Introducción a KNX conceptos y definiciones

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, sino 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, sino DISTRIBUIDO, es decir, no tiene un procesador (o cerebro) que controla todos 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 le haya implementado

La principal desventaja de un sistema distribuido es el coste, pues cada dispositivo (actuador o sensor) debe poseer un microcontrolador programable (para entedernos, una especie de Arduino, que pueda reprogramarse cuando el técnico de telecomunicaciones lo requiera). La principal ventaja es su robustez, puesto que en un sistema centralizado si el controlador central se estropea o se cuelga, todo el sistema por completo se cae. Imaginaros un hospital que se encuentra controlado por un sistema centralizado, si el cerebro electrónico se queda colgado, las luces, los actuadores, la calefacción, etc dejarían de funcionar, con el grave prejuicio que conllevaría para todos los pacientes del hospital.

En la actualidad hay más de 500 empresas en el mundo fabricando alguna de las 9000 aplicaciones o dispositivos domóticos con el sello KNX.

La aplicaciones de KNX abarcan todas las áreas de la domótica (calefacción, iluminación, confort, audio, vídeo, etc.) consiguiendo ahorro energético y comodidad de una manera automática.

Los componentes de los sistemas KNX pueden dividirse en los peldaños de la pirámide de interoperabilidad.

En la base de la pirámide se encuentran los medios de trasmisión: Par trenzado para el buz tradicional KNX , Radio frecuencia 860 MHz y el protocolo de TCP/IP de internet, Después se encuentra los acopladores de buz para conectar los actuadores y sensor al buz KNX, Un peldaños mas arriba están los sensores y actuadores, mas arriba nos encontramos con el programa de la aplicación para cada dispositivos, en el penúltimo peldaño se encuentra la interfaz para la programación y en la cima de la pirámide, la topología del sistema con sus direcciones enviúdales y de grupo.

Los acopladores de buz, suelen tener el modulo de BIN (conexión al buz general de datos KNX) y el microcontrolador programable (donde cargaremos el programa para evitar los datos de los sensores para ejecutar los motores de los actuadores según la información ) En ocasiones acoplador y modulo están unidos.

Esquema de funcionamiento básico con un solo sensor (por ejemplo de movimiento), un solo actuador (relé que activa la bambilla, y una fuente de alimentación. En el grafico podemos ver que mediante la interfaz ETS se programa al sensor para que envíe el dato a la dirección del actuador y se programe al actuador para cuando se reciba el dato, según sea este, active o no el relé.

Dirección individual

Cada sensor y actuador tiene una, formada por res 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 porque el área se considera al conjunto de todas las áreas, para mandar un broadcast (a todo) se utiliza un 0)
• n2: 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)
• n3: 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 más 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 separados 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 de 2E16 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 una actuador para que le entre (o se escriba) la información para que actúe.

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 dirección de grupo)

Bandera de actualización: U

Activa/desactiva la actualización de un elemento. Es la menos empleada. Es decir, si hay que reprogramar un elemento, si está desabilitado 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 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: