Управление умным домом KNX: освещение
В отличие от традиционной схемы подключения выключателей и потребителей напрямую, в системе KNX все устройства связаны между собой при помощи шины данных. Кнопочные модули, различные датчики, исполнительные устройства (актуаторы) - все они общаются друг с другом через с помощью стандартных сообщений, называемых информационными телеграммами, передаваемыми по шине.
Телеграммы распространяются по всей шине, но только нужные устройства реагируют на эти сообщения, исполняя необходимую команду. Остальные устройства просто игнорируют телеграмму.
Управление, структура и топология
Среда передачи данных – кабель KNX
Самый распространённый вариант исполнения шины KNX - это витая пара (например, кабель YCYM 2 x 2 x 0,8 или J-H(ST) H 2 x 2 x 0,8), соединяющий различные устройства KNX. По ней передаются информационные телеграммы и питание для электронных схем. Расширять систему KNX можно с помощью IP-сетей.
В системе умный дом KNX доступны различные топологии, такие как звезда, шина и древо. Закольцованная топология недопустима.
Как организовать топологию? Возможно подключение до 256 устройств на каждую линию, а общее количество линий может достигать 15, объединенных в одну главную линию. Таким образом, в одной зоне может быть большое количество устройств. Для более высокого уровня соединения между этими областями можно использовать магистральную линию. Максимальное количество областей - 15 штук.
• Максимальная длина сегмента линии - 1000 метров;
• Максимальное расстояние между блоком питания и шинным устройством - 350 метров;
• 256 устройств на линию, 15 линий, 15 областей;
• Можно масштабировать инсталляцию до более чем 61 000 устройств.
Для системы умного дома KNX, которая используется в квартирах, часто достаточно одной линии, но для больших объектов может потребоваться несколько линий с расширением по сегментам (с помощью повторителей).
Управление умным домом: умное освещение
Разберём управление умным домом на примере управления освещением.
Предположим, что у нас есть небольшой дом с двумя этажами, лестницей и несколькими комнатами - спальными комнатами, кабинетом, санузлами и проходными помещениями, такими как лестничные пролеты и прихожие. Для управления умным освещением в таком доме мы можем использовать решения, которые обеспечат нам:
1. Удобство. Если мы приходим домой поздно, то хотелось бы сразу включить свет в прихожей, на лестнице, на крыльце и далее. Также можно автоматически включать/выключать свет в санузлах по датчику присутствия.
2. Предотвращение забывчивости. Например, если мы засыпаем, а свет в коридоре все еще горит, то он должен автоматически выключаться через определенное время, например через 10 минут.
3. Ориентационное освещение. Если кто-то приходит к нам, то мы можем включить ориентационное освещение, которое подсветит ступени лестницы, пол коридора или крыльцо.
4. Возможность выключить все светильники в доме при уходе.
Для начала, необходимо оценить количество групп и типы освещения в помещениях, разместить выключатели на плане помещений, учитывая необходимый функционал. Количество кнопок на выключателе будет зависеть именно от этого. Некоторые производители предлагают варианты выключателей с большим количеством кнопок (до 8-10) на одном выключателе, что позволяет управлять многими функциями через одно устройство. Также есть вариант установить сенсорную панель, совмещающую в себе ещё больше функций управления (считайте, кнопок) и заменяющую собой сразу несколько выключателей.
Для поклонников традиционной электроустановки имеется возможность применить обычные выключатели вместо стандартных KNX-модулей. При этом команды будут передаваться на шину, через модули бинарных входов, которые могут быть расположены за самим выключателем в монтажной коробке, либо на DIN-рейке в щите.
Как можно видеть на изображении, модуль бинарных входов установлен за четырехклавишным выключателем.
Аналогичным образом – к модулю бинарных входов могут подключаются и датчики движения, передавая информацию о присутствии/отсутствии человека в зоне детекции. Но чаще можно встретить датчики движения, являющиеся полноценными самостоятельными KNX устройствами. В таком случае, они подключаются напрямую в шину KNX и настраиваются как и другие KNX устройства.
Если у вас много групп освещения и вы хотите выбрать реле для управления ими, то лучше всего использовать многоканальные релейные модули, обязательно учитывая при этом пусковые токи и мощности нагрузок. Существует множество производителей таких устройств, но наиболее популярными являются Gira, ABB, MDT, Zennio.
Для прокладки шины, необходимо использовать специальный кабель JY(St)Y 2х2х0,8 от щита к оконечным устройствам. Для подключения светильников и других нагрузок следует использовать силовой электрический кабель (ВВГ, NYM). Количество и расположение щитов с KNX оборудованием может быть выбрано в зависимости от размера и сложности объекта. В случае двухэтажного дома, можно использовать два этажных щита с многоканальным реле для управления светом на каждом этаже, тем самым оптимизируя конфигурацию и длину кабельных трасс.
Также можно использовать свободные каналы реле для управления розетками.
Пусконаладка
Итак, все необходимые провода уже подключены, устройства установлены и щиты готовы к работе. Теперь можно приступать к настройке системы, используя ETS. В рамках этой статьи мы пропустим начальные шаги, такие как создание топологии в проекте и добавление устройств. Если вас интересует создание и настройка проекта системы умный дом KNX, то вы можете пройти сертифицирующий курс KNX BASIC.
Выберите формат обучения курсу KNX Basic - онлайн или очный. Преподаватель научит вас настройке оборудования через программу ETS6 и предоставит теоретические знания. В практической части курса вы тренируетесь в программировании оборудования с помощью ETS6 и общаетесь с преподавателем для обсуждения вопросов. После экзаменов вы получите международный сертификат KNX.
Мы используем групповую адресацию в соответствии с количеством групп освещения и предполагаемыми для них функциями.
В системе KNX информация от сенсоров передается исполнительным устройствам в виде телеграмм, которые содержат информацию об отправителе, получателе и полезные данные. Устройства подтверждают отправителю получение телеграммы. Групповые адреса играют важную роль в системе, объединяя переменные внутри устройств, которые должны между собой взаимодействовать. Все переменные, объединенные групповым адресом, должны иметь общие типы данных, чтобы избежать ошибок при передаче информации. Исполнительные устройства могут принимать данные сразу с нескольких групповых адресов, в то время как датчики или клавиши могут отправлять команду только на один групповой адрес.
Мы можем привязать актуатор (например, канал реле) к нескольким группам, а сенсор будет записывать данные только в одну группу. Например, актуатор может получать разные команды от нескольких устройств, которые не должны между собой взаимодействовать. В таком случае, к одному каналу актуатора будет привязано несколько групповых адресов.
Мы предлагаем использовать трехуровневую структуру групповых адресов для управления освещением первого этажа. Для этого могут быть созданы следующие группы:
• Группа 0/0/1, которая будет контролировать свет во всем первом этаже и будет привязана ко всем каналам.
• Группа 0/0/2, отвечающая за свет на крыльце и использующая канал А.
• Группа 0/0/3, управляющая светом в прихожей и использующая канал B.
• Группа 0/0/4, управляющая светом в санузле и использующая канал C.
• Группа 0/0/5, управляющая светом в гостиной и использующая канал D.А вот как всё это выглядит в ETS:
В гостиной есть две кнопки для управления светом. Первая кнопка включает и выключает свет только в гостиной, а вторая кнопка отключает все источники света на этаже, реализуя фунцию «выключить всё». Таким образом, пользователь может легко контролировать освещение в гостиной и вокруг нее.
Управление освещением в гостиной:
Функция «Выключить всё» на этаже:
Иногда, для корректного переключения света необходимо передавать информацию о состоянии каналов релейного модуля в шину, чтобы выключатели знали, какое значение подать в шину при следующем нажатии. При необходимости, диоды состояния на выключателях (в зависимости от модели) можно привязать к соответствующим статусам каналов релейного модуля, и они будут отображать включение/выключение канала.
Настроенная конфигурация загружается в устройства, после чего можно её можно менять дорабатывать и менять неограниченное количество раз.
Итог
В данном примере мы рассмотрели как устроено управление системой умный дом KNX на примере управления освещением в небольшом загородном доме.
Возможно расширить функционал умного дома, установив различные устройства KNX, такие как метеостанция, датчики температуры, датчики открытия окон и дверей, многое другое. Все эти устройства соединены между собой с помощью шины KNX.
ВСЕ функции управления умным зданием могут быть реализованы в системе умный дом KNX.
Подписывайтесь на сообщество специалистов по настройке умных домов в телеграме, чтобы быть в курсе самых передовых решений на рынке.
