En primer lugar
¿Qué es KNX?
Es el estándar abierto mundial para la domotización de viviendas y edificios. Es decir, que cualquier fabricante puede adaptarse a él, por lo que es muy versátil ,nada cerrado y reconocido en todo el mundo.
Es importante señalar que la asociación KNX no fabrica, si no que define la normativa , los protocolos y las especificaciones técnicas de los dispositivos.
La marca KNX, es un sello que garantiza calidad e interoperabilidad entre los dispositivos de los diferentes fabricantes (que nunca es KNX, puesto que no fabrica).
KNX NO ES UN SISTEMA CENTRALIZADO, si no distribuido, es decir no tiene un procesador o cerebro que controla todo los dispositivos, sino que cada dispositivo debe ser programado para que se ejecute según las señales que le llegan , la dirección desde que le llegan y el programa que se haya implementado
La principal desventaja de un sistema distribuido es el coste, pues cada dispositivo (actuador o sensor) debe poseer un microcontrolador programable, (para entendernos una especie de Arduino, que pueda reprogramarse cuando el técnico de telecomunicaciones lo requiera).Entonces aquí aparece otra desventaja, que para un técnico especialista se convierte en oportunidad y es que resulta mas complicada la programación por que debemos de enchufarnos a cada dispositivo para programarlo y dominar un complicado lenguaje topológico. La principal ventaja es su robustez, puesto que en un sistema centralizado si el controlador central se cae se estropea o se cuelga, todo el sistema por completo se cae. Imaginaros un hospital que se encuentra domotizado por un sistema centralizado, si el cerebro electrónico se queda colgado, las luces, los actuadores, la calefacción, etc dejaría de funcionar, con el grave prejuicio que conllevaría para todos los pacientes del hospital.
En la actualidad hay mas de 500 empresa en el mundo fabricando algunas de las 9000 aplicaciones o dispositivos domóticos con el sello KNX.
Las aplicaciones de KNX abarcan todas la áreas de la domótica (calefacción, iluminación, confort, video, audio, etc...) consiguiendo ahora energético y comodidad de una manera automática. Aunque cada día avanza más la conexión a internet por los que al automatismo se le añade la posibilidad del control remoto vía internet ,ya sea mediante PC o Smartphone.
La pirámide de interoperabilidad de KNX
En la base de la pirámide se encuentran los medios de transmisión: par trenzado para el bus tradicional KNX, radio frecuencia 860 MHz y protocolo TCP/IP de internet, después se encuentra los acopladores de bus para conectar actuadores y sensor al bus KNX , un peldaño más arriba están los sensores y actuadores, más arriba nos encontramos con el programa de la aplicación para cada dispositivo , en el penúltimo peldaño se encuentra la interfaz para la programación y en la cima, la topología del sistema con sus direcciones individuales y de grupo.
Los acopladores de bus, suelen tener el módulo BIN (conexión al bus general de datos KNX) y el microcontrolador programable (donde cargaremos el programa para enviar los datos de los sensores ó para ejecutar los motores de los actuadores, según la información). En ocasiones los acopladores y modulo están unidos.
Esquema de funcionamiento básico con un solo sensor (de movimiento), un solo actuador (relé que activa la bombilla), y una fuente de alimentación. En el grafico podemos ver que mediante la interfaz ETS se programa al sensor para que envié el dato a la dirección del actuador , más tarde enchufaremos el cable del ordenador al actuador para que se programe al actuador que cuando reciba el dato de la dirección del sensor, active o no el relé.
Dirección individual
cada sensor y actuador tiene una, formada por 3 números separados por puntos : n1.n2.n3
- n1: Número de 0 a 15 indica un área de la topología de la instalación(15 posibles áreas por que el área 0 se considera al conjunto de todas las áreas, para mandar un broadcast (a todo) se utiliza un 0)
- n2: Número de 0 a 15 indica una línea. Cada área solo puede tener un máximo de 15 líneas, porque hay una línea principal que une a todas, que se considera la línea 0)
- n1: Número de 0 a 255 indica un dispositivo. Cada línea puede tener un máximo de 256 dispositivos
Direcciones de grupo
Para programar KNX de una manera mas cómoda cuando un sensor condicionaba a muchos actuadores, por ejemplo; un interruptor que apagaba todas las bombillas de una casa, se crearon las direcciones de grupo, formadas por tres números separador por /, es decir n1/n2/n3, que se conocen como direcciones de grupo de nivel 3. Actualmente se pueden programar direcciones de grupo de nivel 2 con la forma n1/n2 y de nivel 1 con un solo número 2 elevado a 16 posibilidades.
Esquemas posibles del direccionamiento por grupos:
Generalmente se usa la estructura de nivel 3.
Explicación nivel 3: Donde/Tipo de función/Grupo de dispositivos.
Una vez asignada la dirección individual mediante programación. Luego asignamos la direcciones de grupo para que funcionen varios dispositivos a la vez (con la llamada a una simple dirección de grupo)
Importante: Un sensor solo puede tener asignada una dirección de grupo a la que transmitirá su señal. Los actuadores, en cambio, pueden tener asignadas varias direcciones de grupo para su activación:
OBJETOS DE GRUPO
Sirven para definir cada dispositivo dentro de un grupo y entender su funcionamiento y de donde reciben la señal o hacia donde la envían. Los objetos de grupo conectados deben tener una señal con el el mismo ancho de bits o DPT (tipo de punto de dato). Un conmutadorde 1 bit enciende un aptuador de 1 bit. En KNX todas las funciones y los elementos que la producen tiene su DPT estandarizados
Ejemplo de programación con objetos de grupo:
BANDERAS
C, U, W, R y T son las distintas banderas.
Bandera de comunicación: C. Es la bandera más importante. En caso de que los dispositivos de la figura estén presentando algún problema, no hace falta desinstalarlos, simplemente con desactivar por software la bandera de comunicación quedan excluidos del sistema
Bandera de lectura: R
Activa/desactiva la toma de datos de un elemento
Bandera de escritura: W
Activa/desactiva el cambio de datos de un elemento. Es decir, es la bandera básica de un actuador para que le entre o se escriba la información para que actué.
Bandera de transmisión: T
Activa/desactiva la transmisión de información que envía un elemento por bus. Es decir , es la bandera básica de un interruptor para que pueda enviar su información a través del bus a todos los elementos de su direcciones de grupo.
Bandera de actualización: U
Activa/desactiva la actualización de un elemento. Es la menos empleada, si hay que reprogramar un elemento, si esta deshabilitado no se actualizaría.
Bandera de lectura al inicio:
Cuando está activa nos indica el estado en el que se encuentra un elemento al reiniciarse el sistema.
Detalle de programación de las banderas:
Por defecto los fabricantes nos entregan los productos con las banderas necesarias para el funcionamiento normal activadas necesarias para el funcionamiento normal. En caso de interesarnos podríamos variarlas. Aunque, cuidado porque podría darnos fallos la instalación por una mala configuración.
Ejemplo de banderas típicas de un sensor:
