Brezžični standard EnOcean opisuje tehnologijo brez baterij, ki se prodaja pod znamkama Dolphin in Easyfit. Tukaj preberite, kako sistem deluje popolnoma brez kablov in žic, kakšne prednosti in slabosti iz tega izhajajo ter kako varen je sistem v resnici.
Da lahko številni električni pomočniki delujejo v vsakdanjem življenju, najprej potrebujejo lastno energijo. Pogosto jih napajajo baterije, ki jih je treba redno menjati - "zelena" tehnologija je videti drugače. Tako je mislil EnOcean GmbH pred 15 leti. S svojimi radijskimi moduli brez baterij so našli inovativno rešitev, s katero ima pametni dom vedno na voljo energijo. Ideja temelji na "načelu pridobivanja energije". Energija nastane zaradi najmanjših sprememb v okolju in se uporablja za prenos radijskih signalov. Tehnologija je obetavna. Uporablja se že v več kot 2.500.000 stavbah po vsem svetu. Ne pojavlja se samo v novih stavbah - lahko ga tudi naknadno vgradimo pri prenovi ali prenovi.Ker radijski moduli začnejo delovati le na ukaz, ustvarijo malo elektrosmoga in so z vidika gradbene biologije zelo primerni za vrtce in bolnišnice.
Poleg tega je EnOcean združljiv z žičnimi sistemi za avtomatizacijo stanovanj in različnimi vodili. EnOcean tehnologijo že uporabljajo za dopolnitev lastnih sistemov, kjer tudi sami niso dovolj prilagodljivi.
Izvor in zgodovina
EnOcean GmbH je bilo ustanovljeno leta 2001 in je podjetje Siemens AG. Sedež ima v Oberhachingu v Münchnu in je po samo enem letu na trg prinesel prve radijske module brez baterij. Ta brezžični senzorski sistem brez baterij tvori osnovno tehnologijo za brezžični standard za avtomatizacijo doma. Podjetje EnOcean temelji na ugotovitvi, da je svet ocean, poln zapravljene energije.
Leta 2008 je bilo ustanovljeno združenje EnOcean, združenje različnih podjetij, ki so si zastavila cilj spodbujati združljivost in sodelovanje različnih sistemov, ki temeljijo na brezžičnem standardu EnOcean. Poleg tega je treba vzpostaviti nadaljnje rešitve za avtomatizacijo za trajnostne gradbene projekte, ki delujejo z brezžično tehnologijo brez baterij. Združljivi izdelki z vseh področij avtomatizacije stavb in stanovanj se postopoma razvijajo, da bi lahko v prihodnosti ponujali popoln sistem pametnega doma. Poleg tega EnOcean upa, da bo v prihodnosti uporabljal radijsko tehnologijo v miniaturnih stikalih, majhnih brezžičnih temperaturnih senzorjih in senzorskih modulih. Nato jih je treba vliti v strojne dele,uvesti pametno življenje na energetsko učinkovit način na vseh področjih življenja.
Obetavno načelo za internet stvari
Radijski senzorji brez baterij omogočajo komunikacijo med napravami IoT, ki ne zahtevajo vzdrževanja (IoT = Internet stvari), na podlagi različnih radijskih standardov, kot so EnOcean, Zigbee in Bluetooth. Rešitve se uporabljajo v avtomatizaciji stavb, pametnem domu, nadzoru LED razsvetljave in v industrijskih aplikacijah.
Tehnologija temelji na tako imenovanem "principu pridobivanja energije" (dobesedno prevedeno: pridobivanje energije). Uporablja se energija iz okolja. Na primer, ko stikalo upravljate s prstom. Nastali piezoelektrični učinek ustvarja električne naboje na površini. Vgrajeni miniaturizirani pretvorniki energije lahko to energijo pretvorijo v radijski signal, ki se na primer s stikala za luč prenaša na centralno upravljanje pametnega doma ali razsvetljavo. Moduli Dolphin in izdelki Easyfit podjetja EnOcean ne izkoriščajo energije le zaradi gibanja, temveč tudi zaradi svetlobe in celo temperaturnih razlik, na primer iz odpadne toplote. EnOcean si tudi v prihodnosti prizadeva za razvoj energije s pomočjo pretvornikov rotacije in vibracij.To bi ponujalo popolnoma nove možnosti - merilniki plina in vode se na primer med obratovanjem vrtijo, stroji in ljudje pa ustvarjajo vibracije.
Pretvornik energije ECO 200 linearne gibe pretvori v energijo.
- Energija iz gibanja
ECO 200 je pretvornik energije za linearna gibanja in lahko na primer pretvori energijo, ko deluje stikalo. Funkcija je podobna kot pri dinamu in energijo zagotavlja takoj. ECO 200 se lahko uporablja za upravljanje oddajniških modulov PTM 330.
Miniaturizirana sončna celica lahko celo pretvori svetlobo iz notranjosti v električno energijo.
- Energija iz svetlobe
Miniaturizirani sončni moduli, ki niso večji od 13 mm x 35 mm, lahko celo uporabljajo svetlobo v zaprtih prostorih. Namenjeni so za uporabo s senzorskimi moduli STM. Če sonce ne sije, dodaten vgrajeni kondenzator zagotavlja manjkajočo energijo.
Pretvornik enosmernega toka ECT 310 Perpetuum uporablja toploto kot vir energije.
- Energija iz temperaturnih razlik
Pretvornik enosmernega toka ECT 310 Perpetuum lahko zdaj tudi pretvori toploto, ki nastane, na primer na toplih delih stroja, na radiatorjih ali celo na človeškem telesu, v električni tok.
prostih sedežev
Najpogostejša področja uporabe EnOceana v pametnem domu so preklapljanje električnih porabnikov, kot so razsvetljava prostorov, sobna klima ali daljinsko vklopljive vtičnice. Poleg samooskrbe z električno energijo obstajajo še druge oprijemljive prednosti. Zahvaljujoč brezžični tehnologiji lahko vsa stikala postavite tam, kjer jih potrebujete: naj bo to ob kavču, da vklopite televizijo in hi-fi sistem ali še bolje kot stikalo ob vhodnih vratih. Če želite preoblikovati stanovanje, lahko enostavno razstavite privita ali zlepljena stikala.
Se lahko EnOcean uporablja po vsem svetu?
EnOcean lahko uporabljate po vsem svetu, ker so izbrane različne frekvence, odvisno od države. V Evropi se uporablja frekvenca 868 MHz, ki jo je IEC od marca 2012 opredelila kot mednarodni standard.
Dobro je vedeti: Za Severno Ameriko potrebujete module z 902 MHz v skladu s specifikacijo FCC / IC. Na Japonskem so primerni moduli z 928 MHz po specifikaciji ARIB.
Uporaba in obseg radijskega protokola
Naprave EnOcean se uporabljajo v vseh sistemih. Na primer, lahko uporabite sistem za upravljanje zgradb iz BACnet ali KNX in še vedno integrirate radijske naprave EnOcean v omrežje z uporabo določenih prehodov.
EnOcean uporablja tako imenovano "topologijo mrežnega omrežja". Običajno se razume, da gre za omrežje, v katerem je vsako vozlišče povezano vsaj z dvema drugima. Obstaja pa tudi možnost, da ima omrežje le več vozlišč. Prednost je, da gre za najbolj varno in zmogljivo omrežje. Vendar je zapleteno usmerjanje problematično.
Običajno je vsako omrežno vozlišče v mrežastem omrežju povezano z več drugimi.
Ker EnOcean ponuja enosmerne in dvosmerne radijske module, torej vse naprave ne morejo komunicirati v vseh smereh, mrežno omrežje uporablja le v omejenem obsegu. Dvosmerne naprave lahko prevzamejo funkcije usmerjanja in se uporabljajo kot prehodi. Občasno se lahko zgodi tudi, da so prisotni dvosmerni pogoni in senzorji. Ti so pogosto zasnovani tudi kot oddajniki ali sprejemniki, vendar morajo energijo proizvajati iz okolja in zato ne morejo ustvariti dovolj energije za dvosmerno komunikacijo.
Za zagotovitev uspešne komunikacije se uporabljajo tako imenovani EEP (EnOcean Equipment Profiles). Te opredeljuje zveza EnOcean in omogočajo nemoteno sodelovanje med sistemi različnih proizvajalcev. Vendar EnOcean že načrtuje splošni profil s poenostavljeno aplikacijsko plastjo, da bo lahko brez nepotrebnih komponent.
V vseh pogledih EnOcean pripisuje velik pomen preprostosti. Na primer, ko gre za zmanjšanje možnih trkov med prenosom podatkov. To pomeni, da vse končne točke v brezžičnem omrežju pošiljajo podatke v tako imenovanih telegramih. Celovitost teh sporočil centralni sistem preveri s kontrolno vsoto. Vsak telegram zaseda le majhno časovno okno (približno eno milisekundo). Poleg tega ne more priti do motenj za sisteme WLAN, Dect ali PMR.
Doseg v stavbah je do 30 metrov. Vendar je to mogoče izboljšati z uporabo omrežnih repetitorjev WiFi.
Varnost brezžičnega standarda EnOcean
Leta 2010 predstavljena arhitektura Dolphin je omogočila dvosmerno komunikacijo in s tem izboljšala varnost sistema. Da bi preprečili, da bi podatki padli v napačne roke, se temu izognemo z več komponentami.
Eden od teh mehanizmov je »tekoča koda«, nenehno spreminjajoča se koda, s katero se izračuna koda za preverjanje pristnosti (CMAC, šifrirna koda za preverjanje pristnosti sporočil). Pošiljatelj se mora s to kodo potrditi s prejemnikom.
Poleg tega se radijski podatki prenašajo v šifrirani obliki. In vsaka naprava prejme fiksno 32-bitno identifikacijsko številko, ki je ni mogoče spremeniti med izdelavo, zaradi česar je jasno prepoznavna.
Dobro je vedeti: Varnostne nastavitve veljajo samo za originalne komponente EnOcean. Nekateri proizvajalci komponent teh varnostnih možnosti ne uporabljajo za svoje naprave.
Širjenje tehnologije EnOcean
EnOcean tehnologijo uporablja že več kot 50 sistemskih integratorjev. Cilj je razviti in izdelati končne izdelke za avtomatizacijo stanovanj, industrijsko avtomatizacijo in področja uporabe, kot sta transport in logistika. Proizvajalci so na primer Zumtobel, WAGO in Somfy. Jung in Siemens uporabljata protokol za stenska stikala, Eltako za detektorje dima, gibanja in temperature ali kontakte oken in vrat. V Nemčiji tehnologijo EnOcean nekateri proizvajalci montažnih hiš ponujajo pod svojimi blagovnimi znamkami. Sem spada na primer Weberlogic podjetja WeberHaus.
Prednosti in slabosti tehnologije EnOcean
- koristi
Nepogrešljiva prednost tehnologije EnOcean je, da deluje brez baterij ali kablov. Tako lahko prihranite do 40 odstotkov porabe energije. Poleg tega skoraj vse naprave ne zahtevajo vzdrževanja in imajo dolgo življenjsko dobo. EnOcean lahko prek prehodov komunicira z vsemi obstoječimi vodilskimi sistemi, kot sta KNX ali BACnet.
Poleg tega je število senzorjev neomejeno. Če jih želite distribuirati po hiši, vam ni treba dvigniti svedra, stikala in senzorje lahko pritrdite kjer koli. Zaradi tega je EnOcean idealen za obnovo stavb, v katerih je težko položiti kable. Na primer v Semperoperju v Dresdnu, kjer so bili nameščeni izdelki s sedežem EnOcean, ker so navedena območja stavbe in kabli prepovedani.
Kratek čas oddajanja signalov naredi radijski standard ne le energetsko učinkovit, temveč tudi nizko obsevan.
- pomanjkljivost
Medtem ko so bili brezžični moduli brez baterij na začetku edinstvena prodajna točka EnOceana, je zdaj vse več konkurence. ZigBee je na primer že prepoznal potencial. Vendar je treba opozoriti, da vsaka tehnologija ne deluje s tako majhnimi zahtevami glede moči, kot je EnOcean. Lahko se zgodi, da na primer dodajanje funkcije spravila v sistem ZigBee morda ne bo prineslo rezultatov, primerljivih z rezultati EnOcean.
Starejše komponente EnOcean še vedno delujejo enosmerno. Preprosta konstrukcija radijskega standarda lahko vključuje določeno varnostno tveganje. Ker model varčevanja z energijo enosmerne komunikacije pomeni, da ni nobene potrditve, da so bili podatki prejeti. Povečan varnostni standard daje le arhitektura Dolphin.
