¿Qué es y para qué se usa el sistema KNX?

• ¿Qué es el sistema KNX?
• ¿Cuáles son los beneficios de su implantación?
• Posición dentro del mercado de la domótica
• Componentes de sistema KNX
• Instalación y puesta en marcha sistemas domóticos KNX
• Ejemplo de vivienda de sistema domóticos KNX

Fuente de la imagen: ©pixabay

Para entender bien de donde nace el sistema KNX debemos remontarnos aproximadamente a unos 30 años atrás. Por el año 1992, varias empresas españolas buscaban unirse en protocolo de comunicación y compatibilidad, de donde nació la Asociación EIBA España. En el resto del mundo ocurría situaciones similares y surgieron otros protocolos que iban consolidándose como son BatiBus y EHS.

Nuevamente en 2007, se presentó una gran tendencia por el desarrollo de sistemas domóticos e inmóticos y se unieron los tres protocolos más extendidos (EIBA, BatiBus y EHS) para dar lugar a los que conocemos hoy como sistema KNX. Esto generó un profundo cambio en la estructura de asociación española pasando a ser KXN España. Surge de este modo el estándar europeo (EN 50090) e Internacional (ISO/IEC 14543) y la asociación de instaladores y agentes del sector engloban un protocolo estándar de comunicación denominado sistema KNX.

La domótica KNX es un protocolo de comunicación entre dispositivos, de modo que se pueden entender entre ellos para llevar a cabo la programación prevista. Con el uso del sistema KNX los fabricantes ofrecen elementos compatibles entre sí y un amplio abanico de posibilidades, de modo que en una vivienda pueden convivir elementos de distintos fabricantes interconectados entre ellos y funcionales.

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La instalación de un sistema de domótica KNX aporta beneficios directos, ya sea en un bloque de edificios más complejo hasta un hogar tradicional. El sistema de domótica KNX abre por completo todas las posibilidades para el control de sistemas de edificios, al mismo tiempo que mantiene el coste a un nivel razonable. Esta instalación ofrece soluciones a aquellas reformas que sólo podrían ser llevadas a cabo con un considerable esfuerzo si se utilizaran técnicas convencionales.

Con domótica KNX, a través de un sencillo panel de control, se pueden controlar todas las aplicaciones de casas y edificios, desde la calefacción, ventilación, control de accesos hasta control remoto de todas las aplicaciones del hogar. Permite nuevas formas de incrementar el confort, la seguridad y el ahorro energético en casas o edificios. Algunos de los beneficios más característicos del sistema KNX son:

✓ Es un sistema adaptable, modular y puede ser ampliable: las modificaciones posteriores no implicarán cambios en el cableado, únicamente en los actuadores.

✓ Ahorra tiempo y costes: compuesto por un sistema de cableado que lleva a minimizar los costes de instalación.

✓ Es un sistema de estándar abierto: los elementos que intervienen de diferentes fabricantes son compatibles al 100%.

✓ Facilidad de mantenimiento: los elementos utilizados en el sistema domótico están conectados entre sí, ofreciendo un mantenimiento sencillo, rápido y eficaz

✓ Aplicable para cualquier necesidad: se puede utilizar para el control de las posibles funciones en el hogar y en edificios: sistemas de iluminación, contraventanas, control de seguridad y alarmas; calefacción, ventilación, aire acondicionado, control de agua y dirección de energía y medición

✓ Flexible, fiable y sin límites: hasta 60.000 elementos pueden ser conectados en el bus de conexiones del estándar KNX. Un sistema que provee de pasarelas para la conexión con otros sistemas similares.

En la actualidad, este tipo de instalaciones se realizan principalmente en edificios de oficinas e industriales para una gestión de energías y automatización de sistemas. En las viviendas se instala para mejorar el confort y como tecnología asistida para ancianos y discapacitados. A pesar que en los últimos años la instalación de sus elementos ha bajado de precio, el sistema encarece el precio final de la instalación. Aunque a la larga puede otorgar una reducción de consumo eléctrico si la configuración del sistema es eficiente.

De cara al futuro, se están diseñando las bases para posiblemente cambiar el bus o encapsularlo dentro del protocolo TCP/IP. Lo cual quedará como: KNX/IP. Esto es debido a que el citado protocolo ha ido estandarizándose y absorbiendo buses y protocolos de otros sistemas. También el crecimiento, implantación y estandarización de TCP/IP hace que esta opción se pueda convertir en el diseño final del sistema de domótica KNX.

Por otro lado, conectaríamos los equipos directamente a ethernet y, a través del enrutador típico de conexión a internet, podríamos gestionar y monitorizar externamente los sistemas. También nuestros equipos WiFi instalados en el edificio nos darían acceso al sistema KNX de una manera cómoda y con dispositivos estándar (móviles, tabletas, ordenadores, etc.). A diferencia del sistema actual que necesita pasarelas IP, los propios equipos "hablarían" directamente en IP, simplificando las instalaciones.

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El sistema KNX define varios medios de comunicación física como son:

• Cableado de par trenzado: La señal es transmitida a través de un cable de bus separado, con una estructura jerarquizada en líneas y áreas bien detalladas. Es el sistema más utilizado para la transmisión de este tipo de sistemas.

• Red eléctrica: La señal puede ser transmitida en cualquier caso por alguna red eléctrica ya existente.

• Radio frecuencia: Este sistema puede ser transmitido por señales de radio frecuencia. Estos dispositivos pueden ser unidireccionales o bidireccionales.

• IP/Ethernet : Use este protocolo de comunicación en conjunto con KNXnet/IP. Le permite enviar tramas KNX encapsuladas en tramas IP.

En relación de elementos físicos, KNX consta básicamente de 4 grupos:

• Actuadores: son los elementos del sistema que se conectan físicamente sobre los elementos a controlar en el edificio, por ejemplo las luces, electroválvulas, motores, etc. y hacen la traducción de las señales que viajan del sistema KNX al mundo físico conmutado, regulando o accionando los dispositivos.

• Sensores: encargados de recoger datos o interpretar órdenes del usuario, por ejemplo pulsador, botonera, detector de movimiento, termostato, anemómetro, sensor crepuscular; muchos sensores incorporan visualizadores o pantallas donde se controla y monitoriza el sistema, como las botoneras o pantallas táctiles.

• Pasarelas: las pasarelas (Gateway o routers) enlazan otros sistemas con otros protocolos de comunicación con el sistema KNX, por ejemplo de DALI, BACnet, LONWORKS, RS485, IP, RS232, X10 etc. al lenguaje KNX. Estos equipos permiten interacciones con proyectores, otros sistemas inteligentes o incluso comunicarse en remoto con el sistema.

• Acopladores: consiguen agrupar los dispositivos en un segmento/línea de características determinadas para la cantidad de equipos, ubicaciones físicas o funciones determinadas. Mientras conectan con otro segmento para una mayor eficacia en el envío de datagramas a través del enlace, alcanzar mayores distancias (repetidores). Además de darle un direccionamiento físico al actuador utilizan divisiones de áreas, grupos y líneas.

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Si ya nos hemos decidido por un sistema de domótica KNX para nuestra vivienda y nos disponemos a planificar la instalación, debemos asegurarnos de realizar una instalación segura y resistente a fallos. Con esto nos referimos a que toda la instalación puede estar enviando señales constantemente desde los sensores a los actuadores y, si en algún instante de tiempo no se reciben, podemos identificar donde se produce el fallo o incidencia.

Actualmente, las instalaciones de domótica cuentan con una tecnología en pleno desarrollo donde sus estándares de calidad mejoran a pasos agigantados. Algunos de los sistemas que se han beneficiado de ese desarrollo los tenemos presentes en una instalación domótica KNX. Entre los elementos de instalación que forman el sistema KNX encontramos:

• Segmento de bus que comunican y alimentan a los dispositivos
• Elementos de telecomunicación que permiten enviar señales, acceder de forma remota a la instalación (Alimentación 12v de interfaz KNX/IP, - Modem/Router, Pasarela GSM/GPRS)
• Centralitas de seguridad y sus elementos de alarma** como sirenas de exterior e interior
• Monitores con sistemas de visualización e incluso programas de control
• Persianas o puertas de acceso, cerraduras eléctricas…

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Para comprender mejor el funcionamiento, vamos a basarnos en un ejemplo cotidiano sobre el cierre/apertura de toldos en una vivienda. Si el sensor de viento incorporado en el sistema, detecta que no hay una cantidad de aire que sobrepase el límite, envía una señal cada 10 segundos a los actuadores implementados en los toldos. Si el sensor detecta que el viento sobre pasa el límite, no envía señal. Por ende, en el remoto caso de pasar 30 segundos y los toldos no han recibido ninguna señal, estos se recogería automáticamente por precaución.

Para realizar un puesta en marcha segura, el sistema KNX debe cumplir con algunos requisitos indispensables para el buen funcionamiento:

• Funciones de alarma antirrobo/anti-intrusión
• Sistemas de supervisión (ventanas, puertas...)
• Seguridad técnica ( incendios, inundaciones…)
• Gestión remota (telefonía de asistencia o averías)
• Control de dispositivos

Por otro lado, puede darse el caso de que la tensión en la vivienda cae y nos quedemos sin suministro eléctrico lo cual reiniciaría todos los sistemas. Una de las características de tener instalado en la vivienda un sistema de domótica KNX, es que podemos configurar a modo operandi, las funciones a realizar cuando se vuelva a iniciar el sistema.

Las bombas de agua o gas, los sistemas de riegos, las cámaras de vigilancia, no se volverían inestables y actuarían acorde a las tareas previamente diseñadas. Es decir, podemos programar funciones de reinicio en base a nuestras necesidades, lo cual nos da un control completo, independientemente de cuantas veces nos quedemos sin energía eléctrica.

Lo cierto, es que en el sistema de domótica KNX cada dispositivos automatizado es autónomo, en relación a los otros sistemas. Si falla un aparato, solo falla su conexión directa con la alimentación (ya sea sensor o actuador). Identificando la línea de conexión en la que recae la incidencia, podemos identificar rápidamente el fallo y arreglarlo.