Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Femme Taken

Architect

Doe-het-zelf-domotica

Het nieuwe tweaken

Knx

Medium: bedraad

Ondersteund door:

  • Domotiga
  • IP Symcon
  • Loxone
  • OpenHab
  • Zipato
  • Domoticz
  • Fibaro Homecenter
  • Homeseer
  • HomeWizard
  • Pilight
  • Pimatic
  • Vera

Knx is de meest gebruikte standaard voor gebouwautomatisering in commerciële omgevingen. De standaard voorziet in protocollen voor netwerken met twisted pair (knx-tp), power line (knx-pl), ethernet (knxnet/ip) en wireless (knx-rf) als communicatiemedium. De knx-standaard is een samenvoeging van de drie vroegere standaarden EHS, Batibus en EIB/Instabus. De standaard wordt ontwikkeld door de KNX Association, die ruim driehonderd leden heeft. Voordat een product het knx-label mag dragen, wordt het door een onafhankelijk testlab aan een conformiteitstest onderworpen, zodat een goede interoperabiliteit van de producten van de verschillende knx-fabrikanten wordt gewaarborgd.

Knx is gebaseerd op een hiërarchische netwerktopologie, die geschikt is om grote gebouwen, zoals kantoorpanden en hotels, te automatiseren. Het hoogste niveau in de hiërarchie wordt gevormd door een domein van maximaal vijftien gebieden die via backbone-areakoppelaars op een backbonelijn zijn aangesloten. Elk gebied bestaat uit maximaal vijftien lijnen die via een hoofdlijn met de backbone-areakoppelaar zijn verbonden. Aan een lijn kunnen maximaal 256 devices gekoppeld worden. Een domein kan inclusief de koppelaars zodoende maximaal 65.536 apparaten bevatten.

In bedrade installaties wordt twisted pair het meest als bekabeling toegepast en wordt knxnet/ip vooral ingezet voor de backboneverbindingen. Twisted pair-bekabeling kan in zowel boom-, lijn- als stertopologie aangelegd worden. In een thuisinstallatie worden de meeste componenten doorgaans centraal in de meterkast gemonteerd. Knx heeft een datarate van 9600bit/s. In de praktijk is dat voldoende, omdat de knx-telegrammen kort zijn en nagenoeg alleen stuur- en meetinformatie bevatten. Het bussignaal is robuust en kan afstanden van honderden meters overbruggen.

ABB twaalfvoudige knx-schakelactor

De knx-standaard biedt drie modi om apparaten te configureren. In de automatische modus configureert een apparaat zichzelf. In 'easy mode' is het gedrag van het apparaat voorgeprogrammeerd en kan er een beperkt aantal parameters aangepast worden. In systeemmodus heeft een apparaat geen standaardgedrag en moet alle functionaliteit handmatig geconfigureerd en geprogrammeerd worden via Engineering Tool Software. ETS is het standaardsoftwarepakket van de KNX Association, waarmee knx-installaties ontworpen en geconfigureerd worden. Via ETS worden adressen toegewezen aan apparaten en wordt de input van sensors gekoppeld aan handelingen van actoren. Voor een werkend knx-netwerk zijn verder minimaal een busvoeding en een programmeerinterface nodig. De programmeerinterface wordt via rs232, usb of ethernet op een computer met ETS aangesloten.

Eenmaal geconfigureerd werkt een knx-netwerk in principe autonoom. Elk knx-apparaat is voorzien van eigen intelligentie en neemt zelf beslissingen op basis van de via ETS geprogrammeerde parameters. Dit zorgt ervoor dat een knx-netwerk stabiel werkt en er geen grote single points of failure zijn. Tegelijk maakt het de componenten van een knx-systeem complexer en duurder. Een doe-het-zelver kan dezelfde intelligentie bereiken met behulp van een domoticapakket, zoals OpenHab of IP Symcon, op een centrale server, maar moet dan accepteren dat de domoticaserver een groot single point of failure is.

Een knx-netwerk kan eventueel via de programmeerinterface gekoppeld worden aan een domoticaserver voor visualisatie, bediening via smartphone of tablet en om informatie van buiten het knx-netwerk te gebruiken bij het aansturen van actoren. Er zijn volop interfaces verkrijgbaar om knx te laten samenwerken met andere domoticastandaarden, zoals EnOcean, dmx en 1-wire.

Knx in de praktijk: het domoticasysteem van tss68nl

Afgelopen zomer heb ik samen met mijn vriendin een huis gekocht dat door de eerdere crisis nooit verder was gekomen dan casco-afbouw. Het huis had alleen buitenmuren en kozijnen en geen zandcementdekvloeren, dus een volledig blanco canvas. Als jong ventje keek ik mijn ogen al uit in Het Huis van de Toekomst en ben ik sindsdien gecharmeerd van domotica, al lag dat destijds ver buiten het bereik van menig huishouden. De techniek heeft zeker niet stilgestaan en door het huidige aanbod van domotica en de uitgelezen kans met dit huis stelde de tweaker in mij me voor de keuze: het is nu of nooit! Dat werd dus nu!

Na een korte verkenning van de markt heb ik besloten om voor knx te gaan, voornamelijk vanwege het grote aanbod aan producten en de diversiteit aan fabrikanten. Ik wilde pertinent geen vendor-lock-in en was op zoek naar een standaard die naar grote waarschijnlijkheid over een tiental jaar nog compatibel zou zijn. Het moest dus een gevestigd en uitontwikkeld protocol zijn. Daarbij heb je met knx de mogelijkheid om zowel decentraal te werken, met kleine componenten die bijvoorbeeld zowel de drukknoppen als de lampen en sensors besturen in één ruimte, als centraal, waarbij schakelingen met bijvoorbeeld twintig lampen uit verschillende vertrekken samenkomen. Ik heb gekozen voor een centrale opstelling, omdat ik het nog makkelijk kon aanbrengen in de vloeren. In bestaande woningen is het makkelijker om decentraal met rf-technologie te werken.

Een knx-systeem is met gebruik van centrale componenten nauw verweven met je 230V-installatie. Een gedegen basiskennis van elektra is dan ook een vereiste. De uitdaging beperkt zich vervolgens niet alleen tot het aan elkaar knopen en programmeren van alle knx-componenten. Het ontwerp van het leidingnet en de meterkast zijn misschien nog wel tijdrovender en de resulterende hoeveelheid buis is niet mis. Op een oppervlak van ongeveer 225m² is 800 meter buis in de vloer verdwenen, waarvan ongeveer 600 meter direct daarna is bedraad. Op de foto zie je de tweede meterkast in aanbouw. Er komen ongeveer 80 buizen binnen uit de vloer (vertekend op de foto, omdat ze drie rijen dik aangesloten zijn), die afgemonteerd worden op rijgklemmen van Wago om zowel aarding als nulaansluiting onderin te verdelen. De rest van de kast werkt enkel met fasedraden om de complexiteit te reduceren. Links is een twintigvoudige schakeling volledig afgemonteerd, rechts de bedrading in aanbouw.

En waar is al die elektronica dan uiteindelijk allemaal goed voor? Veel domoticaprojecten worden veredelde lichtschakelingen genoemd en dat is eigenlijk vaak ook zo. Maar hoe kleinerend het ook klinkt, het gemak van een met domotica bestuurde lichtschakeling moet niet worden onderschat. Mijn domoticasysteem biedt de volgende functionaliteit:

  • Scenefuncties voor koken, tv kijken, slapen en afwezigheid
  • Alles-uitfuncties
  • Geschakelde stopcontacten (voor staande lampen, maar ook voor detectie en uitschakelen van bijvoorbeeld een vergeten strijkijzer)
  • Automatische lichtschakeling bij openen deuren en hf-aanwezigheidsdetectie
  • Stroommeting op verbruikers zoals wasmachine, quooker, kookplaten, maar ook groepen voor verlichting
  • Meting van CO2, luchtvochtigheid en temperatuur
  • Automatische sturing van vloerverwarming door middel van actuators en sturing wtw-ventilatie op basis van aanwezigheid, CO2 en gebruik badkamer
  • Detectie van gebruik afzuigkap, waarbij wtw alleen nog lucht inblaast en afzuigkap lucht afvoert. Dit is veel efficiënter omdat de afzuigkap niet de lucht door het huis hoeft te trekken
  • Visualisatie van status en besturing op iPad en telefoon, ook buitenshuis
  • Alarmsysteem, waarbij aanwezigheid en deursensors worden gebruikt die ook in gebruik zijn voor lichtschakeling en aanwezigheidsdetectie overdag
  • Integratie van ip-besturing multiroom-audio en -tv

Het hele huis is redelijk minimalistisch ingericht en het knx-systeem moest dan ook zoveel mogelijk weggewerkt zitten. De knoppen aan de muur bevatten acht contactpunten, een licht- en temperatuursensor en leds die 's nachts gebruikt worden als oriëntatieverlichting.


Viervoudige drukknop aan de muur

Met alle ervaring die ik nu heb, zou ik zeer zeker weer voor een knx-systeem gaan. Niet moet worden onderschat hoeveel tijd er gaat zitten in uitzoeken hoe alles werkt, maar dat komt deels ook doordat er gewoonweg weinig informatie vrij beschikbaar is. De meeste kennis zit bij installateurs die systemen voor voornamelijk bedrijven en een handjevol particulieren beheren, maar die zijn uiteraard niet scheutig met informatie.

Als het kwartje echter valt, is een knx-systeem prima zelf te ontwerpen, beheren en onderhouden. De uitbreidingsmogelijkheden geven me een rustig gevoel en de betrouwbaarheid van het systeem is zeer hoog in mijn beleving. Wel zijn de componenten vaak erg duur (visualisaties in het bijzonder), maar gelukkig kun je zelf met wat programmeerkennis prima op de bus inprikken en eigen applicaties schrijven. Qua kosten geeft het artikel al een duidelijk beeld, maar ter vergelijking: qua materiaal en inclusief keuring heeft de volledige installatie me nog geen 10.000 euro gekost. Had ik deze laten aanleggen door een installateur, was ik 50.000 euro en een hoop kennis armer geweest. Dit geeft aan hoeveel tijd er zit in het ontwerpen en aanleggen van het netwerk en waarom het loont dit zelf te doen.

Op korte termijn wil ik het hele huis voorzien van 24-volt-leds, die vanuit centrale led-drivers en dmx-koppeling bestuurd gaan worden. Verder heb ik met C# een datalogger gemaakt, die alle activiteit op de bus logt in een ms-sql-database. De volgende stap is het schrijven van een visualisatieplug-in voor grafieken en een aanwezigheidsimulatie. Misschien kom ik daarna wel toe aan het schrijven van een custom visualisatie voor de iPad.

Al met al een leuk project, dat me in de komende tijd nog aardig bezig zal houden. Wel merk ik dat er weinig particuliere kennis van knx is en dat het lastig is om aan informatie te komen. Het wordt tijd voor een community waar men zich kan spiegelen met mensen die een vergelijkbaar systeem inzetten.

Prijsindicatie

De kosten van een knx-installatie zijn, vergeleken met de andere domoticastandaarden, aan de hoge kant. Naast dure hardware, die overigens wel van industriële kwaliteit is, drijven de kosten van de software de prijs van een knx-installatie op. Voor een netwerk van maximaal twintig apparaten kan volstaan worden met een licentie op ETS Lite van 242 euro. Bij meer apparaten in een enkel project is een licentie van 1210 euro op ETS Professional nodig. Met een ETS-licentie kun je verschillende installaties beheren. Het is mogelijk om een installatie op te splitsen in verschillende projectbestanden, zolang de gemeenschappelijke apparaten maar dezelfde adressen gebruiken. Op die manier kan er toch een installatie van meer dan twintig apparaten via ETS Lite opgezet worden. In onze kleine en grote voorbeeldinstallatie hadden we ook zonder dit trucje genoeg aan het maximumaantal devices van een ETS Lite-licentie.

De basisbenodigdheden van een knx-systeem bestaan verder uit een programmeerinterface en een busvoeding. In onze prijsindicatie hebben we de lichtste voeding gekozen die verkrijgbaar is. In de prijsindicatie zie je vooral producten van MDT, omdat die consequent goedkoper waren dan de actoren en sensors van de bekende Duitse installatieboeren Berker, Gira, Hager, Jung, Merten en Siemens.

De kosten van een knx-installatie kunnen gedrukt worden door 1-wire te gebruiken voor temperatuurmeting en een plc in te zetten voor het schakelen van relais en het verwerken van input van wandschakelaars en bewegingsmelders. Dit is echter alleen interessant in grote installaties, vanwege de kosten van de benodigde interfaces en controllers. De doe-het-zelver kan besparen door gebruikte componenten van eBay te halen. In Duitsland is er een goed aanbod van gebruikte knx-hardware.

Prijsindicatie knx (exclusief server)
Basisbenodigdheden Prijs
Busspanningsverzorging MDT STV-160.01 (160mA) € 93,-
Ethernet-interface Siemens 5WG1148-1AB22 € 162,-
Programmeersoftware ETS5 Lite / ETS5 Professional € 242,- / € 1210,-
Actoren
Schakelactor 4-voudig MDT AKS-0416.02 € 157,-
Schakelactor 16-voudig MDT AKK-1616.02 € 259,-
Dimactor 2-voudig MDT AKD-0201.01 € 213,-
Dimactor 4-voudig MDT AKD-0401.01 € 282,-
Sensors
Temperatuursensor MDT SCN-TS1UP.01 € 76,-
Bewegingsmelder MDT-SCN-P360D3.01 € 88,-
Wandschakelaar MDT BE-TA5502.01 € 52,-
Complete installatie
Kleine installatie € 1150,-
Grote installatie € 1905,-

Samengevat

Knx is de de facto standaard voor gebouwautomatisering. De componenten zijn van hoge kwaliteit, maar ook duur en een doe-het-zelver zal de mogelijkheden van knx lang niet altijd volledig benutten. Heb je een ruim budget en vind je het essentieel dat je domoticasysteem autonoom en decentraal werkt, dan is knx de aangewezen oplossing.

Pluspunten

  • Industriële kwaliteit
  • Breed gedragen industriestandaard
  • Veel apparatuur verkrijgbaar
  • Autonoom en decentraal systeem
  • Schaalbaar
  • Veel interfaces naar andere systemen
  • Tweedehandsaanbod van modules

Minpunten

  • Hoge kosten van hardware
  • Dure programmeersoftware nodig

Meer informatie over knx vind je in het ervaringentopic [KNX] - Huis en Gebouwautomatisering / Domotica.


OnePlus 7 Pro (8GB intern) Nintendo Switch Lite LG OLED C9 Google Pixel 3a XL FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5 Gamescom 2019

'14 '15 '16 '17 2018

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True