Inleiding
In de afgelopen tien jaar heeft een groeiende groep tweakers zijn zelfbouw-pc’s vervangen door kant-en-klare desktops en laptops. Veel zin heeft het immers niet meer om een processor of videokaart tot het uiterste te overklokken als een betaalbare machine out-of-the-box ook snel, zuinig en compact is. Voor de liefhebbers van suizende ventilators en flikkerende leds, biedt de opkomst van domotica gelukkig volop mogelijkheden om de soldeerbout weer te laten roken.
Domotica is bovendien een uitstekende aanleiding om je kennis van elektrotechniek en software, je leergierigheid en probleemoplossend vermogen aan te wenden om een huis slimmer, zuiniger, comfortabeler en veiliger te maken. De mogelijkheden zijn eindeloos, van simpelweg licht schakelen met een bewegingsmelder tot het beveiligen van de thuisbasis met een ring van lasertraps. Zowel gemakszoekers die zich het liefst beperken tot plug & play, als hardcore zelfbouwers kunnen hun hart ophalen bij het automatiseren van een huis.

Wie een overzichtelijk keuzemenu gewend is, waarin de opties bestaan uit Apple, Linux en Windows, zal merken dat het er in de wereld van domotica heel anders aan toe gaat. Er is een ondoorzichtige wildgroei aan hardware- en softwaresystemen, waar geen einde aan komt. Nog steeds bericht Tweakers met regelmaat over nieuwe initiatieven van fabrikanten. De keuze voor een domoticasysteem is bepalend voor onder andere de uitbreidbaarheid, de betrouwbaarheid, het installatiegemak en de kosten van je systeem. Het is dus erg belangrijk om een goede afweging te maken.
Om de nieuwkomer op weg te helpen zetten we in dit artikel de mogelijkheden en kosten van de verschillende domoticasystemen op een rij. Het is ondoenlijk om ze allemaal te bespreken, dus beperken we ons tot systemen die populair zijn of zich dankzij opvallende eigenschappen van anderen onderscheiden. De focus ligt op de standaarden en technieken waarmee de hardware in een domoticasysteem onderling communiceert. In een vervolgartikel, het afsluitende deel van deze domoticareeks, zullen we meer aandacht aan de software besteden.
Hardware versus software
Een domoticasysteem verwerkt in de basis input naar output. Sensors leveren metingen aan of versturen een seintje bij een bepaald event. In de eenvoudigste vorm stuurt een sensor via een bus of draadloze verbinding direct een zogeheten actor aan. De actor voert een handeling uit, zoals het schakelen van een lamp. In intelligentere systemen wordt de input van de sensors verwerkt door een controller, die afhankelijk van de verkregen informatie actoren aanstuurt of handelingen uitvoert, zoals het versturen van een notificatie naar een smartphone. Zo kan een bewegingsmelder ’s nachts, als de bewoners thuis zijn, automatisch de verlichting op de gang inschakelen, terwijl dezelfde sensor overdag, als de bewoners op hun werk zijn, een alarm laat afgaan.
Een intelligent domoticasysteem is in de praktijk een symbiose tussen de hardware die informatie aanlevert of opdrachten uitvoert en slimme software die de aansturing doet. Als je aan de slag wil gaan met domotica sta je niet alleen voor de keuze welke domoticastandaard je wil gebruiken voor de hardware, maar ook hoe je de aansturing en eventuele visualisatie van het geheel wil regelen.
Domoticacontrollers zijn er in verschillende soorten en maten. Er zijn geïntegreerde apparaten, veelal appliances genoemd, die de hardware en software combineren. Die apparaten draaien op generieke pc's of een low-powersysteem, zoals een Raspberry Pi. Voor de communicatie met het domoticanetwerk zijn in dat geval interfaces nodig die via usb, ethernet of een seriële poort werken.
Fibaro Homecenter, een appliance voor het aansturen van z-wave-apparaten
Software biedt vaak ondersteuning voor een veelvoud aan domoticasystemen, zodat je keuze niet beperkt is tot sensors en actoren die volgens een specifiek protocol werken. Als je de juiste interfaces geïnstalleerd hebt, kun je bijvoorbeeld een draadloze z-wave-sensor inzetten om een bedrade knx-schakelactor aan te sturen. De geïntegreerde appliances zijn vaak minder flexibel en veelal op één specifieke domoticastandaard gericht. Hier staat tegenover dat de geïntegreerde apparaten eenvoudiger in gebruik zijn.

De regelgenerator van de domoticasoftware OpenHab
Naast systemen waarin een centrale controller de inputs verwerkt en outputs aanstuurt, zijn er ook systemen waarin de sensors en actoren na het programmeren autonoom functioneren. In deze systemen is de intelligentie over de componenten gedistribueerd. Een sensor zoals een wandschakelaar of bewegingsmelder stuurt afhankelijk van de geprogrammeerde condities direct een commando naar een bepaalde actor. Eventueel kan een losstaande server gebruikt worden voor centrale sturing en het visualiseren van de status van het systeem.
In dit artikel richten we ons op de standaarden en technieken die de basis vormen voor de hardware in een domoticasysteem. Per standaard laten we zien welke populaire softwarepakketen en apparaten wel en geen ondersteuning hebben voor de standaard. We hebben ons hierbij beperkt tot de softwarepakketten Domoticz, Domotiga, Homeseer, IP Symcon, OpenHab, Pilight en Pimatic, en de apparaten van Fibaro, Homewizard, Loxone, Vera en Zipato. In een later artikel worden de softwarepakketten en apparaten nader besproken. Voor nu houden we het bij een opsomming van de kosten en de ondersteunde besturingssystemen.
Prijsvergelijking
De kosten van de verschillende domoticasystemen lopen enorm uiteen. Om een indicatie te geven van de installatiekosten hebben we per systeem de prijzen opgezocht van de basisbenodigdheden en een schakelactor, dimmer, bewegingsmelder en temperatuursensor. We zijn uitgegaan van een doe-het-zelver die zijn domoticasysteem met een zelf ingerichte server wil aansturen. De basisbenodigdheden bestaan uit een interface en eventuele andere benodigdheden, zoals een busvoeding. De prijzen zijn indien mogelijk gebaseerd op de Pricewatch en afkomstig van producten met een gunstige prijs in hun categorie.
Naast de prijzen van losse onderdelen geven we een indicatie van de totaalprijs van een kleine en een grote installatie. De systemen bevatten de volgende onderdelen:
| Kleine installatie | Grote installatie |
Basisbenodigheden |
1 |
1 |
Schakelactor |
4 |
12 |
Dimmer |
2 |
4 |
Temperatuursensor |
0 |
4 |
Bewegingsmelder |
2 |
4 |
Wandschakelaar |
2 |
4 |
De totaalprijs is exclusief de kosten voor bekabeling en andere eventuele benodigdheden, zoals kabelgoten, din-rails, aderhulzen en klemschroeven om een nette montage mogelijk te maken. Ook zijn de kosten van een generieke server niet meegerekend. Hiervoor is gekozen omdat de prijzen van servers sterk uiteenlopen, en afhangen van de hardware en software die je wil gebruiken. Een Linux-systeem op basis van een Raspberry Pi is veel goedkoper dan een Windows-systeem op basis van bijvoorbeeld een Intel NUC. Ook kan een server meer dan één domoticasysteem aansturen. De server is dus geen terugkerende kostenpost.
Draadloos versus bedraad
Voordat we concrete systemen vergelijken, is het zinvol om te kijken naar het onderscheid tussen draadloze en bedrade domoticasystemen. De keuze tussen draadloos en bedraad is een voor de hand liggend startpunt bij het uitzoeken van een geschikt domoticasysteem. Als het niet mogelijk is om kabels aan te leggen, omdat het niet wenselijk is om je huis overhoop te halen voor het infrezen van leidingen, vallen de meeste bedrade oplossingen al bij voorbaat af.
Bedrade systemen
Bedrade netwerken zijn inherent robuuster, veiliger en minder storingsgevoelig dan draadloze netwerken. Vaak zijn ze ook sneller en is het energieverbruik lager. De componenten van bedrade systemen zijn niet per definitie goedkoper dan draadloos, maar als de prijs hoger is, heeft dat vaak te maken met een betere kwaliteit van de componenten. Dit komt doordat de meeste bedrade systemen zijn ontwikkeld voor professionele toepassingen, terwijl draadloze systemen vaak op de consument zijn gericht. Betaalbaarheid is bij de draadloze systemen daarom een belangrijke factor.
Bedrade systemen worden veelal in een stervorm aangelegd, waarbij de bekabeling naar een centrale ruimte, bijvoorbeeld de meterkast, wordt geleid. De actoren bevinden zich bij voorkeur in deze centrale ruimte, zodat er een overzichtelijke montage op din-rails mogelijk is. Verbruikers, zoals lampen, worden dus centraal geschakeld en vanuit de centrale ruimte gevoed. De schakelruimte moet hiervoor wel groot genoeg zijn, want er kan veel bekabeling samenkomen en er is ruimte nodig voor de montage van actoren, ingangen, eventuele interfaces en voedingen.
Bussystemen kunnen ook van apparaat naar apparaat aangelegd worden, maar dat vereist veel planning vooraf. Meestal worden ze daarom stervorming aangelegd, waarbij de signaalkabel vanuit de centrale ruimte naar een sensor of actor wordt gelegd en van daaruit teruggaat naar het centrale punt. Dit maakt het makkelijk om achteraf apparaten aan de bus toe te voegen.
De regelkast van een bedraad domoticasysteem
Omdat in bestaande huizen de leidingen ontbreken om een bedraad systeem aan te leggen, zijn bedrade systemen alleen geschikt voor ingrijpende renovaties en nieuwbouw. De materiaal- en arbeidskosten voor het infrezen en aanleggen van leidingen en bedrading leveren een aanzienlijke extra kostenpost op ten opzichte van een draadloos systeem. Daarom kan draadloos ook bij nieuwbouw of renovatie goedkoper zijn. Die nadelen gelden niet voor bedrade systemen die over het stroomnet communiceren.
In sommige gevallen is er dure specialistische software nodig om een bedraad systeem te kunnen configureren en programmeren. Dit maakt deze systemen minder aantrekkelijk voor zelfbouwers, die de softwarekosten niet kunnen spreiden over een veelvoud aan installaties, zoals een installateur dat wel kan.
Draadloze systemen
Draadloze systemen hebben als voordeel dat ze goed toegepast kunnen worden in bestaande bouw. Het is niet nodig om muren open te breken en de installatie is goed te doen voor iedereen die beschikt over basiskennis van elektrotechniek. De meeste systemen bieden makkelijk te installeren opbouwschakelactoren die in een stopcontact gestoken kunnen worden en inbouwmodules die klein genoeg zijn om in een inbouwdoos te worden weggewerkt. Voor sensors, zoals bewegingsmelders en deur-raamsensors, zijn er door batterijen gevoede varianten die makkelijk op willekeurige plekken in huis gemonteerd kunnen worden.
Een draadloze deur-raamsensor die simpelweg op de deur en het deurkozijn geplakt kan worden
Het voornaamste nadeel van een draadloos systeem is de inherente onbetrouwbaarheid. Verstoring van het medium door andere zendapparatuur is altijd mogelijk. Moeilijk doordringbare materialen, zoals betonnen muren met wapening, en een ongelukkige penetratiehoek van het signaal ten opzichte van de muur kunnen de reikwijdte van het draadloze netwerk ernstig beperken. Betrouwbaarheid en bereik zijn zaken waarin de geavanceerde draadloze systemen zich het sterkst onderscheiden van de eenvoudige protocollen.
Bidirectionele communicatie en routing kunnen veel van de nadelen van draadloze communicatie wegnemen en zijn een voorwaarde voor de betrouwbare werking van een draadloos systeem. Bij communicatie via een unidirectioneel protocol weet de zender nooit of de ontvanger een opdracht heeft ontvangen. Als er tweewegcommunicatie mogelijk is, kan de ontvanger een ontvangstbevestiging naar de zender sturen. Komt die bevestiging er niet, dan zal de zender nieuwe pogingen wagen en als dat uiteindelijk niet succesvol is, de gebruiker informeren over de falende communicatie. Tweewegcommunicatie is ook een voorwaarde om de status van een apparaat, bijvoorbeeld de gemeten waarde van een temperatuursensor, op verzoek te kunnen uitlezen.

Routing als oplossing voor een slecht bereik door een ongelukkige penetratiehoek van het signaal ten opzichte van de muur
In systemen die routing ondersteunen kan een verzender een bericht indirect via tussenliggende repeaters bij een ontvanger bezorgen. Op die manier kan er om obstakels, zoals ondoordringbare betonnen muren, gerouteerd worden. Bij de geavanceerde systemen kunnen alle nodes met een vaste voeding als repeater dienen. Door batterijen gevoede apparaten zijn hiervoor ongeschikt. Om energie te sparen slapen ze op momenten waarop ze niet zelf communiceren. Om deze reden is het op afstand uitlezen van de status van batterijapparaten vaak ook niet mogelijk. Het apparaat moet wakker zijn om berichten te kunnen ontvangen. Batterijapparaten zijn vanzelfsprekend minder betrouwbaar, omdat ze uitvallen als de batterij leeg raakt. De betere systemen zijn wel in staat om een waarschuwing te geven als het batterijniveau kritisch wordt.
Naast moeilijk doordringbare objecten kunnen signalen van andere draadloze zenders van invloed zijn op de betrouwbaarheid van een draadloos domoticanetwerk. Domotica-apparaten die draadloos communiceren, maken gebruik van de 433MHz- of 868MHz-frequentiebanden die in Europa vergunningsvrij gebruikt mogen worden door short-range-devices. Om te voorkomen dat apparaten elkaar in de weg zitten, geldt er een maximale duty cycle, het percentage van een periode waarin het signaal actief is, van 10 procent op de 433MHz-band en 1 procent op de 868MHz-band. Geavanceerde draadloze protocollen bieden de mogelijkheid om op verschillende frequentiekanalen te communiceren, zodat ze minder gevoelig zijn voor stoorzenders.
Een tweede nadeel van draadloze systemen is de lagere veiligheid. Een systeem dat communiceert in de ether kan vanzelfsprekend makkelijker afgeluisterd worden. De eenvoudigste draadloze systemen bieden geen enkele beveiliging en werken met generieke adressen. Als de zender van de buurman bereik heeft op jouw ontvangers, kan hij al dan niet moedwillig jouw apparaten bedienen. Geavanceerde draadloze systemen werken met unieke identifiers en communiceren alleen met apparaten die bekend zijn in het netwerk. Ook hebben de betere systemen een vorm van encryptie aan boord.
Vanzelfsprekend zijn de complexere draadloze systemen duurder dan eenvoudige unidirectionele systemen. Bij de aanschaf van een systeem is het belangrijk om rekening te houden met de gevolgen voor de betrouwbaarheid van het systeem. Een domoticasysteem waar je niet op kunt vertrouwen zal uiteindelijk een grote frustratie blijken. Ook is een onbetrouwbare werking funest voor de wife acceptance factor. Jouw eventuele wederhelft is waarschijnlijk minder enthousiast over je experimenteerdrift als die tot gevolg heeft dat het een worsteling wordt om een lamp aan te zetten.
Genoeg theorie, tijd om wat concreter te worden. Wat is er nu allemaal op de markt verkrijgbaar? Op de volgende pagina's bespreken we de mogelijkheden, en de sterke en zwakke punten van tien standaarden of technieken om je huis te automatiseren. We hebben ons beperkt tot veel gebruikte oplossingen, waarvoor producten van diverse fabrikanten verkrijgbaar zijn.
433MHz
433MHz
|
Medium: draadloos |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- Homeseer
- HomeWizard
- OpenHab
- Pilight
- Pimatic
- Vera
- Zipato
- Fibaro Homecenter
- IP Symcon
- Loxone
|
De 433MHz-frequentieband is een vrijhaven voor draadloze low-powercommunicatie van apparaten, zoals weerstations, garagedeuropeners en hoofdtelefoons. Ook veel goedkope zenders en ontvangers voor het schakelen van apparaten en het dimmen van verlichting werken op de 433MHz-band.
De fabrikanten van deze apparaten hanteren ieder hun eigen communicatieprotocol. Meestal wordt er gebruikgemaakt van amplitudemodulatie in de simpelste vorm via on-off keying, waarbij digitale gegevens worden gepresenteerd door middel van een draaggolf die een maximale amplitude heeft of afwezig is. Dankzij het ontbreken van bidirectionele communicatie en encryptie zijn de protocollen eenvoudig van aard. Een telegram voor het aansturen van een schakelactor bestaat bijvoorbeeld uit de id's van de zender en ontvanger, en de binaire waarde (aan-uit) die de ontvanger moet aannemen, ingekapseld in synchronisatie- en pause bits.
433MHz-datastream met amplitudemodulatie en on-off keying
De eenvoudige codering van de draadloze protocollen maakt het voor zelfbouwers makkelijk om te communiceren met sensors en actoren die werken op de 433MHz-band. Rfxcom maakt populaire transceivers die ondersteund worden door de softwarepakketten Domoticz, Domotiga en OpenHab, en overweg kunnen met een uitgebreid arsenaal apparaten van verschillende fabrikanten. Een goedkopere oplossing is het om 433MHz-zenders en -ontvangers direct op de gpio-pinnen van een Raspberry Pi aan te sluiten. Met behulp van de opensource-domoticaoplossingen Pilight en Pimatic kunnen ontvangen signalen geïnterpreteerd worden en kan de zender aangestuurd worden om pulsen met de gewenste duur te genereren. De benodigde 433MHz-zenders en superheterodyne ontvangers kunnen voor minder dan tien euro van eBay gehaald worden.
Raspberry Pi met 433MHz-zender en -ontvanger op een breadboard
Met een Rfxcom of een zelfbouwtransceiver kunnen 433MHz-sensors en actoren van onder andere KlikAanKlikUit (veelvuldig afgekort als Kaku), HomeEasy, InterTechno en Elro aangestuurd worden. De producten zijn goed verkrijgbaar via webshops en bouwmarkten, en kunnen veelzijdig ingezet worden voor lichtsturing, verwarming, beveiliging, energiemeting en bediening van zonwering. Dankzij de eenvoudige technologie zijn de prijzen laag.
De keerzijde van de lage prijzen is dat de fire and forget-protocollen van deze devices alle eerder besproken features missen die nodig zijn voor een robuuste en veilige draadloze communicatie. Verwacht geen bidirectionele communicatie, encryptie, routing, channel hopping en een beleefde listen before talk. Een 433MHz-domoticasysteem is daardoor beperkt schaalbaar in zowel bereik als omvang van het aantal zenders. Als er veel zenders zijn, neemt de kans toe dat apparaten door elkaar praten en de ontvangst mislukt. Om het bereik te vergroten zijn er wel repeaters verkrijgbaar en ook zijn er softwarematige oplossingen. Zo is het mogelijk om met Pilight een ad-hocnetwerk van zenders en ontvangers op te zetten, waarbij elke node bestaat uit een Raspberry Pi met zender, ontvanger en een instantie van Pilight.
433MHz in de praktijk: het domoticasysteem van ThinkPad
“Ik heb Domoticz op mijn nas draaien met een Rfxcom eraan. Ook lees ik mijn slimme meter uit met een zelfgemaakt usb-naar-p1-kabeltje. Ik bestuur de verlichting aan de hand van events en voor het handmatig besturen hangt er een cheapo 7-inch-tablet uit China aan de muur, met daarop een html-pagina die allerlei informatie toont.
Zelfgebouwde ESP8266 wifi-module die temperatuursensors uitleest en het resultaat naar Domoticz stuurt
Mijn doel met domotica is om mijn huis comfortabeler te maken door bijvoorbeeld licht in te schakelen bij schemering (zowel als het avond wordt als wanneer het overdag hard regent) maar ook omdat er heel makkelijk energie mee valt te besparen. Ik ping mijn smartphone en de iPhone van mijn vriendin meldt via geofencing of de telefoon in huis is, zodat ik kan zien of er iemand thuis is. Als dat niet zo is wordt er via de Rfxcom een signaal naar de Kaku-stekker bij mijn tv-hoek gestuurd, zodat alle apparatuur stroomloos wordt gemaakt. Simpel, maar toch super makkelijk besparen.
Wat ik ook heel leuk vind is het 'domotica-on-a-budget' idee. Voor mij geen z-wave, maar 433MHz met Kaku-spul en goedkope deurcontacten uit China van eBay.”
433MHz in de praktijk: het domoticasysteem van GENETX
“Mijn keuze voor 433MHz was niet bewust, maar ik had al veel gelezen over Pilight en thuis lag ook nog een Raspberry Pi stof te happen. Het is begonnen toen ik een set schakelaars als impulsaankoop uit de budgetbak graaide. Ik zie mijn installatie dan ook meer als interessant hobbyproject waarbij ik, net als ThinkPad, zoveel mogelijk functionaliteit en comfort probeer te creëren met budgetelektronica en open standaarden.
Mijn totale domoticaset-up bestaat momenteel uit een experimentele 433MHz-'domoticanode' met de transceiver en een AM2302-temperatuur- en luchtvochtigheidssensor. Daaraan hangen de Raspberry Pi en Pilight. De intelligentie is in OpenHAB geprogrammeerd (momenteel een slordige 1500 regels aan configuratiecode), die op mijn thuisserver draait. Daarmee stuur ik de verlichting, apparatuur, de Honeywell Round Connected-thermostaat en mijn versterker aan. Verder gebruik ik allerlei andere inputs, zoals de status van Kodi en mijn smartphone.

Enkele concrete voorbeelden zijn het afschakelen van apparatuur als ik niet aanwezig of actief ben, iets wat een besparing van ongeveer 150kWh (30 euro) op jaarbasis gaat opleveren. Een ander stuk intelligentie zorgt er bijvoorbeeld voor dat een film op pauze wordt gezet en de versterker op mute gaat wanneer ik gebeld wordt. Na het ophangen gaat de film verder en de versterker van mute af. Als ik 's nachts mijn telefoon aan de lader hang, geeft Tasker dat door aan OpenHAB. Die laatste zet het huis dan in de slaapstand, waarmee alle verlichting uitgaat, het setpoint van de thermostaat terug wordt gezet en apparatuur ook echt uitgaat.
Het grote voordeel van mijn systeem is op de eerste plaats de prijs en daarnaast het open karakter. Daardoor kan ik veel goedkope componenten laten samenwerken en heb ik geen last van vendor-lock-in. Daarnaast is de stabiliteit van het geheel ver boven mijn verwachting. Enkel mijn experimentele set-up op het moment kan gezien worden als nadeel, maar een zelfgemaakt printje kan dit eenvoudig oplossen.”
Prijsindicatie
Voor de prijsindicatie van een 433MHz-domoticasysteem zijn we uitgegaan van een plug & play-oplossing in de vorm van een Rfxcom-usb-transceiver. De kosten van een grote installatie zijn bijna de helft van die van een systeem op basis van het geavanceerdere z-wave-protocol. De startkosten kunnen nog aanzienlijk verlaagd worden door de transceiver zelf te assembleren. Dit beperkt de keuze van het platform waarop je de domoticaserver kunt draaien in de praktijk wel tot de Raspberry Pi.
Samengevat
De 433MHz-frequentieband is een ideale speeltuin voor tweakers die met een klein budget aan de slag willen met domotica. Vanwege de onveiligheid van het protocol, en het ontbreken van bidirectionele communicatie en routing zijn de 433MHz-protocollen ongeschikt voor grote installaties en systemen waarvan betrouwbaarheid wordt verlangd. In een eenvoudig huis, bijvoorbeeld een gelijkvloers appartement zonder moeilijk doordringbare muren, kunnen unidirectionele 433MHz-devices prima volstaan.
Pluspunten
- Spotgoedkoop
- Goed verkrijgbaar
- Veel mogelijkheden voor zelfbouwer
|
Minpunten
- Hobbymatige kwaliteit
- Geen bidirectionele communicatie
- Geen encryptie
|
Meer infomatie over domotica die de 433MHz-band gebruikt, vind je onder andere in de topics KlikAan-KlikUit ICS1000 Ervaringen en discussies en 433MHz-communicatie met microcontrollers op het forum.
Z-wave
 |
Medium: draadloos |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- IP Symcon
- OpenHab
- Pimatic
- Vera
- Zipato
- HomeWizard
- Loxone
- Pilight
|
Z-wave is wereldwijd een van de populairste protocollen voor draadloze domotica. De eerste generatie van het protocol werd tien jaar geleden op de markt gebracht door de Deense start-up Zensys. In 2008 werd het bedrijf overgenomen en sindsdien ontwikkelt en produceert Sigma Designs de communicatiechips die de basis vormen van elk z-wave-apparaat. De z-wave-standaard wordt ondersteund door een consortium van ruim 250 fabrikanten, die zich verenigd hebben in de Z-Wave Alliance en een breed aanbod van sensors, actoren en controllers op de markt brengen.
Z-wave werkt in Europa op de 868MHz-band en is een geavanceerd protocol dat ondersteuning heeft voor encryptie, bidirectionele communicatie en routing. Een z-wave-netwerk kan bestaan uit maximaal 232 nodes. Aan het hoofd van het netwerk staat de primaire controller, die verantwoorlijk is voor het toewijzen van node-id's en die een lijst bijhoudt van alle nodes in het netwerk. Alle apparaten in het netwerk, uitgezonderd de door batterijen gevoede apparaten, dienen als router en dragen bij aan de reikwijdte van het netwerk. Een bericht kan maximaal vier keer ‘hoppen’ tussen de nodes in een netwerk. Bij een gemiddeld bereik van 30 meter tussen nodes in het netwerk is een maximaal bereik van ongeveer 120 meter binnenshuis mogelijk. Z-wave biedt hiermee de beste routing van alle in dit artikel besproken draadloze protocollen.
De routing in een z-wave-netwerk werkt omwille van energiebesparing niet zo dynamisch als we van ip-netwerken gewend zijn. De apparaten in een z-wave-netwerk communiceren met elkaar op basis van statische routeringstabellen, die via een optimalisatieprocedure ingesteld worden. Hierbij vraagt de primaire controller in het netwerk van alle nodes de naburige apparaten op waarmee de node kan communiceren. Op basis van deze informatie wordt een routeringstabel samengesteld. Als een node uitvalt wordt de routering niet automatisch geactualiseerd, hiervoor moet de optimalisatieprocedure opnieuw doorlopen worden. Dit proces kan wel geautomatiseerd worden in de domoticasoftware. Vanwege de statische routeringstabellen werkt de routing alleen optimaal als een apparaat een vaste locatie in het netwerk heeft.
Z-wave-multisensor die beweging detecteert en
temperatuur, luchtvochtigheid en lichtintensiteit meet
Z-wave-apparaten kunnen in beperkte mate autonoom gebruikt worden door associaties te leggen tussen twee z-wave-devices. Door bijvoorbeeld een bewegingsmelder te associëren met een schakelactor kan de bewegingsmelder direct de schakelactor in- of uitschakelen, zonder tusenkomst van de controller. Deze methode maakt een kortere responstijd mogelijk. Alleen routing-slaves, dus apparaten met een vaste voeding, kunnen associaties gebruiken. Door batterijen gevoede apparaten zijn niet in staat om te luisteren naar commando's als ze slapen. Verder is het mogelijk om met behulp van secundaire controllers, zoals een afstandsbediening, scènes aan te roepen waarin verschillende commando's direct naar verschillende apparaten in het netwerk gestuurd kunnen worden. Zo kan een z-wave-netwerk toch bruikbaar zijn als de primaire controller op zijn gat ligt, bijvoorbeeld doordat de domoticaserver is gecrasht.
In 2013 kondigden Sigma Designs en de Z-Wave Alliance de nieuwste generatie Z-Wave 500-chips en het z-wave plus-certificatieprogramma aan. Z-wave plus-producten maken gebruiken van de nieuwe z-wave 500-chip, die een groter bereik, lager energieverbruik, ondersteuning voor over-the-air firmware-updates en ondersteuning voor network wide inclusion biedt. Dit laatste houdt in dat een apparaat dat toegevoegd wordt op het netwerk, geen direct bereik op de primaire controller in het z-wave-netwerk meer hoeft te hebben, maar ook indirect via andere routerende z-wave plus-apparaten toegevoegd kan worden. Naast de eerder genoemde verbeteringen werd de bandbreedte verhoogd van 40 naar 100kbit/s en werd het aantal frequentiekanalen waarop z-wave-apparaten kunnen communiceren verhoogd van één naar drie, zodat de apparaten minder gevoelig zijn voor storingen van andere apparaten op de 868MHz-band. Producten die z-wave plus ondersteunen, komen inmiddels langzaam op de markt, maar de beschikbaarheid is nog beperkt.
Kwalitatief zijn de meeste z-wave-producten van consumentenniveau. Ze kunnen niet tippen aan de automatiseringsproducten voor professioneel gebruik op basis van bijvoorbeeld knx. Dit uit zich ondermeer in een matig materiaalgebruik, een forse meetafwijking van sensors en software die nog duidelijk werk in uitvoering is. Ook ontbreekt het aan uniformiteit in de werking van apparaten. Zo verschilt de procedure om een apparaat aan het netwerk toe te voegen per apparaat, wat verwarrend kan zijn. Dit neemt niet weg dat z-wave voor consumentengebruik een van de beste oplossingen is en een goed compromis biedt tussen prijs en kwaliteit.
De z-wave-standaard wordt goed ondersteund door domoticasoftwarepakketten. Ook zijn er diverse geïntegreerde basisstations verkrijgbaar, waarmee je op een gebruiksvriendelijke wijze een z-wave-systeem kunt configureren en programmeren.
Z-wave in de praktijk: het domoticasysteem van HeroS
“Ik ben zo'n twee en een half jaar geleden begonnen met Domotica. Mijn keuze viel al snel op de Zipabox van Zipato. Je kunt met deze box namelijk gemakkelijk regels maken, maar je kunt ook uitgebreide zaken regelen. Het leuke is dat je dit allemaal kunt doen zonder programmeerkennis. Zipato levert een kant-en-klaar systeem, dus je kunt snel aan de slag, doordat je weinig tijd hoeft te besteden aan de basisfunctionaliteit. Dit is ook een reden waarom ik voor dit systeem gekozen heb.
Ik gebruik z-wave omdat dit protocol betrouwbaar is en terugkoppeling geeft. Momenteel heb ik zo’n vijftig tot zestig modules gekoppeld aan mijn systeem. Hiermee stuur ik mijn centrale verwarming, alarm, verlichting en stekkerdozen aan. Zo'n beetje alles in mijn huis kan ik via z-wave besturen. Ik heb verschillende interne en externe scripts draaien. Hiermee kan ik bijvoorbeeld mijn energieverbruik in de gaten te houden en mijn verwarming aan- en uitzetten.
Het geheel is zo ingericht dat zoveel mogelijk zaken automatisch gaan. Het is dus geen statisch systeem, waar je alleen maar je lamp mee aan of uit kunt zetten. Zo gebruik ik verschillende sensors om te bepalen of mijn positie zich binnen- of buitenshuis bevindt. Op basis van deze gegevens gaat automatisch de verwarming uit, het alarm aan, de deur op slot en zoveel mogelijk apparaten uit als we niet thuis zijn. De boel gaat uiteraard ook weer aan als we terugkomen. De Zipabox biedt me de mogelijkheid om dit alles te realiseren. Uiteraard vergt dit wel iets meer inspanning.
Andere voordelen van de Zipabox zijn voor mij de goede prijs, de prima helpdesk en de zeer goede ondersteuning van z-wave-modules. Het systeem is ook goed uitbreidbaar met modules voor onder andere 433MHz en een back-upmodule. Nadelen zijn dat het systeem soms haperingen heeft, een handleiding ontbreekt en en er geen ondersteuning is voor de lua-programmeertaal.”
Prijsindicatie
Z-wave-sensors en -actoren zijn duurder dan KlikAanKlikUit, maar wel veel goedkoper dan producten die gebruikt worden in de professionele gebouwautomatisering. Als een al aanwezige machine als domoticaserver gebruikt kan worden, dan zijn de instapkosten erg laag. Voor vijfitg euro koop je al een z-wave plus-controller, die je via usb op een server kunt aansluiten. Diverse fabrikanten verkopen aantrekkelijk geprijsde multisensors, die bijvoorbeeld de functionaliteit van een bewegingsmelder, temperatuursensor en luchtvochtigheidsmeter in één apparaat verenigen. De Aeon Labs 4-in-1 Multisensor, die we in onze prijsindicatie hebben opgenomen, is een dergelijk apparaat. Dankzij de multisensor zijn er in de grote installatie geen losse sensors voor temperatuur en beweging nodig.
Samengevat
Z-wave is een voor de hand liggende keuze als je een draadloos domoticasysteem wil bouwen. Producten die gebruikmaken van dit protocol zijn relatief goedkoop, er is een groot aanbod, de softwareondersteuning is goed en het protocol is betrouwbaar en veilig.
Pluspunten
- Lage instapkosten
- Relatief betaalbare sensors en actoren
- Veel apparatuur verkrijgbaar
- Goede softwareondersteuning
- Bidirectioneel protocol met encryptie
- Routing tot maximaal vier hops
- Multichannel (z-wave plus)
|
Minpunten
- Kwaliteit van consumentenniveau
|
Meer infomatie over z-wave vind je in de z-wave en domotica-verzameltopics op het forum.
EnOcean
 |
Medium: draadloos |
Ondersteund door:
- Domoticz
- IP Symcon
- Loxone
- OpenHab
- Zipato
- Domotiga
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Pilight
- Pimatic
- Vera
|
EnOcean is een draadloze technologie die energy harvesting gebruikt om onderhoudsvrije sensors en schakelaars mogelijk te maken. De technologie is ontwikkeld door de gelijknamige spin-off van Siemens en is sinds 2012 een door de ISO/IEC erkende standaard. Meer dan 250 licentienemers hebben zich georganiseerd in de EnOcean Alliance, die tot doel heeft om de standaard tot ontwikkeling te brengen en te waken over de interoperabiliteit van de apparaten van verschillende fabrikanten.
EnOcean-modules combineren minuscule energieomzetters met energiezuinige elektronica om sensors en schakelaars draadloos en zonder batterijvoeding te laten werken. De modules benutten energie uit verschillen in temperatuur, rotatie, licht en vibratie. Een schakelaar kan bijvoorbeeld energie opwekken uit de beweging die plaatsvindt bij het indrukken van een toets. Een keerzijde van de batterijloze werking is dat het mechanisme waarmee sommige schakelaars energie opwekken een luidruchtig klikgeluid maakt bij het bedienen.
Het EnOcean-protocol werkt in Europa op de 868MHz-band en ondersteunt bidirectionele communicatie, routing en encryptie bij een datarate van 125kbit/s. Sensors en actoren kunnen optioneel als repeater dienen. Afhankelijk van het type repeater kan een bericht maximaal een of twee keer hoppen tussen modules. Deze modus kan automatisch aangeleerd worden. EnOcean biedt ook de mogelijkheid om actieve repeaters te gebruiken die een bericht veranderen door de sender id te wijzigen. Zo kan het bericht door twee repeaters herhaald worden. In dit scenario moet de zender worden 'aangeleerd' om samen te werken met de actieve repeater en de actieve repeater met de ontvanger.

EnOcean wordt vooral in de professionele gebouwautomatisering gebruikt als oplossing voor toepassingen waar bedrade communicatie niet mogelijk of gewenst is. Er is een ruim aanbod van producten en een vrij goede softwareondersteuning. Ook zijn er interfaces verkrijgbaar om EnOcean te koppelen aan plc's, knx-netwerken en de miniservers van Loxone en Zipato. In Nederland geniet de standaard nauwelijks populariteit onder consumenten en is de verkrijgbaarheid slecht.

BAB eibPort EnOcean-ethernet-gateway
Prijsindicatie
Dankzij betaalbare usb-interfaces heeft EnOcean lage startkosten. De prijzen van schakelactoren en dimmers die hun voeding van het lichtnet kunnen betrekken, liggen wat hoger dan bij z-wave-actoren. Batterijloze sensors kunnen vanwege hun bijzondere energy-harvestingtechnieken aanzienlijk duurder zijn dan sensors die volgens het z-wave-protocol werken. Ook ontbreekt het aan multisensors die temperatuurmeting en bewegingsdetectie combineren. Door de hoge kosten van de sensors en het ontbreken van multisensors zijn onze voorbeeldinstallaties bijna een factor twee en een half duurder als EnOcean in plaats van z-wave wordt gebruikt.
Prijsindicatie EnOcean (exclusief server) |
| Basisbenodigdheden | Prijs |
Controller met usb-interface |
Eltako FAM-USB |
€ 77,- |
| Actoren | |
Schakelactor |
Opus GN-A-U230V-TLN |
€ 75,- |
Dimmer |
Opus GN-A-U230V-UD |
€ 77,- |
| Sensors | |
Temperatuursensor |
Eltako FIFT63AP temperatuur- en luchtvochtigheidssensor |
€ 129,- |
Bewegingsmelder |
Eltako FBH55 bewegings- en helderheidssensor |
€ 154,- |
Wandschakelaar |
Eltako FT4CH batterijloze wandschakelaar |
€ 44,- |
| Complete installatie | |
Kleine installatie |
|
€ 930,- |
Grote installatie |
|
€ 2595,- |
Samengevat
EnOcean is de enige standaard voor draadloze domotica die onderhoudsvrije draadloze sensors biedt waarin nooit een batterij hoeft te worden vervangen. Tegelijkertijd is energy harvesting, vanwege de hoge prijzen van batterijloze sensors, een nadeel van EnOcean. De standaard wordt veel toegepast in de professionele gebouwautomatisering. De componenten zijn veelal op de professionele installateur gericht en van goede kwaliteit, wat deels de hogere prijzen ten opzichte van z-wave verklaart. De softwareondersteuning voor het protocol is vrij goed en EnOcean kan dankzij de beschikbaarheid van interfaces voor knx, DigitalStrom en plc's uitstekend gecombineerd worden met bedrade domoticatechnieken.
Pluspunten
- Professionele kwaliteit
- Onderhoudsvrije draadloze sensors zonder batterij
- Bidirectioneel protocol met encryptie
- Relatief hoge datarate
- Groot bereik met actieve repeaters
- Ontworpen voor autonoom gebruik
- Interfaces voor bedrade domoticatechnieken
|
Minpunten
- Batterijloze sensors kunnen geluid maken
- Repeater nodig voor routing over meer dan twee hops
- Oudere componenten zijn unidirectioneel
- Matige verkrijgbaarheid in Nederland
- Dure draadloze sensors
|
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.
Knx-rf
 |
Medium: draadloos |
Ondersteund door:
- Domotiga
- IP Symcon
- Loxone
- OpenHab
- Zipato
- Domoticz
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Pilight
- Pimatic
- Vera
|
Knx-rf werkt evenals z-wave en EnOcean op de 868MHz-band. Hoewel het communicatieprotocol al sinds 2004 bestaat, heeft de ontwikkeling van knx-rf niet dezelfde liefde gekregen als zijn twisted-pair-evenknie. Zo ontbreekt een beveiligingslaag, waardoor de standaard ongeschikt wordt geacht voor command and control-toepassingen in commerciële gebouwen. Ook was het tot voor kort niet mogelijk om knx-rf-apparaten te configureren via ETS.
In 2010 kreeg het communicatieprotocol een update naar knx-rf multi, waarmee ondersteuning voor met batterijen gevoede apparaten en frequency hopping op vijf frequentiekanalen in plaats van een enkel kanaal werd toegevoegd. Dit maakt het protocol minder gevoelig voor storing van andere zenders. Knx-rf multi ondersteunt multihop-repeaters, die het bereik van het draadloze netwerk met maximaal twee hops kunnen vergroten. De frequenties zijn verdeeld over fast channels, met een doorvoer van 16.384bit/s en slow channels met een doorvoer van 8192bit/s.
Hager TX101B knx-rf-instappakket met
mediakoppelaar en programmeertoestel
Sommige fabrikanten van knx-rf-apparatuur bieden hulpapparatuur om het configureren in easy mode te vereenvoudigen. Zo heeft Hager een op een gsm lijkend apparaat waarmee de parameters van knx-rf-apparaten ingesteld kunnen worden. Via mediakoppelaars kunnen knx-rf-apparaten gekoppeld worden aan een bedraad knx-netwerk.
Knx-rf is de basis voor onder andere Siemens Wave, Gira/Jung eNet, Hager Tebis KNX en Berker KNX-Funk. De producten van deze fabrikanten zijn gericht op de professionele installateur. Dit uit zich in hoge prijzen, maar ook in een nette afwerking, hoge kwaliteit en een eenvoudige configuratie. De centrale componenten van het systeem kunnen veelal netjes op din-rails in de meterkast gemonteerd worden.
We hebben in de community geen voorbeeld kunnen vinden van een gebruiker met een knx-rf-installatie. Wel kon Cobaltjeh zijn ervaring delen met het eNet-systeem van Gira en Jung, dat een knx-rf-stack gebruikt voor draadloze communicatie en dat via een web based interface wordt geconfigureerd.
Knx-rf in de praktijk: het domoticasysteem van Cobaltjeh
“Ongeveer drie jaar geleden was het zover; ik kreeg de sleutel van mijn eerste woning. Ik was me al langer bewust van de mogelijkheden van domoticasystemen en wilde er graag van gebruikmaken in mijn nieuwe woning. Na een zoektocht naar mogelijke systemen koos ik voor z-wave met als controller een Fibaro Homecenter 2. Dit systeem heeft een jaar of twee dienstgedaan en gedurende die tijd heb ik veel last ondervonden van zowel hard- als softwarefouten. Ik heb het systeem tevergeefs enkele kansen gegeven en uiteindelijk verloor ik het vertrouwen. Jammer, want de techniek is veelbelovend.
Toen was het zoeken naar alternatieven. Ik zocht een draadloos systeem dat kwalitatief een stapje hoger was. Bij de bekendere merken werd ik telkens geconfronteerd met (gedeeltelijk) bedrade systemen. Een verbouwing naar een bedraad systeem was geen optie, aangezien de woning er pas twee jaar stond. Ik vond maar twee mogelijke kandidaten die aan mijn eisen voldeden: knx-rf en eNet van Gira en Jung. De keuze is uiteindelijk eNet geworden, omdat deze oplossing een veel goedkopere server heeft en geen licentiekosten met zich meebrengt. Wat merk betreft was de keuze eenvoudig, omdat de woning al voorzien was van Gira-schakelmateriaal.

ENet-server en wandschakelaar
Momenteel draait er nu enkele maanden een testinstallatie. Ik heb gekozen voor een zo breed mogelijke selectie aan componenten: een dimmer voor de keukenlampen, een rolluikschakelaar in de woonkamer, een relaisschakelaar voor de verlichting in de veranda en een inbouwmodule voor een schemerlamp. Voor de aansturing gebruik ik een server en losse afstandsbediening. De planning is om dit jaar nog alle verlichting en rolluiken in de woning te voorzien van modules en een integratie te realiseren met het alarmsysteem.
Enkele voorbeelden van scenario’s die het comfort van de woning verbeteren, zijn het inschakelen van verlichting en het neerlaten van rolluiken bij schemer en het tegenovergestelde bij zonsopkomst. Het energieverbruik van de woning wordt verbeterd door het uitschakelen van vergeten apparatuur en verlichting bij het verlaten van de woning en inschakeling van het alarm. Naast het bed komt ook een wandpaneel met knoppen om alle verlichting uit te schakelen en alle rolluiken te bedienen. De veiligheid wordt verbeterd door simulatie van bewoning bij langdurige afwezigheid en het bieden van buitensluitbeveiliging via je smartphone. Een andere belangrijke functie is het openen van de rolluiken wanneer een van de rookmelders afgaat.
De voordelen van eNet zijn voor mij de eenvoudige en snelle installatie. Ik hoef niet aan te modderen met inbouwmodules achter het bestaande schakelmateriaal. Er zijn zowel draadloze inbouw-opbouw- als bekabelde componenten voor montage op din-rail beschikbaar. De onderdelen zijn betrouwbaar en kwalitatief hoogwaardig, en de bekende namen achter het systeem geven vertrouwen. Doordat de merken achter het protocol al jaren ervaring hebben met professionele domotica, is de software intuïtief en gebruiksvriendelijk.
Een nadeel van eNet is dat momenteel alleen Gira en Jung onderdelen leveren voor deze standaard, hoewel het systeem is ontworpen als branchestandaard waar andere partners zich bij kunnen aansluiten. Er is geen api beschikbaar, dus integratie met eigen software is momenteel niet mogelijk. Ook is het geen goedkope oplossing en is er momenteel geen mogelijkheid voor klimaatregeling.”
Prijsindicatie
Voor de prijsindicatie zijn we uitgegaan van de behoefte via een eigen domoticaserver te kunnen communiceren met de apparaten in het knx-rf-netwerk en om deze apparaten met behulp van ETS te configureren in systeemmodus. De startkosten van een knx-rf-systeem zijn hierdoor gelijk aan die van een bedraad knx-systeem plus de kosten van een knx-rf-mediakoppelaar. Dit maakt knx-rf duur om mee te beginnen vergeleken met andere draadloze systemen. Knx-rf kan goedkoper ingezet worden door de busvoeding, ethernet-interface en mediakoppelaar achterwege te laten en de actoren en sensors in easy mode te configureren met behulp van de hulpmiddelen die de fabrikanten van knx-rf-systemen in hun starterkits meeleveren. In dat geval is er echter geen makkelijke koppeling mogelijk met softwarepakketten en apparaten die knx ondersteunen.
De prijzen van de actoren zijn vergelijkbaar met EnOcean en de sensors bevinden zich wat prijs betreft tussen die van z-wave en EnOcean in. Opmerkelijk is dat we geen draadloze temperatuursensor hebben kunnen vinden. De prijsindicatie van de grote installatie is daarom zonder de kosten van vier temperatuursensors.
Prijsindicatie knx-rf (exclusief server) |
| Basisbenodigdheden | Prijs |
Busspanningsverzorging |
MDT STV-160.01 (160mA) |
€ 93,- |
Ethernet-interface |
Siemens 5WG1148-1AB22 |
€ 162,- |
Knx-rf mediakoppelaar |
Hager TR131A |
€ 172,- |
Programmeersoftware |
ETS5 Lite / ETS5 Professional |
€ 242,- / € 1210,- |
| Actoren | |
Schakelactor |
Hager TR201 |
€ 64,- |
Dimmer |
Hager TRB210 |
€ 89,- |
| Sensors | |
Temperatuursensor |
Niet leverbaar |
|
Bewegingsmelder |
Hager TRE520 |
€ 115,- |
Wandschakelaar |
MDT RF-TA55P2.01 |
€ 94,- |
| Complete installatie | |
Kleine installatie |
|
€ 1520,- |
Grote installatie |
(exclusief temperatuursensoren) |
€ 2630,- |
Samengevat
Voor doe-het-zelvers die een draadloos domoticanetwerk willen koppelen aan een domoticaserver is knx-rf een weinig aanlokkelijke oplossing. De prijzen van de componenten zijn hoog, de verkrijgbaarheid matig en de technische mogelijkheden beperkt. Knx-rf is zinvol als uitbreiding op een bedraad knx-netwerk of als je je voelt aangetrokken tot een totaalsysteem, zoals Gira eNet, waarin knx-rf onderhuids als communicatieprotocol wordt toegepast.
Pluspunten
- Professionele kwaliteit
- Bidirectioneel
- Routing tot twee hops
- Multichannel (knx-rf multi)
- Makkelijke integratie in knx-netwerk
|
Minpunten
- Duur
- Geen encryptie
- Beperkt aanbod
|
DigitalStrom
 |
Medium: powerline |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Loxone
- Pilight
- Pimatic
- Vera
- Zipato
|
DigitalStrom is een stroomschakelnetwerk dat het stroomnet als communicatiemedium gebruikt. In tegenstelling tot de notoir onbetrouwbare X10-standaard uit vroegere tijden doet DigitalStrom wel aan moderne, bidirectionele communicatie. Een DigitalStrom-netwerk bestaat uit een server die via seriële verbindingen is gekoppeld aan zogeheten DigitalStrom-meters. De meters worden achter elke zekering in de groepenkast geplaatst. De meter fungeert als dirigent voor de actoren en sensors in de groep en meet het energieverbruik van de groep.
De actoren en sensors in het DigitalStrom-systeem hebben de vorm van een groot uitgevallen kroonsteentje en kunnen op willekeurige plekken in de netspanningsgroep geplaatst worden. Er zijn kroonsteentjes met verschillende functies, die ieder een eigen kleurcodering hebben. Zo zijn rode steentjes bedoeld voor beveiliging, groene voor toegang, gele voor verlichting en grijze voor zonwering. Een systeem kan bestaan uit maximaal 62 meters, die elk maximaal 128 kroonsteentjes kunnen aansturen. Door hun vorm en het kleurgebruik hebben de steentjes veel weg van Lego. Het aansluiten van apparatuur is eenvoudig. Een schakelactorblokje bevat aan de ene zijde contacten voor de aanvoer van de aarde, fase en nul en aan de andere kant contacten voor het aansluiten van de stroomafnemer.
Commando's worden gecodeerd door rond de nuldoorgang van de sinuskromme zeer kort de spanning uit- en in te schakelen. Volgens DigitalStrom is deze methode robuust en ondervinden andere apparaten er geen hinder van omdat het gebeurt op een moment dat de spanning al bijna nihil is. De kroonsteentjes communiceren terug door hun stroomafname door middel van frequentieverschuiving te moduleren.
De gekozen oplossing levert een geringe doorvoersnelheid van 100bit/s op voor het versturen van commando's en 400bit/s voor terugkoppelingen. Omdat de telegrammen zeer kort zijn en er in de verschillende stroomgroepen van een huis parallel gecommuniceerd kan worden, moet dit in de praktijk geen beperking zijn. Desalniettemin is de gemiddelde reactietijd van een actor met 700ms aan de hoge kant.
DigitalStrom Server en Meter voor inbouw in een meterkast
De communicatie op het stroomnet wordt niet versleuteld, maar wel is er de mogelijkheid om onbekende kroonsteentjes uit te sluiten van communicatie met bekende modules in het netwerk. Zo wordt bijvoorbeeld voorkomen dat een bezoeker van een hotel dat DigitalStrom voor automatisering gebruikt op eenvoudige wijze controle kan krijgen over de actoren in het netwerk. Via DigitalStrom Filters, die geplaatst moeten worden op elke binnenkomende fase in de meterkast, kan voorkomen worden dat DigitalStrom-communicatie nabijgelegen woningen binnentreedt.
De webinterface van de DigitalStrom Server
DigitalStrom is een centraal gestuurd systeem met decentrale intelligentie. Het programmeren van het systeem gebeurt via de DigitalStrom Server. Als eenmaal is 'geleerd' welke acties een sensor moet uitvoeren, werken de sensors en actoren onafhankelijk van de server, tenzij acties betrekking hebben op apparatuur die zich buiten het DigitalStrom-netwerk bevindt. Dit is bijvoorbeeld het geval als er via een ip een koppeling wordt gemaakt met een Sonos-audiosysteem. Kroonsteentjes die nieuw in het stroomnet zijn geplaatst worden automatisch herkend door de server, zodat de installatie en configuratie van het systeem weinig tijd innemen. Zowel de webinterface van de server als smartphone- en tabletapplicaties zijn gebruiksvriendelijk en goed doordacht opgezet. Ook de hardware is van hoogwaardige kwaliteit.


DigitalStrom is een jong systeem, dat vier jaar geleden door het gelijknamige Duits-Zwitserse bedrijf op de markt werd gebracht in de Duitstalige landen. Sinds dit jaar richt het bedrijf zijn pijlen ook op Nederland. Rond de standaard heeft zich een alliantie van enkele tientallen bedrijven gevormd, die producten op basis van de DigitalStrom-standaard ontwikkelen. DigitalStrom hanteert een vergelijkbaar model als Sigma Designs, de ontwikkelaar van de communicatiechips achter de z-wave-standaard. Bedrijven kunnen de communicatiechips van DigitalStrom afnemen en er hun eigen producten omheen bouwen.
Het huidige aanbod van modules is niet vergelijkbaar met grote domoticastandaarden zoals z-wave en knx, maar wel veelzijdig genoeg om licht, verwarming en beveiliging te kunnen automatiseren. Naast de kroonsteentjes zijn er opbouwschakelactoren die in een wandcontactdoos geprikt kunnen worden en zijn er een paar plug & play-tafellampen. Complete bewegingsmelders ontbreken; hiervoor moeten generieke bewegingsmelders met een 230V-uitgangsspanning aangesloten worden op een daarvoor bedoeld kroonsteentje. Ook worden er geen complete wandschakelaars verkocht. In plaats daarvan kan er een tastsensor achter de bestaande schakelaar geplaatst worden. Idealiter is de wandschakelaar dan wel een wiptoets. DigitalStrom biedt de mogelijkheid om verschillende acties achter dezelfde wiptoets te hangen, die afhangen van het aantal keren dat de toets wordt ingedrukt.
Het DigitalStrom-systeem kan uitgebreid worden met (prijzige) interfaces voor Dali (een lichtstuurtechniek), EnOcean en Philips Hue. De softwareondersteuning is beperkt. Van de populaire softwarepakketten en apparaten die we hebben onderzocht kunnen alleen IP Symcon en OpenHab gekoppeld worden aan een DigitalStrom-netwerk. Beide pakketten communiceren via de DigitalStrom Server, die verkrijgbaar is als kant-en-klaar apparaat in een compacte behuizing voor montage op een din-rail en beschikbaar is als opensource-Linux-applicatie.
Prijsindicatie
De startkosten van een DigitalStrom-systeem zijn aanzienlijk. Naast een server is er voor elke te automatiseren netspanningsgroep een DigitalStrom Meter nodig, die 230 euro kost. Zelfs in eenvoudige appartementen zijn al snel verscheidene meters nodig om modules te kunnen monteren in de entree, keuken-woonkamer en eventueel een slaapkamer. In de prijsindicatie zijn we voorzichtig uitgegaan van twee netspanningsgroepen in de kleine installatie en vier groepen in de grote installatie. De kant-en-klare DigitalStrom Server kost ruim 400 euro. Om kosten te besparen zijn we uitgegaan van een zelfbouw-Linux-server om de opensource-serverapplicatie op te draaien. Als OpenHab of in de toekomst de Linux-versie van IP Symcon wordt gebruikt om het systeem aan te sturen, kunnen de DigitalStrom-serverapplicatie en de domoticasoftware op dezelfde hardware geïnstalleerd worden. Omdat we bij geen enkel systeem de kosten van de server meerekenen, hebben we alleen kosten gerekend voor een rs-485-interface om te communiceren met de DigitalStrom Meters.
De schakelactoren, dimmers en tastsensors zijn met zo’n 100 euro per stuk fors aan de prijs. Voor temperatuurmeting biedt DigitalStrom de prijzige klimaatsensor dS-iSens, die naast de temperatuur ook de luchtvochtigheid meet. Al met al is DigitalStrom wat kosten van de componenten betreft veruit de duurste oplossing van alle systemen die in dit artikel besproken worden. Wordt er een vergelijking gemaakt met een bedraad systeem, waarbij extra leidingwerk aangelegd moet worden voor stuurkabels, dan zal het prijsverschil met andere bedrade oplossingen zoals knx en een plc in de praktijk meevallen of zelfs gunstig uitvallen voor DigitalStrom. De andere bedrade systemen hebben bijkomende materiaalkosten en voor het prijsverschil kun je maar een week een professional aan het werk zetten om leidingen in te frezen en muren te stuken. Daarnaast wordt er veel tijd bespaard dankzij de eenvoudige configuratie van het systeem.
Prijsindicatie DigitalStrom (exclusief server) |
|
Basisbenodigdheden |
Prijs |
Usb-interface |
Devantech usb-rs-485-module |
€ 25,- |
Meter |
DigitalStrom Meter DSM11 |
€ 229,- |
|
Actoren |
|
Schakelactor |
DigitalStrom Lichtschakelaar GE-KL200 |
€ 114,- |
Dimmer |
DigitalStrom Drukschakelaar met dimmer GE-TKM210 |
€ 96,- |
|
Sensors |
|
Temperatuursensor |
DigitalStrom Klimaatsensor dS-iSens |
€ 139,- |
Bewegingsmelder |
DigitalStrom Joker SW-AKM200 Generieke bewegingsmelder met 230V- uitgangsspanning |
€ 96,- € 20,- |
Wandschakelaar |
DigitalStrom Joker SW-TKM200 Generieke wandschakelaar |
€ 96,- € 10,- |
|
Complete installatie |
|
Kleine installatie |
|
€ 1575,- |
Grote installatie |
|
€ 4140,- |
Samengevat
Dankzij communicatie over power line biedt DigitalStrom de mogelijkheid om een bedraad domoticanetwerk aan te leggen zonder hak- en breekwerk. Wat kosten van de componenten betreft is het systeem aanzienlijk duurder dan andere draadloze en bedrade systemen. Daar staat tegenover dat DigitalStrom zowel in installatie als configuratie veel tijd bespaard. Dit maakt het systeem vooral interessant voor mensen die een ruim budget hebben en het liefst zo weinig mogelijk tijd kwijt zijn aan installatie en configuratie.
Pluspunten
- Professionele kwaliteit
- Bedraad schakelen zonder extra leidingwerk
- Compact formaat van componenten
- Autonoom en decentraal
- Snelle installatie en configuratie
- Energiemeting van elke aangesloten netspanningsgroep
|
Minpunten
- Hoge kosten
- DigitalStrom Meter nodig voor elke netspanningsgroep
- Beperkt aanbod van componenten
- Beperkte softwareondersteuning
|
Programmable logic controllers
Plc's
|
Medium: bedraad |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Pilight
- Pimatic
- Vera
- Zipato
|
Een programmable logic controller is een apparaat dat volgens een ingesteld programma informatie van inputs verwerkt en outputs aanstuurt. Een klassieke plc werkt cyclisch en leest eerst alle ingangen in, voert vervolgens het programma uit en schrijft de uitgangswaarden naar een tabel. Als het programma klaar is, worden de waarden van uitgangen aangepast. Een cyclus duurt, afhankelijk van de omvang van het programma, een aantal milliseconden en begint daarna opnieuw. Plc’s worden op grote schaal in de industrie gebruikt om machines aan te sturen, maar zijn ook prima geschikt voor gebouwautomatisering of andere toepassingen waarin input naar output verwerkt wordt. Voorbeelden van plc-systemen zijn Wago I/O System 750, Siemens S7 en Beckhoff TwinCat.
Een plc bestaat uit een controller die naar wens uitgebreid kan worden met I/O- en communicatiemodules. Voor het programmeren van de plc is vaak fabrikantspecifieke software nodig. De initiële kosten van de controller en de programmeersoftware zijn hoog, maar daarna kan een plc relatief betaalbaar voorzien worden van uitbreidingen. De betaalbaarheid geldt in het bijzonder voor digitale in- en uitgangen, die bijvoorbeeld gebruikt worden om de stand van een wandschakelaar uit te lezen en een relais aan te sturen. Voor het Wago 750-systeem kost een uitbreidingsmodule met vier digitale uitgangen slechts 30 euro. Analoge I/O-modules zijn aanzienlijk duurder dan digitale in- en uitgangen. Er zijn uitbreidingsmodules verkrijgbaar voor verschillende analoge signaaltransmissiestandaarden, zoals 0-10V, 4-20mA en PT100.
Doordat een digitale uitgang en een relais gescheiden onderdelen zijn, is er de mogelijkheid om het relais te optimaliseren voor de toepassing. Conventionele mechanische relais, zoals toegepast in de meeste schakelactoren, kosten minder dan een tientje. Voor een paar tientjes meer koop je geruisloze halfgeleiderrelais die schakelen op de nuldoorgang van de sinusvormige spanning en geschikt zijn voor lasten met een hoge inschakelstroom, zoals led-verlichting en spaarlampen.

Een plc met uitbreidingsmodules
Naast in- en uitgangen zijn er communicatiemodules om een plc te koppelen aan andere systemen via bijvoorbeeld knx, dmx en modbus, zodat de plc informatie uit een ander systeem als input kan gebruiken of apparaten in een ander systeem kan aansturen. Ook zijn er koppelaars waarmee een plc verbonden kan worden met modules die zich op een andere fysieke locatie bevinden. De bekabeling naar de plc wordt stervormig aangelegd. In grote installaties zullen er veel kabels samenkomen. Dit maakt het noodzakelijk om goed na te denken over kabelmanagement en kabelmarkering.
Een plc in bedrijf
Het controlesysteem van een brandweerboot op basis van een Siemens S7-1214C-plc
De modules van de verschillende fabrikanten van plc’s zijn in principe niet uitwisselbaar. Wel worden moderne plc’s geprogrammeerd in gestandaardiseerde programmeertalen, zodat een plc van Siemens in dezelfde taal geprogrammeerd kan worden als een plc van Wago of Beckhoff. De IEC 61131-norm heeft twee grafische en twee tekstuele talen vastgelegd voor het programmeren van plc’s. Wago levert ook Linux-gebaseerde plc's die in php, C en via shell-scripts geprogrammeerd kunnen worden, en wellicht toegankelijker zijn voor softwareontwikkelaars die kennis hebben van deze talen.
Losse uitbreidingsmodules, uiterst rechts een Wago 750-642 EnOcean-interface
Een plc kan autonoom functioneren volgens het programma dat op de plc is geladen. Dit vereist wel kennis van plc-programmeertalen. Een toegankelijkere manier om een plc te laten samenwerken met een domoticaserver is om de inputs en outputs via het modbus-protocol vanuit de domoticaserver uit te lezen en aan te sturen. In dat geval fungeert de plc slechts als interface naar de in- en uitgangen, en is het niet nodig om je te verdiepen in het programmeren van de plc. Ten opzichte van knx heeft een plc als nadeel dat de intelligentie zich centraal in de plc bevindt, waarmee de plc een groot single point of failure is. De softwareondersteuning voor communicatie met plc's via het modbus-protocol is beperkt. Andere interfaces zijn wel mogelijk door bijvoorbeeld zelf een api te bouwen waarmee de plc gegevens kan uitwisselen met de domoticaserver over een http-verbinding.
Plc in de praktijk: het domoticasysteem van Femme
“Mijn domoticasysteem gebruikt een Wago-plc en z-wave voor algemene functionaliteit, dmx voor verlichting en 1-wire voor temperatuurmeting. Het geheel wordt aangestuurd door IP Symcon op een Mac Mini met Windows 8.1. Het domoticasysteem zorgt onder andere voor aansturing van de verlichting, naregeling van de verwarming en meting van het energieverbruik. Ik heb gekozen voor IP Symcon omdat het veel domoticastandaarden ondersteunt en php als scripttaal gebruikt. Zo kan ik complexe functionaliteit zoals een alarmsysteem en een lichtcontroller in een voor mij bekende programmeertaal te schrijven.
De vertrekken in mijn huis worden gerepresenteerd door middel van zelfgeschreven php-objecten met methoden als ‘getTemperature’ en ‘setLightingScene’ om informatie over een vertrek op te vragen of een lichtscène aan te zetten. De plc is verantwoordelijk voor het verwerken van inputs van wandschakelaars en het aansturen van relais die led-voedingen en vloerverwarmingsventielen schakelen. De input van de wandschakelaars of de corresponderende knoppen in de smartphone-app worden door mijn php-objecten verwerkt. Afhankelijk van de omstandigheden worden er bijvoorbeeld led-voedingen aangezet en doen de dmx-gestuurde led-drivers een fade naar een bepaalde kleur en intensiteit.
Aanvankelijk was ik van plan om alles draadloos te doen met z-wave en Eaton Xcomfort, maar ik was niet tevreden over de betrouwbaarheid. Achteraf gezien had dat deels te maken met de gekozen, ongeschikte componenten. Standaard-z-wave-schakelactoren blijken vanwege de hoge inschakelstromen niet geschikt om voedingen met een paar honderd watt aan leds te schakelen, dat gaat beter met solid state relais. Na diverse kapotte z-wave-schakelactoren met een vastgelast relais en slechte ervaringen met door batterijen gevoede z-wave-apparaten, die ik niet aan de praat kreeg, besloot ik om zoveel mogelijk over te schakelen op een bedraad systeem. Dit was mogelijk doordat ik bij de verbouwing van mijn huis alle leidingen voor verlichting, luidsprekers, bewegingsmelders en aansturing van vloerverwarmingsventielen al in stervorm had laten aanleggen. Daarbij werd ik geholpen door de oorspronkelijke bouwers van mijn huis, die in de zeventiende eeuw al hadden besloten dat er midden in huis boven hun bedsteden ruimte gereserveerd moest worden voor de centrale aansturing van domotica ;)
Tussen de meterkast, technische ruimte, kelder en schakelruimte heb ik verschillende loze leidingen of dikke pvc-buizen laten aanleggen, zodat ik in de toekomst naar de belangrijkste plekken in huis kabels kan trekken. In mijn huis heb ik inmiddels kilometers aan utp-kabel verwerkt, die voor allerlei zwakstroomgebruik wordt ingezet.
Het hart van het domoticasysteem met midden onderin de plc en op de bovenste rij de led-drivers
In eerste instantie was ik van plan om knx te gebruiken, maar ik kreeg al snel de indruk dat knx onnodige complex zou zijn voor wat ik zocht, namelijk een systeem om input van sensors te verwerken en apparatuur te schakelen. Aan de intelligentie en autonomie van de losse knx-modules en het programmeren in ETS had ik geen behoefte, omdat ik toch alles vanuit IP Symcon wilde aansturen. De prijs stond me ook tegen. Toen werd ik door een andere tweaker getipt over de mogelijkheden van plc's en de aantrekkelijke kosten van digitale inputs en outputs. Dat maakte me meteen enthousiast.
Het mooie van een plc is dat ik de vrijheid heb om allerlei sensors te integreren, terwijl de uitbreidingskosten van de digitale inputs en outputs laag zijn. Zo kan ik goedkoop iets nieuws proberen. Het prutsen aan bekabelde hardware vind ik ook leuk. Eveneens belangrijk is dat het systeem betrouwbaar is. De plc en de uitbreidingsmodules heb ik tweedehands van eBay gehaald. Een keerzijde van een bedraad systeem is dat het aansluiten serieus veel werkt kost. Daarbij scheelt het wel dat ik nauwelijks bezig ben met debuggen. Het werkt of het werkt niet.
Mijn domoticasysteem bevindt zich nog in de opbouwfase. Na het afbouwen van de verlichting en verwarming wil ik een koppeling maken met de warmtepomp, het energieverbruik met behulp van current transformers op groepsniveau gaan meten en in de schuur een tweede plc plaatsen om de buitenverlichting en de tuinberegening aan te sturen (gaat nu via een stand-alone-regencomputer). Hierbij zal input van een neerslagmeter en detectie van geparkeerde auto’s op de oprit met behulp van foto-elektrische laserschakelaars als basis dienen. Ook wil ik het uitlezen van de status van de inputs nog efficiënter doen. Nu gebeurt dat nog door om de 200 milliseconden de modbusadressen te pollen die corresponderen met de inputs op de plc. Uiteindelijk wil ik echter vanuit de plc een json-request doen op de domoticaserver als de status van een input verandert.”
Prijsindicatie
Voor de prijsindicatie zijn we uitgegaan van Wago's I/O System 750, vanwege de lage kosten van de digitale uitbreidingsmodules. Om te beginnen met een Wago-plc kun je het beste een starterkit aanschaffen die alle benodigdheden bevat, waaronder een din-rail, voeding, plc, digitale input- en outputmodules, software en een schakelaartje om een Hello, world-demo te bouwen. De meegeleverde software betreft een Wago-branded versie van de Codesys-ontwikkelomgeving, genaamd Wago-I/O-Pro CAA, waar ook de targets (een soort drivers) bijzitten om Wago-plc's te kunnen programmeren.
Om 230V-lasten te schakelen, hebben we gekozen voor viervoudige digitale uitgangen in combinatie met industriële relais van Finder. De digitale uitgang levert een spanning van 24V, waarmee de spoel in het relais wordt geactiveerd. De combinatie levert een kostprijs van slechts 18 euro per schakelactor op. Ook de digitale ingangen die nodig zijn voor het verwerken van input van wandschakelaars en bewegingsmelders zijn spotgoedkoop.
Anders is dit voor de analoge in- en uitgangen die nodig zijn voor het aansturen van dimmers en het inlezen van meetwaarden van temperatuursensors. Een voor de hand liggende oplossing om lampen te dimmen is de combinatie van een 0-10V-uitgang met een dimmer die een 0-10V-stuursignaal als input gebruikt. De hiervoor benodigde analoge uitgangsklem is vrij prijzig. Voor temperatuurmetingen kunnen relatief goedkope PT1000-weerstandsthermometers worden gebruikt, waarvoor echter een dure PT1000-ingangsklem nodig is. Temperatuurmeting kan goedkoper via 1-wire door een 1-wire-buskoppelaar op de plc aan te sluiten.
Doe-het-zelvers kunnen kosten besparen door tweedehandsonderdelen te gebruiken. Op eBay is er een uitgebreid aanbod van controllers, uitbreidingsmodules en sensors die afkomstig zijn uit ontmantelde industriële installaties. Hou er bij de aanschaf van een gebruikte Wago-plc wel rekening mee dat er waarschijnlijk geen software wordt meegeleverd. Codesys kan weliswaar kosteloos gedownload worden, maar om een plc te programmeren zijn targets voor de desbetreffende plc nodig. Wago verkoopt deze in een softwarepakket van 450 euro en als onderdeel van een starterkit.
Prijsindicatie plc (exclusief server) |
|
Basisbenodigdheden |
Prijs |
Voeding, controller en programmeersoftware |
Wago Ethernet Starter Kit 2 750-881 |
€ 539,- |
|
Actoren |
|
Schakelactor |
Wago 750-531 digitale uitgangsklem 4-voudig Finder 4C.01.9.024.0050 koppelrelais 24VDC 16A |
€ 32,- € 10,- |
Dimmer |
Wago 750-559 analoge uitgangsklem 0-10V 4-voudig Finder 15.11.8.230.0400 0-10V slave dimmer |
€ 135,- € 50,- |
|
Sensors |
|
Temperatuursensor |
Wago 750-460 analoge ingangsklem PT1000 4-voudig B&B temperatuursensor PT1000 |
€ 229,- € 15,- |
Bewegingsmelder |
Wago 750-432 digitale ingangsklem 4-voudig B&B SMD-bewegingsmelder met digitale uitgang |
€ 27,- € 19,- |
Wandschakelaar |
Wago 750-432 digitale ingangsklem 4-voudig Generieke wandschakelaar |
€ 27,- € 10,- |
|
Complete installatie |
|
Kleine installatie |
|
€ 985,- |
Grote installatie |
|
€ 1630,- |
Samengevat
Plc’s bieden veel mogelijkheden voor avontuurlijke tweakers die een schaalbare installatie willen neerzetten, behoefte hebben aan een systeem dat voorziet in rauwe I/O zonder voorgekookte functionaliteit en veel zelf willen bouwen om de kosten te drukken of te experimenteren. De in- en uitgangen op een plc bieden de mogelijkheid om allerlei componenten uit te lezen en aan te sturen. Een plc kan net zo makkelijk gebruikt worden voor het detecteren van de stand van een schakelaar als voor het uitlezen van het analoge signaal uit afgedankte industriële meetapparatuur. De kosten zijn lager dan van een knx-installatie. Daar staat tegenover dat een plc zich niet zo gemakkelijk laat programmeren en een plc in tegenstelling tot knx wel een belangrijk single point of failure heeft.
Pluspunten
- Industriële kwaliteit
- Goedkope digitale in- en uitgangen
- Schaalbaar
- Autonome werking mogelijk
- Veelzijdig inzetbaar
- Veel interfaces naar andere systemen
- Groot tweedehandsaanbod van modules
|
Minpunten
- Hoge instapkosten
- Duur voor analoge input en output
- Autonoom gebruik vereist kennis van plc-programmeertalen
- Plc is single point of failure (t.o.v. knx)
- Beperkte softwareondersteuning
|
Meer informatie over programmable logic controllers vind je in het ervaringentopic over Domotica met plc's.
1-Wire
1-Wire
|
Medium: bedraad |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- IP Symcon
- Loxone
- OpenHab
- Pilight
- Pimatic
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Vera
- Zipato
|
1-Wire is een communicatiebus die low-speed-datatransmissie en stroomvoorziening combineert in een enkel aderpaar. Om dit te bewerkstelligen beschikken 1-Wire-componenten over een condensator waarin een lading wordt opgeslagen die het toestel van stroom voorziet gedurende momenten dat er data wordt verstuurd over de lijn. Apparaten kunnen ook drieaderig aangesloten worden, waarbij één ader specifiek voor communicatie wordt gebruikt. 1-Wire wordt veelal toegepast om te communiceren met kleine, goedkope componenten, zoals temperatuursensors, luchtvochtigheidsmeters en tellers die het aantal omwentelingen van een windmeter of de draaischijf in een verbruiksmeter registreren. Een netwerk van 1-Wire-apparaten en de bijbehorende master wordt een micro-lan genoemd.
Een 1-Wire-netwerk wordt bij voorkeur lijnvormig aangelegd, maar een stertopologie of een lijntopologie met aftakkingen naar de apparaten op de bus is ook mogelijk. Voor een betrouwbare werking is het aan te raden om zogeheten parasitaire stroomvoorziening te vermijden en gebruik te maken van drie aders. De maximale kabellengte van een netwerk ligt op ongeveer driehonderd meter voor een lijnvormige topologie en honderd meter voor een stervorm. Het aantal apparaten op de bus kan het beste beperkt worden tot twintig.
Om botsingen op de bus op een eenvoudige wijze te beperken wordt alle activiteit op de bus geïnitieerd door de master. De master vraagt met een bepaalde interval de status van de apparaten op de bus uit. Hoe groter het aantal apparaten op de bus, des te lager de frequentie waarmee individuele apparaten uitgelezen kunnen worden.
Vanwege de lage datarate van 16,3kbit/s en de door de busmaster geïnitieerde communicatie is 1-Wire minder geschikt voor sensors waarvan een snelle responstijd wordt verwacht, zoals bewegingsmelders en wandschakelaars. De gewijzigde status van de sensor wordt pas bekend als de sensor opnieuw wordt gepolld door de busmaster. Voor veel sensors is een update-interval van verscheidene seconden echter geen enkel probleem en is 1-Wire een prima oplossing. 1-Wire kan dus het beste gezien worden als een aanvulling op een andere domoticastandaard, waarbij het specifiek wordt ingezet voor het aansluiten van sensors.

EService Online 1-Wire-controllers met rs-232, usb- en ethernet-interface
1-Wire is vanwege de lage kosten vooral populair voor temperatuurmeting. Als compleet product met behuizing zijn temperatuurprobes verkrijgbaar vanaf ongeveer tien euro. Als losse chip in een TO92-packaging kosten ze minder dan twee euro. De losse chips kunnen bijvoorbeeld ingebouwd worden in het raam van een wandschakelaar. Voor de bedrading is een cat5-kabel geschikt. De aanvoer- en retouraders voor de dataverbinding kunnen door dezelfde cat5-kabel gaan en op een centrale plek, zoals de meterkast, doorgelust worden naar de volgende sensor op de bus.
Voor de koppeling met een domoticaserver zijn er usb- en ethernet-interfaces verkrijgbaar. Ook zijn er interfaces voor knx, de Loxone Miniserver en Wago-plc’s. Gebruikers van de Raspberry Pi kunnen met behulp van de gpio-pinnen op het moederbord een 1-Wire-bus aansturen. Deze methode is niet geschikt voor grote buslengtes. Een alternatief is het aansluiten van een DS2482-X- of DS2483-busmaster op de I2C-bus van de Raspberry Pi.

DS18S20 1-Wire-temperatuursensor
Prijsindicatie
We hebben onze prijsindicatie gebaseerd op de producten van de Duitse fabrikant eService Online, die een uitgebreide range 1-Wire-producten levert, waarmee we de volledige boodschappenlijstjes van de kleine en grote voorbeeldinstallaties konden aftikken.
Hoewel 1-Wire minder geschikt is voor toepassingen die een snelle respons verlangen, kan het dus wel breed ingezet worden. De kosten vallen voor een bedraad systeem mee. We zijn uitgegaan van kale DS18B20-temperatuursensors, die bijvoorbeeld in een wandschakelaar of een dopje op de uitgang van een installatiebuis weggewerkt kunnen worden. De bewegingsmelders worden op een printplaatje geleverd. Voor wat meer geld kan er gewerkt worden met kant-en-klare producten. EService Online levert voor de schappelijke prijs van veertig euro een makkelijk te gebruiken inbouwschakelaar met geïntegreerde temperatuur-, luchtvochtigheids- en lichtintensiteitssensoren. De losse 1-Wire-interface is niet nodig als je een Raspberry Pi met een vrije gpio-pin als server gebruikt en je een beperkt aantal apparaten op de bus wil aansluiten.
Prijsindicatie 1-Wire (exclusief server) |
| Basisbenodigdheden | Prijs |
Controller met ethernet-interface |
eService Online 1-Wire to ethernet-controller |
€ 150,- |
Spanningsverzorging |
eService Online 1-Wire Hub II AC |
€ 60,- |
| Actoren | |
Schakelactor |
eService Online 1-Wire 8-voudige schakelmodule 230V 5A |
€ 97,- |
Dimmer |
eService Online 1-Wire analoge uitgang 0-10V Finder 15.11.8.230.0400 0-10V slave dimmer |
€ 60,- € 50,- |
| Sensors | |
Temperatuursensor |
DS18B20 1-Wire temperatuursensor in TO92-package |
€ 2,- |
Bewegingsmelder |
eService Online 1-Wire 8-voudige digitale ingang B&B SMD-bewegingsmelder met digitale uitgang |
€ 70,- € 19,- |
Wandschakelaar |
eService Online 1-Wire 8-voudige digitale ingang Generieke wandschakelaar |
€ 70,- € 10,- |
| Complete installatie | |
Kleine installatie |
|
€ 655,- |
Grote installatie |
|
€ 1040,- |
Samengevat
1-Wire is vanwege beperkingen van de techniek vooral interessant voor het uitlezen van sensors. De lage kosten maken van de techniek een ideale kostenbesparende aanvulling op andere bedrade systemen.
Pluspunten
- Goedkope schakelactoren, temperatuursensors en digitale ingangen
- Eenvoudige bekabeling
- Ideaal als aanvulling op generieke, bedrade systemen
- Bus kan aangestuurd worden met gpio-pinnen van Raspberry Pi
|
Minpunten
- Niet geschikt als zeer snelle responstijd gewenst is
- Beperkt schaalbaar
|
Dmx
Dmx
|
Medium: bedraad |
Ondersteund door:
- Domotiga
- IP Symcon
- Loxone
- OpenHab
- Domoticz
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- Vera
- Zipato
|
Dmx is een eenvoudig serieel communicatieprotocol dat in de licht- en evenemententechniek wordt gebruikt. De standaard is gebaseerd op rs-485 en vindt zijn oorsprong in de jaren tachtig, toen lichttechnici een oplossing zochten voor de wildgroei aan analoge en digitale protocollen die werden gebruikt om het toenemende aantal dimmers bij evenementen en producties aan te sturen. De oude analoge stuursignalen, zoals 0-10V, konden ook niet goed uit de voeten met de toen gloednieuwe bewegende lichten.
Een dmx-controller verzendt met een bepaalde frequentie maximaal 512 kanaalwaarden met een resolutie van 8bit over een dmx-lijn. De verversingssnelheid waarmee de kanaalwaarden worden uitgezonden is maximaal 44Hz bij een vol frame, maar kan hoger zijn als er minder dan het maximumaantal kanaalwaarden verstuurd moeten worden. De refreshrate was voldoende voor vloeiende fades van gloeilampen. In moderne led-verlichting passen hoogwaardige led-drivers interpolatie toe om vloeiende fades met een analoog gevoel te produceren. Om installaties mogelijk te maken waarin meer dan 512 kanalen nodig zijn, kan een controller verscheidene dmx-universums aansturen. Elk universum is gekoppeld aan een eigen bus.
Dmx wordt vooral toegepast voor lichtsturing, waarbij de waarde van een kanaal bijvoorbeeld de intensiteit van een kleur vertegenwoordigt. Ook ingewikkeldere apparaten, zoals moving heads, kunnen via dmx aangestuurd worden. Dergelijke apparaten gebruiken naast kanalen voor de intensiteit van de primaire kleuren bijvoorbeeld kanalen voor de x- en y-positie van de beweegbare kop en een kanaal voor de vorm van het filter voor de lamp. Bij toepassingen waarvoor een resolutie van 256 waarden onvoldoende verfijnd is, worden twee kanalen gecombineerd om tot een 16bit-resolutie te komen.
Door dmx gestuurde lichteffecten in een club
Elektrisch kunnen er op één dmx-lijn in theorie 32 apparaten aangesloten worden. Volgens de standaard gebruikt de bus een vijfaderige kabel met xlr-connectoren, maar in de praktijk worden er vaak drie-aderige kabels toegepast die ook worden gebruikt voor geluidstechniek. De robuuste robuuste xlr-connectoren zijn goed bestand zijn tegen het herhaaldelijk op- en afbouwen van apparatuur . Als compact alternatief worden er ook wel utp-kabels met RJ45-connectoren ingezet. De maximale kabellengte is zo’n vierhonderd meter. De dmx-standaard voorziet niet in communicatie over ip-netwerken. Artistic Licence Engineering ontwikkelde een vrij te gebruiken implementatie van dmx over ip genaamd Art-Net. Inmiddels is Art-Net uitgegroeid tot pseudostandaard.
Hoewel de nieuwste revisie van de dmx-standaard mogelijkheden kreeg voor bidirectionele communicatie en foutcorrectie, worden deze mogelijkheden in de praktijk niet benut. Het protocol is daardoor niet betrouwbaar genoeg voor kritische toepassingen. Als een ontvanger mis telt, zal hij de waarde van een ander kanaal aannemen. Omdat de kanaalwaarden voortdurend ververst worden, werkt het protocol voor lichtsturing prima als de bus eenmaal storingsvrij is aangesloten.
Chinese driekanaals-dmx-dimmer van 35 dollar
In domoticatoepassingen is dmx vooral interessant voor het aansturen van dimmers en led-drivers voor rgb-verlichting. Zelfbouwers kunnen er vergelijkbare effecten mee bereiken als met een Philips Hue zonder beperkt te worden tot het assortiment van een bepaalde fabrikant. Zelfbouw kan ook goedkoper zijn. Een losse rgb-powerled en een heatsink om de led te koelen kosten maar een paar euro en kunnen met wat huisvlijt in een armatuur verwerkt worden. Voor de koppeling met een domoticaserver zijn er usb- en ethernet-interfaces (op basis van Art-Net) verkrijgbaar. Ook zijn er interfaces voor EnOcean, knx en Wago-plc’s.
Er is een groot aanbod van redelijke betaalbare dmx-apparatuur voor de hobby- en semiprofessionele dj. Deze categorie producten is bedoeld voor gebruik in uitgaansgelegenheden en op podia, en heeft als nadeel dat de form-factor doorgaans nogal lomp is. Er zijn ook compacte led-drivers verkrijgbaar die zijn gemaakt voor toepassing in de lichtarchitectuur, bijvoorbeeld om een gevel of entree spectaculair uit te lichten. Deze drivers lenen zich beter voor gebruik in huis. Door via dmx gestuurde led-drivers te gebruiken om led-verlichting te dimmen, bespaar je je de ellende die velen zich op de hals halen met het dimmen van leds via generieke dimmers en led-drivers. Normale led-drivers kunnen niet altijd overweg met een dimmer, wat resulteert in ongewenste effecten zoals knipperende leds.
Dmx in de praktijk: het domoticasysteem van Femme
“Mijn domoticasysteem gebruikt dmx voor het dimmen van halogeenverlichting en filamentlampen, en het aansturen van led-drivers. Ik ben sinds 2005 bezig met led-verlichting. Naast het lage energieverbruik zijn voor mij de belangrijkste voordelen de form-factor en de mogelijkheden van kleuren-leds. Tien jaar geleden deed ik al de eerste pogingen om mooie kleurenverlichting te creëren door led-slangen in een koof te verbergen en die per kleur in- of uit te schakelen. Toen ik in 2007 een huis kocht dat ik volledig liet strippen, besloot ik het beter aan te pakken en kwam ik bij dmx terecht als protocol voor lichtsturing. Dit was nog ver voordat Philips Hue en klonen daarvan op de markt kwamen.
In eerste instantie keek ik naar complete armaturen van fabrikanten die zich richten op podium- en gevelverlichting, maar al snel kwam ik erachter dat led-verlichting net zo makkelijk zelf gebouwd kan worden met led-strips en aluminiumprofielen of losse powerleds in aangepaste of zelfgebouwde armaturen. De vloerspots op de deel van mijn huis bestaan uit pvc-pijpjes met een diameter van 110mm die zo'n 15cm verdiept in de betonvloer liggen. Hierin liggen ronde heatsinks waarop warmwitte leds en rgb-leds zijn gemonteerd. De vloerspot wordt afgedekt met op maat gemaakte ring van roestvrijstaal en een diffuus glasplaatje uit een tuinlamp van Intratuin.
Zelfbouw rgb-led-verlichting
Mijn huis is een T-boerderij met vertrekken die deels open zijn verbonden. Zo kun je vanuit het achterhuis de nok en de eetkamer in het voorhuis zien. Met behulp van de input van bewegingsmelders regel ik automatisch de lichtintensiteit in ruimten waarin niemand is, maar die wel een zichtlijn hebben. Zo komen de ruimtelijke kwaliteiten van mijn huis tot hun recht zonder dat er veel energie wordt verspild. Behalve twee halogeenlampjes en enkele filamentlampen met een E27-fitting heb ik geen verlichting in huis die gebruikmaakt van een standaardfitting.
Dmx-gestuurde led-drivers
De installatie bestaat uit een stuk of vijfentwintig led-drivers die via dmx aangestuurd kunnen worden. De drivers werken op 24V gelijkstroom en zijn verdeeld over zes groepen die ieder een voeding hebben met een vermogen van 240W. De voedingen worden met solid state relais geschakeld via de digitale uitgangen op een Wago 750-881-plc. Op die manier kan ik drivers helemaal uitzetten, maar heb ik niet voor elke driver een voeding nodig. Het totale vermogen van de leds achter de drivers is zo'n 30 procent overgedimensioneerd ten opzichte van de voeding, omdat in de praktijk nooit alle kleuren voluit branden. De drivers worden aangestuurd via php-scripts vanuit mijn domoticaserver die op IP Symcon draait en in verbinding staat met een Enttec ODE ArtNet-interface. Via een achtkanaals-dmx-splitter krijgt elke ledgroep een schone kopie van het dmx-signaal. De splitter zorgt ervoor dat ik groepen kan uitschakelen zonder dat dit invloed heeft op de kwaliteit van het dmx-signaal in andere groepen. Ik gebruik drivers uit de LinearDrive DC-, PowerDrive DC- en EcoDrive DC-series van EldoLed. Goedkoop zijn ze niet, maar ze genereren wel mooie geïnterpoleerde fades en zijn compact. Ook kleurovergangen die tientallen seconden duren zijn zeer vloeiend ondanks de beperkte kleurdiepte van 8bit per kanaal waarop ik de drivers aanstuur.
Dankzij dmx ben ik vrij in de verlichting die ik wil gebruiken zonder afhankelijk te zijn van het assortiment van een bepaalde fabrikant. Ik wil ook niet vastzitten aan onhandige form-factors als E27. Ik moet wel zeggen dat het moeilijk is gebleken om mooi warm wit licht te creëren met rgbw-leds, dat doet Philips Hue (of een gezellig gloeidraadje) beter.”
Prijsindicatie
Om aan de slag te gaan met dmx heb je een usb- of ethernet-interface nodig. Ethernet is wat flexibeler en biedt bijvoorbeeld de mogelijkheid om lampen op een smartphone via dmx-apps zoals Luminair te bedienen. Dmx kan niet ingezet worden voor het uitlezen van sensors. Een prijsindicatie voor een complete installatie ontbreekt daarom. Wel hebben we twee compacte, door dmx gestuurde rgbw-led-drivers van de Nederlandse fabrikant EldoLed in de prijsvergelijking opgenomen. De doe-het-zelver kan hiermee zelf kleurenverlichting bouwen. Voor het aansturen van power-leds is een driver nodig die een constante stroomsterkte levert. Led-strips werken op een constante spanning.
Switches en generieke dimmers zijn goedkoop verkrijgbaar via winkels die studio- en podiumapparatuur leveren. Zo heb je voor 68 euro al een switchpack waarmee maar liefst zestien uitgangen geschakeld kunnen worden. De kwaliteit van de goedkopere dmx-producten is wel twijfelachtig. Dit uit zich in enorme prijsverschillen tussen hobby- en professionele apparatuur.
Prijsindicatie dmx (exclusief server) |
|
Basisbenodigdheden |
Prijs |
Controller met usb-interface |
Dmx4all Usb-dmx Stage-profi MK3 Xlr3 |
€ 119,- |
ArtNet-controller (ethernet) |
Dmx4all ArtNet-Dmx Stage-profi 1.1 |
€ 184,- |
|
Actoren |
|
Schakelactor |
Elation DMX-16-SW 16-kanaals dmx switch |
€ 68,- |
Dimmer |
Eurolite EDX-4R 4-kanaals dmx-dimmerpack |
€ 85,- |
Led-driver (const. stroomsterkte) |
EldoLed EcoDrive 45D (45W, 200-1400mA, 4-kanaals) |
€ 85,- |
Led-driver (constante spanning) |
EldoLed LinearDrive 180D (180W, 5-24V, 4-kanaals) |
€ 68,- |
|
Complete installatie |
|
Kleine / grote installatie |
Producten niet veelzijdig genoeg voor complete installatie. |
|
Samengevat
Dmx is evenals 1-Wire een protocol dat een beperkt doel dient, in dit geval lichtsturing. De doe-het-zelver kan met behulp van dmx zelf kleurenverlichting bouwen en putten uit een enorm assortiment aan apparatuur voor studio- en podiumgebruik. Dmx kan goed gecombineerd worden met andere domoticasystemen.
Pluspunten
- Veel semiprofessionele podiumverlichting verkrijgbaar voor gunstige prijzen
- Geschikt voor snelle lichteffecten en fading
- Eenvoudig en robuust protocol
- Geschikt voor lange kabelafstanden
- Interfaces voor EnOcean, knx en plc's
|
Minpunten
- Eenzijdig gericht op lichttechniek
- In de praktijk unidirectioneel
- Hardware voor podiumgebruik heeft vaak lomp formaat
|
Meer informatie en praktijkervaringen over dmx vind je in het topic Digital Multiplex: lichtsturing via DMX .
Gpio en Raspberry Pi of Arduino
 |
Medium: bedraad |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- Homeseer
- OpenHab
- Pilight
- Pimatic
- Fibaro Homecenter
- HomeWizard
- IP Symcon
- Loxone
- Vera
- Zipato
|
De spotgoedkope en ongekend populaire Raspberry Pi is niet alleen een goede basis voor een domoticaserver, maar kan ook ingezet worden om direct digitale en analoge I/O aan te sturen. Een van de doelstellingen van de makers van de Raspberry Pi is om physical computing toegankelijk te maken voor een grote doelgroep. Het sympathieke computertje is hiertoe voorzien van zeventien gpio- (general purpose input output) pinnen, waarvan het gedrag aangestuurd kan worden vanuit software. Op de pagina over de draadloze 433MHz-systemen hebben we al een voorbeeld genoemd van een toepassing van de gpio-pinnen door ze te verbinden met 433MHz-zender- en ontvangerchips. Op die manier kan een Raspberry Pi met behulp van goedkope componenten direct als transceiver fungeren, zonder tussenkomst van een duurdere usb- of ethernet-interface.
De gpio-pinnen bieden talloze andere mogelijkheden. Eenvoudige voorbeelden zijn het uitlezen van de status van een schakelaar of het aansturen van de spoel in een relais via een transistorversterker. Met behulp van vrij beschikbare libraries kunnen de gpio-pinnen functioneren als interface voor eenvoudige protocollen zoals 1-Wire, rs-485, modbus en dmx. Zonder extra hardware kan een Raspberry Pi ingezet worden om bijvoorbeeld 1-Wire-temperatuursensors uit te lezen, dmx-verlichting aan te sturen en via modbus te communiceren met een warmtepomp. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat sommige oplossingen van erg experimentele aard zijn en niet volledig rock solid en waf-compliant zullen functioneren.
Een andere toepassing van de pinnen is het aansluiten van expansieborden waarmee de functionaliteit van de Raspberry Pi uitgebreid kan worden. Een mooi voorbeeld van een dergelijke uitbreidingskaart is de UniPi. De UniPi beschikt over acht relais, veertien digitale ingangen, twee 0-10V- analoge ingangen, één 0-10V-uitgang en een 1-Wire-poort, waarop tientallen 1-Wire-sensors aangesloten kunnen worden. De relais kunnen een stroom van maximaal vijf ampère bij een spanning van 230V schakelen, voldoende voor verlichting en de meeste consumentenelektronica, maar wel minder dan de acht tot zestien ampère die gebruikelijk is bij de schakelactoren van andere systemen. De UniPi kost 139 euro.
Raspberry Pi boven op UniPi-uitbreidingsbord
De Raspberry Pi wordt ondersteund door de softwarepakketten Domoticz, Domotiga, OpenHab, Pilight en Pimatic, en een versie van IP Symcon voor de Raspbery Pi is in ontwikkeling. Pilight is expliciet ontwikkeld om goedkope 433MHz-transceivers aan te sturen via de gpio-pinnen. Bij andere zelfgebrouwen interfaces kan handmatig werk nodig zijn om de interface te laten samenwerken met de domoticasoftware. Naast de Raspberry Pi zijn er andere betaalbare single-board-computers die gpio-pinnen bieden, zoals de Arduino, Hummingboard en Banana Pi.
Zelfbouwdomotica in de praktijk: het domoticasysteem van vincenttor
“De controller die ik gebruik is een gewone computer waarop de domoticasoftware Homeseer draait. Ik heb de keuze voor Homeseer gemaakt na enkele domoticasoftwarepakketten te hebben getest. De reden die voor mij doorslaggevend was, is dat er veel plug-ins beschikbaar zijn voor apparaten die ik in huis had staan en ik graag met een Arduino aan de slag wilde gaan vanwege de oneindige mogelijkheden. Ook draai ik naast mijn domoticasoftware op hetzelfde systeem de ip-camerasoftware Blueiris en een Plex-server. Ik wilde graag een smartphone-app maken, maar als je niet weet hoe iets te schrijven, behalve wat copy- en paste-coding, dan kan het een frustratie zijn om zelf een app te bouwen. De makers van Homeseer zijn hierop ingesprongen door een wysiwyg-editor te maken waarmee je redelijk eenvoudig een app voor een iOS- of Android-smartphone of -tablet in elkaar kunt zetten.
Het systeem dat ik aan het opbouwen ben, is redelijk groot en bestaat voornamelijk uit bedrade sensors en actoren, waaronder glasbreukmelders, pir-bewegingsmelders, 1-Wire-temperatuursensors, dmx-decoders, rfid-readers, magneetsloten, current-transformers, ip-camera's, elektrische gordijnen, elektrische rolluiken en elektrische zonneschermen. Hiermee stuur ik het hele huis aan tot aan alle stopcontacten toe, waarvan ik ook nog eens per stuk het momentele verbruik kan zien met behulp van een Green Eye Monitor van Brultech.

Relaiskasten
Een voorbeeld van een event dat ik als handig ervaar, is dat de rolluiken een commando krijgen om dicht te gaan zodra het erg warm wordt in huis, wat met een huis op het zuiden al snel het geval is. Zo wordt de warmte geweerd en blijft de temperatuur in huis behaaglijk zonder dat ik een airco moet aanzetten om te kunnen slapen. Als ik van huis ga start er een event om alle wandcontactdozen uit te schakelen, behalve de koelkast en andere apparaten die op dat moment aan moeten blijven. Dit zorgt voor een minimaal energieverbruik als ik niet thuis ben. Zodra ik thuiskom gaan bepaalde groepen weer aan. Als ik een kamer binnenloop wordt dit gedetecteerd door een bewegingsmelder en worden de stopcontacten voor deze ruimte een bepaalde tijd aangezet, tot de beweging geheel is verdwenen. Verder laat ik de verlichting oplichten als je een ruimte binnenkomt en dooft de verlichting weer na een bepaalde periode van inactiviteit. Echt nodig heb je het allemaal niet, maar voor mij is het meer een uit de hand gelopen hobby geworden, waar ik plezier aan beleef.
De voordelen van mijn systeem zijn in mijn ogen dat het forum van Homeseer redelijk actief is en de mensen niet te beroerd zijn om mee te denken of in sommige gevallen zelfs een oplossing te schrijven. Ik kan er eigenlijk alles mee besturen en op de dure software na kan ik erg goedkope controllers gebruiken, zoals in mijn geval verscheidene Arduino Mega-bordjes, die gelijk veertig outputs geven. Het aansturen en uitlezen van actoren en sensors is met wat zoekwerk vaak goedkoop te verwezenlijken met koopjesjagen op Marktplaats.
Een nadeel is de hoge prijs van de software; de pro-versie van Homeseer kost al snel vijfhonderd dollar. Ook ligt het energieverbruik van een server met een zware cpu wat hoger dan dat van een systeem met een Atom of andere energiezuinige processors, die voor mij te traag zijn vanwege de rekenkracht die nodig is voor het verwerken van de camerabeelden. Een nadeel van een groot bedraad systeem is dat er ondertussen ruim 4500 meter kabel is getrokken en dit natuurlijk ook de nodige kosten met zich meebrengt, al is Marktplaats in dit geval je vriend met restpartijen. Het duurt ook even voordat je alles hebt werken zoals je wil. Er kan wel eens een foutje optreden en dat moet je dan zien op te sporen.”
Prijsindicatie
Als platform dat slechts generieke inputs en outputs biedt, laat de Raspberry Pi zich niet vergelijken met allesomvattende domoticastandaarden zoals z-wave en knx. Je kunt allerlei kanten uit met het machientje. Om een idee te geven van de kosten zijn we uitgegaan van de combinatie Raspberry met UniPi. Dit duo is veruit de goedkoopste vorm van bedrade domotica in onze vergelijking. Voor 140 euro koop je een bordje dat is voorzien van acht relais, veertien digitale inputs en een 1-Wire-interface, die je de mogelijkheid biedt om goedkope 1-Wire-temperatuursensors te gebruiken.
De mogelijkheden van het systeem zijn wel beperkt. Zo kunnen we niet de twee dimmers aansluiten die onderdeel zijn van de kleine installatie en voor de grote installatie heeft de UniPi te weinig relais. Als alternatief zou een systeem voorzien kunnen worden van een dmx-interface om meer lampen te kunnen dimmen. Ook kun je natuurlijk een z-wave-controller via usb aan de Raspberry Pi koppelen om een deel van de actoren en sensors draadloos aan te sluiten.
Voor een voorbeeld van de kosten van een goedkoop draadloos systeem met 433MHz-zenders en -ontvangers kun je de prijsindicatie van de 433MHz-pagina pakken, waarbij de Rfxcom-transceiver van 110 euro wordt vervangen door een zelfbouwtransceiver van een tientje.
Prijsindicatie Raspberry Pi + UniPi |
| Basisbenodigdheden | Prijs |
Basissysteem |
Raspberry Pi Model B+ (512MB) |
Onbekend |
I/O-uitbreidingsmodule |
UniPi |
€ 139,- |
| Actoren | |
Schakelactor |
8x 230V 5A-relais geïntegreerd op UniPi |
|
Dimmer |
1x 0-10V- analoge uitgang geïntegreerd op UniPi Niko 330-0701-dimmer 0-10V voor din-rail |
€ 87,- |
| Sensors | |
Temperatuursensor |
DS18B20 1-Wire-temperatuursensor in TO92-package |
€ 2,- |
Bewegingsmelder |
14x digitale ingang geïntegreerd op UniPi B&B SMD-bewegingsmelder met digitale uitgang |
€ 19,- |
Wandschakelaar |
14x digitale ingang geïntegreerd op UniPi Generieke wandschakelaar |
€ 10,- |
| Complete installatie | |
Kleine installatie |
(één ipv twee dimmers) |
€ 330,- |
Grote installatie |
Onvoldoende schaalbaar |
|
Samengevat
Mensen die hardcore willen tweaken hebben aan een Raspberry Pi een uiterst betaalbare uitdaging, die veel mogelijkheden biedt. De gpio-pinnen kunnen met minimale bijkomende kosten voor een veelvoud aan taken worden ingezet of worden benut om de Pi uit te breiden met een uitbreidingsbord dat specifiek op domotica is gericht, zoals de hierboven besproken UniPi.
Pluspunten
- Spotgoedkoop
- Open platform
|
Minpunten
- Minder geschikt voor grote installaties
- Steile leercurve
- Discutabele betrouwbaarheid
|
Meer informatie over domotica via de gpio-pinnen van de Raspberry Pi en Arduino vind je in de topics [GPIO] Raspberry Pi en [Discussie] Arduino-topic op het forum.
Wifi en ip-netwerken
Ip-netwerken (via upnp of mqtt)
|
Medium: bedraad en draadloos |
Ondersteund door:
- Domoticz
- Domotiga
- OpenHab
- Fibaro Homecenter
- Homeseer
- HomeWizard
- IP Symcon
- Loxone
- Vera
- Pilight
- Pimatic
- Zipato
|
Het internet-of-things is na big data en cloudcomputing de nieuwste hype in de it-wereld. Het iot maakt een toekomst mogelijk waarin talloze apparaten met ingebakken actoren en sensors via het internet zijn verbonden en informatie met elkaar uitwisselen of opdrachten uitvoeren. Naast toekomstbeelden over sensors in het menselijk lichaam en in zelfrijdende auto’s die informatie met elkaar uitwisselen, zijn de actoren en sensors in een domoticasysteem voorbeelden van dingen in het iot.
De gedachte om bestaande ip-netwerken in te zetten voor domotica is een voor de hand liggende oplossing. Grotere apparaten zoals computers, laptops en smartphones maken immers al jaren gebruik van ip-netwerken om met elkaar en het internet te communiceren. Ieder huis beschikt tegenwoordig over een ip-netwerk en een draadloze variant via wifi. De netwerken zijn betrouwbaar en de reikwijdte kan op een eenvoudige wijze bekabeld of draadloos uitgebreid worden.
Nadelen van het gebruik van ip-netwerken en wifi voor draadloze verbindingen zijn er ook. Vergeleken met draadloze technieken die specifiek op domotica zijn gericht heeft wifi een hoog energiegebruik, wat de techniek ongeschikt maakt voor door batterijen gevoede apparaten. Ook is het uitwisselen van gegevens tussen apparaten die via ip-netwerken communiceren nog niet zo goed georganiseerd als in domoticaprotocollen zoals z-wave en knx. Hier wordt echter aan gewerkt. De upnp-standaard voor universal plug and play, die onder andere wordt gebruikt voor het streamen van video's tussen tv’s en mediaspelers, is zich aan het ontpoppen als de standaard om domotica en iot-apparaten via ip-netwerken met elkaar te laten samenwerken. Upnp gebruikt een combinatie van gevestigde standaarden en principes, zoals http, xml, json, xmpp en soap, om apparaten aan elkaar te knopen. Inmiddels zijn er zogeheten dcp’s ofwel device control protocols gedefinieerd voor het aansturen van beveiligingscamera’s, jaloezieën, klimaatsystemen, verlichting en het schakelen van stroom.

Belkin WeMo-schakelactor en -bewegingsmelder
Upnp staat als oplossing voor domoticatoepassingen nog in de kinderschoenen. Er zijn al apparaten die gebruikmaken van upnp, zoals de WeMo-productlijn van Belkin, maar de integratie in domoticasoftware en -controllers laat nog te wensen over. Alleen OpenHab heeft een binding voor de Belkin WeMo. Vera gebruikt intern upnp als messaging-protocol, maar kan geen upnp-devices als de Belkin WeMo aansturen. Omdat upnp gebaseerd is op open standaarden, is het voor iemand met programmeerervaring niet al te moeilijk om zelf een koppeling met een upnp-apparaat tot stand te brengen. Alle genoemde softwarepakketten en controllers in de compatibiliteitstabel beschikken over een api waarmee je tegen het domoticasysteem aan kunt coden.

ESP8266 wifi-module
Hoewel upnp dankzij het gebruik van open standaarden makkelijk is om voor te ontwikkelen, is het protocol relatief zwaar en minder geschikt voor apparaatjes die een beperkt rekenvermogen hebben. Een lichtgewicht alternatief is het mqtt-protocol, dat specifiek is ontwikkeld voor toepassingen waarin een kleine codevoetafdruk is gewenst en de netwerkbandbreedte beperkt is. Mqtt verzorgt het uitwisselen van berichten volgens een publisher-subscriber-model en is dus een soort Twitter voor netwerkapparaatjes. De standaard wordt onder andere ingezet om telemetriegegevens van satellieten uit te lezen en werd vanwege zijn efficiency door Facebook uitgekozen als protocol voor het uitwisselen van berichten in Facebook Messenger. Mqtt wordt ondersteund door de softwarepakketten Domotiga en OpenHab, en ondersteuning is aanwezig in de bètaversie van Domoticz.
Als plug & play-oplossing heeft mqtt momenteel nog niet zoveel te bieden, maar het protocol heeft wel mogelijkheden voor zelfbouwers. Mqtt kan bijvoorbeeld gebruikt worden om berichten uit te wisselen met kleine ESP8266-wifi-modules die voorzien zijn van gpio-pinnen en de output van een sensor kunnen uitlezen, een relais kunnen aansturen of zelfs als draadloze dmx-interface kunnen dienen. Zo maak je je eigen draadloze domoticasensors en -actoren. De ESP8266 is in verschillende configuraties verkrijgbaar, voor prijzen vanaf zo'n zes euro. Bedenk wel dat je je leven niet per se eenvoudiger maakt door voor de experimentele route te kiezen. Zo laat de stabiliteit van de ESP8266 wel eens te wensen over.
ESP8266-wifi-module met batterij en temperatuur- en luchtvochtigheidssensor
Naast oplossingen die gebruikmaken van open standaarden zijn er talloze wifi-schakelactoren van Chinese makelij die via een smartphone-app bediend kunnen worden en zijn er producten die fabrikantspecifieke protocollen gebruiken. Zo voert Ubiquity onder de naam mFi een uitgebreide productlijn van actoren en sensors die wifi en ethernet als netwerktechnologie gebruiken, maar niet via open protocollen toegankelijk zijn.
Prijsindicatie
De plug & play-domoticaoplossingen die communiceren via ip-netwerken en gebaseerd zijn op open protocollen zijn momenteel nog niet veelzijdig genoeg voor onze voorbeeldinstallatie. Zo ontbreekt het in de WeMo-lijn van Belkin nog aan universele dimmers, temperatuursensors en wandschakelaars. Wel zijn er via wifi bestuurbare led-lampen verkrijgbaar. De hardcore doe-het-zelver kan met behulp van wifi-modules zoals de ESP8266 zijn componenten bouwen.
Prijsindicatie wifi / upnp (exclusief server) |
| Actoren | |
Schakelactor |
Belkin WeMo Switch |
€ 50,- |
Dimmer |
Belkin WeMo LED-startpakket |
€ 66,- |
| Sensors | |
Bewegingsmelder |
Belkin WeMo Switch + Motion |
€ 70,- |
| Complete installatie | |
Kleine installatie |
Producten niet veelzijdig genoeg voor complete installatie. |
€ 655,- |
Samengevat
Domotica over ip-netwerken staat momenteel nog in de kinderschoenen. Het ontbreekt aan een goede standaardisatie en de fabrikanten die initiatieven nemen op het gebied van domotica over ip, bieden een beperkt assortiment. Ook is er vrijwel geen ondersteuning in controllers en softwarepakketten. Dit alles maakt het moeilijk om een veelzijdig en geïntegreerd domoticasysteem te bouwen dat ingezet kan worden voor lichtsturing, energiebeheer en beveiliging. Voor tweakers die bereid zijn om veel tijd te investeren in zelfbouw zijn er dankzij modules zoals de ESP8266 veel mogelijkheden om via wifi je huis te automatiseren.
Pluspunten
- Gebruikt het aanwezige wifi- en ethernetnetwerk
- Veel mogelijkheden voor zelfbouwers
|
Minpunten
- Gebrek aan breed gedragen standaard
- Beperkt assortiment
- Minder geschikt voor door batterijen gevoede apparaten
- Discutabele betrouwbaarheid van zelfbouwoplossingen
|
Meer informatie over de ESP8266 vind je in Het grote ESP8266 topic op het forum.
Conclusie
Op de voorgaande pagina’s hebben we ruim tien standaarden en technieken besproken waarmee je een veelzijdig en geïntegreerd domoticasysteem kunt bouwen. Welke oplossing is nu het geschiktst voor jou? Allereerst is het belangrijk om je te realiseren dat je keuze niet exclusief hoeft te zijn. De meeste domoticasoftwarepakketten en sommige controllers zijn compatibel met een veelvoud aan standaarden. Zo is het mogelijk om een draadloze technologie als z-wave te gebruiken voor apparaatjes waar je niet met een draad bij kunt komen en kunnen apparaten die wel bedraad bereikbaar zijn via knx aangestuurd worden. Protocollen zoals dmx en 1-Wire zijn geëigend voor specifieke toepassingen en kunnen een goede aanvulling zijn op een standaard die geschikt is voor generieke doeleinden.
Een goed uitgangspunt om de keuze van een domoticasysteem te beperken is de vraag of er draadloos of bedraad gecommuniceerd kan worden. Een bedraad systeem is in principe betrouwbaarder, maar zal in bestaande bouw vaak geen optie zijn vanwege de heftige ingrepen die nodig zijn om draden te trekken. Een uitzondering is een systeem dat het stroomnet gebruikt voor communicatie, zoals DigitalStrom doet. Een tweede selectiepunt is het budget. De kosten van de verschillende systemen lopen enorm uiteen. Dit geldt overigens ook voor de kwaliteit. Een tweaker zou ook de tweakbaarheid van een systeem als criterium kunnen nemen.
Van de in dit achtergrondartikel besproken standaarden en technieken zijn er vijf die uitblinken wat prijs, kwaliteit, ondersteuning, mogelijkheden of gebruiksgemak betreft. 433MHz is een leuke categorie voor mensen die voor een zachte prijs aan de slag willen gaan met draadloze domotica en voor lief nemen dat het systeem geen ultieme betrouwbaarheid en schaalbaarheid biedt. 433MHz is ook leuke spielerij voor zelfbouwers. Een stap hoger op de ladder is z-wave, minder tweakbaar, maar wel voorzien van alle features die draadloze technologie betrouwbaar en veilig maken. Er is veel apparatuur voor verkrijgbaar en de kosten blijven in de hand.
Bedraad schakelen met knx of een plc is een flink stuk duurder dan draadloos en dan tellen we de kosten voor kabels en het leggen van leidingen nog niet mee. Hiervoor krijg je wel betrouwbare apparatuur van industriële kwaliteit. Knx is de de facto standaard voor bedrade gebouwautomatisering. Het biedt een flexibele netwerktopologie en een systeem dat autonoom en decentraal functioneert. Een plc heeft lagere kosten en biedt een hogere tweakbaarheid, omdat de sensors en actoren losgekoppeld zijn van de aansturing. In tegenstelling tot knx is er geen ingebakken intelligentie en om een plc autonoom te laten werken, dat wil zeggen onafhankelijk van een domoticaserver, zul je tijd moeten investeren in het leren van plc-programmeertalen.
Gaan installatie- en configuratiegemak voor jou boven lage hardwarekosten en wil je tegelijkertijd de betrouwbaarheid van een bedraad systeem, dan biedt DigitalStrom een mooi alternatief. Er zijn weliswaar nog niet zoveel componenten voor verkrijgbaar, maar het is wel tot in de puntjes afgewerkt.
Dan de afvallers. EnOcean heeft interessante energy-harvesting-technieken, die draadloze sensors zonder batterij mogelijk maken, maar is fors duurder dan z-wave. Knx-rf biedt geen noemenswaardige voordelen ten opzichte van z-wave en EnOcean, behalve de naadloze integratie met bedrade knx-netwerken. Voor zowel knx-rf als EnOcean geldt wel dat er hoogwaardige producten voor de professionele markt verkrijgbaar zijn. De fabrikanten van z-wave-apparatuur bekommeren zich meer om de consument voor wie prijs een allesbepalende factor is.
Domotica over ip-netwerken is nu nog een ongeorganiseerde bende, waarin misschien structuur komt als standaarden als upnp meer tractie krijgen. Het is niet verstandig om er een compleet domoticasysteem op te baseren. Je ip-netwerk leent zich beter als backbone tussen je domoticaserver en interfaces naar bijvoorbeeld een 433MHz-transceiver of plc. Ten slotte zijn er nog de buitenbeentjes dmx en 1-Wire. Deze protocollen dienen een beperkt doel. Dmx is gericht op lichtsturing en 1-Wire is een goedkope oplossing om waarden uit te lezen van sensors die geen snelle responstijd nodig hebben.
Productvergelijking | 433MHz / Kaku | Z-wave | EnOcean | Knx | Knx-rf | DigitalStrom | Plc | 1-Wire | Dmx | Gpio | Ip-netwerken |
---|
Communicatiemedium | Draadloos | Draadloos | Draadloos | Bedraad | Draadloos | Powerline | Bedraad | Bedraad | Bedraad | Bedraad | Draadloos / bedraad |
Draadloze frequentie | 433MHz | 868MHz | 868MHz | | 868MHz | | | | | | 2,4GHz / 5GHz |
Bidirectioneel | Nee | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Nee | Ja | Ja |
Routing | Nee | Ja | Ja | | Nee | | | | | | Ja |
Max aantal hops (1) | 2 | 4 | 6 | | 2 | | | | | | |
Encryptie | Nee | Ja | Ja | Nee | Nee | Nee | Ja | Nee | Nee | Nee | Ja |
Bandbreedte / verversingsfrequentie | Onbekend | 40 - 100Kbit/s | 125Kbit/s | 9,6Kbit/s | 9,6 - 16Kbit/s | 100 - 400bit/s | ~500Hz | 9,6 - 115Kbit/s | 44Hz | 20MHz | 11Mbit/s - 10Gbit/s |
Channel-hopping | Nee | Ja | Nee | | Ja | | | | | | Ja |
Kosten kleine installatie (2) | € 285,- | € 373,- | € 930,- | € 1150,- | € 1520,- | € 1575,- | € 985,- | € 655,- | | | |
Kosten grote installatie (2) | € 565.- | € 1045,- | € 2595,- | € 1905,- | € 2630,- | € 4140,- | € 1630,- | € 1040,- | | | |
Kosten | +++ | ++ | - | - | -- | --- | + | +++ | ++ | +++ | + |
Betrouwbaarheid | --- | + | + | +++ | + | ++ | +++ | ++ | ++ | ++ | + |
Schaalbaarheid | - | ++ | ++ | +++ | +++ | +++ | +++ | + | + | - | +++ |
Veelzijdigheid | + | +++ | ++ | +++ | - | - | +++ | -- | --- | ++ | - |
Installatiegemak | +++ | ++ | +++ | -- | + | ++ | -- | -- | + | --- | +++ |
Tweakbaarheid | +++ | + | + | + | -- | - | +++ | +++ | +++ | +++ | +++ |
(1) Aantal hops met gebruikmaking van routers of repeaters.
(2) Kosten exclusief server, bekabeling en montagetoebehoren. Zie pagina 2 voor samenstelling van voorbeeldinstallaties.
Dit artikel kwam mede tot stand dankzij bijdragen van ThinkPad, GENETX, HeroS, Cobaltjeh, vincenttor en tss68nl, en de feedback van gebruikers in het Duurzame Energie & Domotica-forum op GoT.
Wil je meer te weten komen over het bouwen van een domoticasysteem, lees dan verder in de volgende artikelen en topics: