Programovatelné elektroinstalační systémy – někdy se nesprávně označují jako systémy inteligentní či chytré (ve skutečnosti se nejedná a ani to není záměrem, aby se jednalo o umělou inteligenci) – se používají stále častěji nejen v komerčních a podobných objektech, ale také v budovách pro bydlení, a to jak pro méně rozsáhlé, tak i pro rozsáhlejší elektrické instalace.
Přenosová rychlost a tvar signálu
Radiofrekvenční technika pracuje s modulací nosné vlny přenášenými informacemi. To lze zajistit buďto amplitudovou modulací, frekvenční (kmitočtovou) modulací, fázovou modulací anebo jejich kombinací. Modulovaný vysokofrekvenční signál je odesílán k přijímačům, v nichž je poté demodulován, dochází tedy k obnovení původní informace. KNX RF používá frekvenční modulaci (obr. 4).
Logické stavy nula a jedna jsou vytvářeny menšími změnami kmitočtu nosné vlny, nazývané též středním kmitočtem. Výběr správného nosného kmitočtu je důležitým faktorem vymezujícím dosah přenosu. Používány jsou dvě dále uvedené slučitelné verze KNX RF: KNX Ready a KNX Multi.
V KNX Ready je nosný kmitočet 868,3 MHz s jedním možným komunikačním kanálem. Radiová komunikace, v níž je k dispozici jen jeden kanál, je zranitelná rušením od jiných, nikoli KNX radiových systémů, nebo od sousedního použitého rozsahu.
KNX RF Multi odolává těmto rušením přístroji umožňujícími přepnout z obsazeného kanálu (např. F1, který je shodný s kanálem použitým v KNX RF Ready) na jiný rádiový kanál (F2 a F3), nebo dva pomalé kanály (S1 a S2). Rychlé kanály jsou určeny pro aplikace ovládané manuálně, jako je řízení osvětlení, žaluzií apod., zatímco pomalé kanály jsou pro přístroje, které nejsou trvale v režimu příjmu, jako systémy řízení vytápění klimatizace a ventilace.
Rychlé kanály používají rychlost přenosu dat 16384 kb.s-1, pomalé kanály pouze poloviční rychlost. Zatímco přenos dat (pracovní cyklus) v F1 a F2 může být 1% nebo 0,1% při maximálně 25 mW, v kanálech F3 a S1 mohou dosahovat až 100% z maxima 5 mW (ale mezi 5 mW až 25 mW opět jen 1%). Přenosová rychlost dat v kanálu S2 je omezena na 10% při maximálně 25 mW.
Ačkoli přístroje jsou schopné odesílat telegramy vždy, jsou přepnuty do spánkového režimu omezujícího jejich spotřebu až o 80% v rychlých kanálech a až o 99% v pomalých kanálech; periodicky se probouzejí pro příjem telegramů. Pro zajištění kompatibility mezi jednokanálovými a vícekanálovými přístroji bylo navrženo schéma kompatibility, ke kterému nově vyvíjené jednokanálové přístroje nyní používají delší úvodní formuli. Vícekanálové přístroje musí být možné upravit na jednokanálové.
KNX RF Multi pracují s možností ověření správnosti doručení telegramu: rychlé, přímé odsouhlasení (Fast IACK) lze obdržet až od 64 jednotlivých příjemců. Není-li doručen Fast IACK, přenos telegramu se automaticky opakuje. V rozsáhlých instalacích mohou být využity retranslátory pro další přenos telegramů ke vzdálenějším místům v instalaci. Pro propojení mezi KNX RF a KNX TP se používají mediální spojky.
Struktura KNX RF telegramu
Podobně jako v jiných KNX komunikačních médiích, i v KNX RF se užitečná data odesílají prostřednictvím telegramů s několika významy. Tzn., že jedním telegramem lze oslovit současně několik sběrnicových přístrojů, např. současně sepnout několik svítidel. KNX RF telegramy jsou sestaveny z několika datových bloků oddělených vždy poli s ověřovacím součtem - obr. 5.
První datový blok je složen ze tří polí (obr. 6). První, kontrolní pole obsahuje údaje o délce telegramu, o přenosové kvalitě (příjmové podmínky), stav baterie u KNX RF přístrojů s baterií a informaci o tom, je-li přístroj jednosměrný nebo obousměrný. Druhé pole obsahuje KNX sériové číslo (v případě přístrojů pro E režim provozu) nebo adresu domény (při režimu činnosti S). Sériové číslo je zadáno výrobcem a nelze je změnit, zatímco adresa domény je vygenerována softwarem ETS při projektování. Při programování v režimu E se využívá sériové číslo přijímače společně se zdrojovou adresou odesílatele. Třetí pole je ověřovací, které dovoluje příjemci prověřit, zda telegram byl odeslán bez chyb.
Kromě toho, další kontrolní pole a ověření bytů je ve druhém datovém bloku – obr. 7. Ten sestává z fyzické adresy zdroje (individuální neboli přístrojové adresy), cílové adresy a užitečných dat. Cílovou adresou v programovacích telegramech je fyzická adresa programovaného přístroje, v běžném provozu pak skupinová adresa, určená třeba i několika účastníkům. Užitečná data jsou aktuálními odesílanými informacemi – informace pro příjemce (příkaz, zpráva o aktuálním provozním stavu apod.).
V závislosti na objemu přenášených dat může KNX RF telegram obsahovat i další datové bloky.
Způsob přístupu na sběrnici
Jednosměrné přístroje mohou pouze odesílat potřebné telegramy. Protože se jedná o velice krátký výkonnostní cyklus (= trvání pulsu jako procentuální podíl úplné periody) kolem 1%, je virtuálně nemožné, aby v KNX RF Ready telegram kolidoval s jiným telegramem.
Obousměrné přístroje před odesláním telegramu prověřují, zda je RF kanál volný. Pokud je obsazený, přístroj vyčká na jeho uvolnění a teprve poté vysílá. Odesílatel v KNX RF Multi může požadovat potvrzení přijetí telegramu.
Umístění KNX RF sběrnicových přístrojů
KNX RF komponenty mohou být v zapuštěném, nástěnném nebo vestavném konstrukčním uspořádání. Zapuštěné přístroje jsou především prvky montované do krabic. Zpravidla se jedná o ovládací přístroje, tedy prvky vybavené ovládacími tlačítky pro spínání i stmívání osvětlení nebo pro ovládání pohonů žaluzií. Samozřejmě zde mohou být i snímače pohybu, termostaty apod. Prvky s rádiovou komunikací mohou být integrovány také v tlačítkových rozhraních nebo v násuvných přístrojích.
Různé snímače, akční členy a kombinované jednotky mohou být jako nástěnné nebo vestavné přístroje nejen pro montáž do elektroinstalačních krabic, ale také pro přilepení nebo vložení do nebo na jakýkoli uvažovaný povrch.
Topologie v KNX RF instalaci
Přístroje v KNX RF instalaci nejsou hierarchicky uspořádané a prostorově mohou být namontovány kdekoli. Za předpokladu, že jsou v dosahu jiného přístroje, kterýkoli snímač může komunikovat s jakýmkoli akčním členem. Není možné omezit prostorový dosah RF signálů, tzn. že KNX RF telegramy mohou být přijímány i v jiných, blízkých KNX RF instalacích. Proto je potřebné zajistit, aby se sousední instalace nemohly vzájemně ovlivňovat.
Telegramy odesílané KNX rádiovými vysílači obsahují vždy sériové číslo nebo adresu domény přístroje s jedinečnou identifikací. Pouze přijímače spárované s vysílačem jsou schopny zpracovat doručený telegram. KNX RF systém je buďto čistou rádiovou sítí, anebo se jedná o kombinaci rádiového přenosu s jiným komunikačním médiem (např. KNX TP). Pro účely propojení se používají mediální spojky.
Proč KNX?
Na trhu jsou k dispozici různé sběrnicové systémy. Každý z nich může být vhodný pro určitou oblast využití. Avšak žádný z těchto dalších systémů nepodporuje tolik různých výrobců, jako právě KNX. Tito různí výrobci využívají společné cíle:
- Všichni zřetelně podporují oblast instalací v budovách s KNX technikou.
- KNX se používá přednostně pro zajištění potřeb v elektrických instalacích v budovách, protože bylo vyvinuto právě pro tyto účely.
- KNX přístroje montují, programují a parametrizují plně kvalifikovaní systémoví integrátoři.
- KNX je dobře zavedené a zahrnuje obrovské množství funkcí s širokým rozsahem.
- K dispozici je několik tisíc KNX certifikovaných výrobkových skupin, pokrývajících jakoukoli myslitelnou aplikační oblast.
- KNX výrobky jsou zkoušeny na shodu nezávislými zkušebními laboratořemi.
- KNX výrobky jsou kompatibilní s výrobky všech výrobců (jsou vzájemně slučitelné a nahraditelné).
- Koncoví zákazníci těží z růstu sítě specializovaných obchodníků s KNX kvalifikací získanou v KNX certifikačních školicích centrech.
- Společný ETS software v PC se užívá pro projektování, návrh i nahrávání instalace vytvořené z KNX certifikovaných výrobků od kteréhokoli výrobce.
- KNX podporuje všechna komunikační média: TP (základem je dvouvodičový sběrnicový kabel), PL (silové vedení), RF (radiofrekvenční) a IP/Ethernet/WLAN.
- KNX je normalizováno v Evropě, v USA, v Číně a mezinárodně prostřednictvím norem, např. CENELEC EN 50090 (Evropa), CEN 13321-1/2 (Evropa), ISO/IEC 14543-3 (mezinárodně), GB/T 20965 (Čína), a ANSI/ASHRAE 135 (USA). Více než 400 KNX členů ze 38 zemí vyrábí produkty podle společných KNX norem. Protože technika je normalizována, KNX výrobky jsou všechny vzájemně kompatibilní a KNX instalace lze snadno měnit nebo rozšiřovat, bez ohledu na předchozí stav.
