфейсе ETS это будет выглядеть так:

Группы объединяются переключателями, такими как двухкнопочные переключатели. Допустим, первая кнопка выключателя в гостиной включает / выключает лампы прямо внутри нее, а вторая выключает на полу.

Привязка в программе:

Выключить где угодно:

Осталось только загрузить программу в прибор и можно проверить.

Настоящий умный дом JUNG с KNX

KNX от JUNG объединяет все площади комнаты от комнаты в однокомнатной квартире до загородного дома в сотни квадратов в одну систему с индивидуальным и централизованным управлением без ограничений конфигурации.

Он основан на двух компонентах:

• исполнительные устройства
• датчики управления и датчики

К первой относятся программно-аппаратные средства, с помощью которых передаются команды, в том числе автоматические. А последние — это сети и механизмы их реализации.

С помощью таких технологий умного дома можно будет управлять всей системой с одного устройства в определенной комнате или централизованно.

KNX поддерживает:

Освещение создает нужное настроение. Система контролирует включение / выключение общего освещения или отдельных зон, интенсивность и так далее.

Климат регулируется по зонам для максимального комфорта и энергоэффективного использования за счет сочетания вентиляции, отопления, внутренних и наружных жалюзи и других систем.

Маркизы регулируются по датчикам солнца, ветра и дождя.

Безопасность контролируется на основе сигналов датчиков открытия дверей и окон, воды и газа, огня и дыма. Система будет следить за ними с большого расстояния. И создаст имитацию присутствия в дальнем путешествии.

Мультимедийные системы. Это позволяет воспроизводить музыку в определенной комнате или в нескольких комнатах.

Другие системы автоматизации интегрированы в KNX и наоборот.

И любой процесс контролируется отдельными переключателями, общей центральной панелью с ограниченным доступом, а также смартфоном, планшетом или компьютером.

Что такое ABB

Концерн ABB (русская транскрипция ABB) занимается разработкой и производством оборудования для автоматизации различных процессов, в том числе систем управления для умных домов. Компания была образована в 1988 году в результате слияния шведской компании Asea и швейцарской BBC (Brown, Boveri & Cie). На тот момент обе компании обладали исключительным опытом в области информационных технологий и автоматизации, поэтому ABB была одним из создателей стандарта KNX.

Немецкое качество: прогресс как традиция

Качество продукции, производимой JUNG, подтверждено сертификатом TÜV NORD в 2011 году. Заявить об этом могут только компании, 90% и более производственных мощностей которых находятся в Германии.

И нет упоминания о китайских потребительских товарах, на которые ориентируется Apple Home. Это серьезные полноценные механизмы для жизни, а не безделушки, которые измеряют температуру и углекислый газ в помещении и рекомендуют вентиляцию.

С момента своего основания в 1912 году компания базируется в Шальксмюле в регионе Зауэрланд.

Тогда это был обычный завод по производству электрооборудования: розеток, выключателей и так далее. И сегодня в нем находится центральный офис с административным аппаратом, центр усовершенствования продукции, отдел продаж и другие объекты крупного игрока на рынке настоящего умного дома.

Производственная база JUNG площадью 25000 квадратных метров расположена в Люнене — она ​​выросла из небольшого дочернего предприятия, основанного в 1941 году.

(!) Отцовство компании JUNG принадлежит современным выключателям света с кнопкой, которые используются практически во всем мире — они были введены в 70-е годы прошлого века.

«На протяжении 100-летней истории нашей компании мы стремились к постоянному прогрессу. Наша стратегия — постоянное улучшение продукта и внедрение новых продуктов.

Залог нашего успеха на мировом рынке — это наши сотрудники, которые лояльны и заинтересованы в успехе компании.

В семейном бизнесе среднего размера очень важно поддерживать ответственное межличностное общение и культуру поведения с клиентами и поставщиками компании.

Мы считаем своим долгом работать от имени наших клиентов, кем бы они ни были »- Глава компании Харальд Юнг

И сегодня компания остается на гребне инновационной волны. Современный мир с каждым годом требует все более совершенных и разумных решений. И производитель продолжает задавать тренд.

Возможности

KNX обеспечивает работу всех элементов «умного дома»:

• взаимодействие с реле для управления шторами, воротами и тд;
• взаимодействие с любыми устройствами через двоичные входы / выходы;
• обработка информации с различных датчиков и счетчиков;
• управление кондиционерами и системами кондиционирования;
• управление «умным домом» со смартфона / ПК из локальной сети и через Интернет.
• управление светом;
• различные «умные» выключатели, диммеры, розетки;

Возможности шины KNX

На самом деле вопрос не в том, что умеет KNX, а в том, чего хочет владелец умного дома. Система шин управляет любым оборудованием в соответствии с заданным для нее алгоритмом, поэтому в рамках этой деятельности KNX может делать все, что угодно. Система, основанная на этом стандарте, контролирует всех потребителей электроэнергии в умном доме, поэтому KNX может обеспечить их работу в любом приемлемом режиме, в зависимости от настроек и пожеланий хозяина дома. Поэтому возможности стандартных систем KNX напрямую зависят от подключенного к ним оборудования.

Использование шины KNX позволяет создавать различные системы управления умным домом. Например, система free @ home от ABB позволяет создать универсальную систему, простую в настройке и использовании, в которой управление домом может осуществляться тремя способами:

• с помощью команд с сенсорной панели управления;
• с помощью мобильного приложения для смартфона или планшета.
• автоматический;

Все три режима обеспечивают полный контроль над энергопотреблением умного дома. Таким образом, даже находясь вдали от дома, вы сможете следить за безопасностью своего дома, присматривать за детьми, включать и выключать различную технику.