KNX-zertifizierte Chipsätze für die Gebäudeautomatisierung

Mit dem wachsenden Bedarf an Verfügbarkeit, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit werden kabel- oder Funk-basierende Sensor-/Aktuator-Netzwerke immer wichtiger, auch im Hinblick auf Energieeffizienz und Sicherheit in Gebäuden.

KNX hat sich seit vielen Jahren als weltweiter Standard für Kommunikation und Automatisierung in Gebäuden etabliert. Der Ursprung ist bereits 1990 unter dem Namen EIB (European Installation BUS) zu finden. Nach der Konsolidierung mit anderen Standards wie Batibus (Frankreich) und der European Home System Association (Niederlande) entstand daraus 2006 die KNX Association.

Mit KNX, einem dezentralisierten BUS-System können alle KNX-zertifizierten Produkte von vielen verschiedenen Anbietern miteinander vernetzt und konfiguriert werden (Bild 2).

Engineering-Tool-Software für Design, Konfiguration und Diagnose auf KNX-Netzwerken

Dazu dient eine Engineering-Tool-Software (ETS) für das Design, die Konfiguration und die Diagnose auf allen KNX-Netzwerken. Am häufigsten werden dabei auf der physikalischen Ebene
die Medien T/P (Twisted Pair), Ethernet (IP: Internet Protokoll) und Funk (KNX-RF 868MHz) verwendet, um unterschiedliche Anwendungen im Gebäude einzubinden.

ST Microelectronics bietet einen KNX-zertifizierten Chipsatz für alle Übertragungsmedien und die Möglichkeit, mobile Geräte mit BLE (Bluetooth Low Energy, Bluetooth5) wie Smart Phones oder Tablets einzubinden (Bild 3).

STKNX ist ein KNX-Transceiver für Twisted Pair mit zwei integrierten Spannungsreglern am KNX-T/P-BUS für die kabelgebundene Kommunikation, die heute weltweit den größten Markt in der Gebäudekommunikation abdeckt.

Bei KNX-R/F wird eine Funktechnologie im SubGHz-Bereich bei 868 MHz eingesetzt. KNX-R/F-Geräte können in die kabelgebundene KNX-T/P-Infrastruktur mithilfe von ETS integriert werden Der Chipsatz ist offen für eine KNX-R/F-Stack-Implementierung von „KNX zertifizierten“ Partnern. Tapko Technologies bietet zertifizierte KNX Stacks für die ST-Plattformen an. Evaluation Boards mit ST-Bauteilen sind verfügbar. Das Unternehmen offeriert dafür verschiedene Lizenzmodelle für die KNX Stacks (KAIStack).

Bild 4 zeigt am Beispiel KNX-R/F die Architektur der Stack-Einbindung in die Applikation und die Integration des Bluetooth Stacks in den BlueNRG-2 Host Controller.
Der 32-Bit Cortex-M0 ARM BlueNRG-SOC repräsentiert den Host für den S2-LP KNX-R/F Transceiver als auch den BLE Controller für die Bluetooth-Kommunikation z. B. mit
mobilen Geräten für IOS oder Android.

Bild 5 zeigt die Entwicklungsumgebung von ST mit Evaluationboards für KNX und BLE. Wird keine BLE-Funktionalität benötigt, kann ein STM32-Microcontroller als Host Controller für KNX zum Einsatz kommen.

KNX-zertifizierte Komponenten in Gebäuden

Der Einsatzbereich für KNX-zertifizierte Komponenten in Gebäuden wird immer größer. Einsatzbeispiele hierfür sind Raummanagement, Lichttechnik, Haus- und Gebäudeüberwachungen, Fernbedienungen oder automatische Steuerungssysteme z. B. für Rollläden, Jalousien, Heizung- Lüftungs- und Klimaanlagen.

Verschiedene ST-Sensoren wie MEMS für Bewegungs-, oder Umweltmessungen und optische Technologien wie ToF (Time of Flight) lassen sich in das KNX-Netzwerk einbinden.

Bluetooth-Low-Energy-Erweiterungen in die KNX-Infrastruktur

Bluetooth-Low-Energy-Erweiterungen in die KNX-Infrastruktur ermöglicht eine Konfiguration und Steuerung mit Smart-Phones und Tablets. Der Einsatz von KNX in Gebäuden unterstützt auch eine Reduzierung des Energieverbrauchs. Darüber hinaus gestattet die Funkanbindung eine Modernisierung/Retrofit von existierenden Gebäuden mit KNX, ohne neue Kabel legen zu müssen.

Zusätzlich lassen sich zum aktuellen Thema „Smart Grid“ Schnittstellen mit elektronischen Zählersystemen für Energie, Wasser oder Strom, sowie Heizkostenverteiler über weitere SubGHz-Protokolle wie Wireless M-BUS / OMS entwickeln. (neu)