Bezdrátový standard EnOcean popisuje technologii bez baterií, která se prodává pod značkami Dolphin a Easyfit. Přečtěte si zde, jak systém funguje zcela bez kabelů a vodičů, jaké výhody a nevýhody z něj vyplývají a jak je systém skutečně bezpečný.
Aby mnoho elektrických pomocníků mohlo pracovat v každodenním životě, potřebují nejprve vlastní energii. Často jsou napájeny bateriemi, které je třeba pravidelně vyměňovat - „zelená“ technologie vypadá jinak. To si před 15 lety myslela společnost EnOcean GmbH. S rádiovými moduly bez baterií našli inovativní řešení, díky kterému má inteligentní dům vždy k dispozici energii. Myšlenka je založena na „principu získávání energie“. Energie se generuje při nejmenších změnách prostředí a používá se k přenosu rádiových signálů. Technologie je slibná. Již se používá ve více než 2 500 000 budovách po celém světě. Nevyskytuje se pouze v nových budovách - lze jej také dovybavit při dovybavení nebo renovaci.Vzhledem k tomu, že rádiové moduly vstupují do činnosti pouze na povel, generují malý elektrosmog a jsou z hlediska biologie budov velmi vhodné pro mateřské školy a nemocnice.
EnOcean je navíc kompatibilní s kabelovými systémy domácí automatizace a různými systémy sběrnice. Už používají technologii EnOcean k doplnění svých vlastních systémů, kde sami nejsou dostatečně flexibilní.
Původ a historie
EnOcean GmbH byla založena v roce 2001 a je podnikem společnosti Siemens AG. Sídlí v Oberhachingu v Mnichově a na trh přinesl první bezdrátové moduly bez baterií již po jednom roce. Tento bezdrátový senzorový systém bez baterií tvoří základní technologii pro bezdrátový standard pro domácí automatizaci. Název společnosti EnOcean je založen na pozorování, že svět je oceán plný promarněné energie.
V roce 2008 byla založena EnOcean Alliance, sdružení různých společností, které si za svůj cíl stanovilo cíl podporovat kompatibilitu a spolupráci různých systémů založených na bezdrátovém standardu EnOcean. Kromě toho mají být zavedena další automatizační řešení pro udržitelné stavební projekty, které všechny pracují s bezdrátovou technologií bez baterií. Postupně se vyvíjejí kompatibilní produkty ze všech oblastí automatizace budov a domů, aby bylo možné v budoucnu nabídnout kompletní systém inteligentních domů. EnOcean také doufá, že v budoucnu využije rádiovou technologii v miniaturních spínačích, malých bezdrátových teplotních senzorech a senzorových modulech. Ty by pak měly být nality do částí stroje,realizovat inteligentní život energeticky účinným způsobem ve všech oblastech života.
Slibný princip pro internet věcí
Bezdrátové bezdrátové senzory umožňují komunikaci mezi bezúdržbovými zařízeními IoT (IoT = internet věcí) na základě různých rádiových standardů, jako jsou EnOcean, Zigbee a Bluetooth. Řešení se používají v automatizaci budov, inteligentní domácnosti, ovládání LED osvětlení a v průmyslových aplikacích.
Tato technologie je založena na takzvaném „principu získávání energie“ (doslovně přeloženo: získávání energie). Využívá se energie z prostředí. Například když ovládáte spínač prstem. Výsledný piezoelektrický jev generuje na povrchu elektrické náboje. Vestavěné miniaturizované převaděče energie mohou tuto energii přeměnit na rádiový signál, který se přenáší ze spínače světla například na centrální inteligentní ovládání domácnosti nebo na osvětlení. Moduly Dolphin a produkty Easyfit od EnOcean využívají nejen energii z pohybu, ale také ze světelných a rovnoměrných teplotních rozdílů, například z odpadního tepla. EnOcean také pracuje na vývoji energie v budoucnosti pomocí rotačních a vibračních měničů.To by nabídlo zcela nové možnosti - například plynoměry a vodoměry se během provozu otáčejí a stroje a lidé generují vibrace.
Převodník energie ECO 200 převádí lineární pohyby na energii.
- Energie z pohybu
ECO 200 je převodník energie pro lineární pohyby a může například přeměňovat energii, když je aktivován spínač. Funkce je obdobou funkce dynama a poskytuje energii okamžitě. ECO 200 lze použít k ovládání vysílacích modulů PTM 330.
Miniaturizovaný solární článek dokáže dokonce převést světlo z vnitřních prostor na elektřinu.
- Energie ze světla
Miniaturizované solární moduly, které nejsou větší než 13 mm x 35 mm, mohou dokonce používat světlo uvnitř. Jsou určeny pro použití se snímacími moduly STM. Když slunce nesvítí, chybějící energii dodává další integrovaný akumulační kondenzátor.
DC měnič ECT 310 Perpetuum využívá jako zdroj energie teplo.
- Energie z teplotních rozdílů
DC měnič ECT 310 Perpetuum nyní může také přeměňovat teplo, které vzniká například na teplých částech stroje, na chladiči nebo dokonce na lidském těle, na elektrický proud.
volná místa
Nejběžnější oblasti použití EnOcean v Smart Home lze nalézt ve spínání elektrických spotřebičů, jako je osvětlení místnosti, klimatizace v místnosti nebo dálkově přepínatelné zásuvky. Kromě soběstačného napájení existují další hmatatelné výhody. Díky bezdrátové technologii můžete umístit všechny spínače tam, kde je potřebujete: vedle gauče zapnout televizi a hi-fi systém, nebo ještě lépe, jako vypínač úplně vedle vstupních dveří. Pokud chcete přepracovat svůj byt, můžete snadno demontovat šroubované nebo lepené spínače.
Lze EnOcean používat po celém světě?
EnOcean lze použít po celém světě, protože v závislosti na zemi jsou vybrány různé frekvence. Kmitočet 868 MHz se používá v Evropě a je definován jako mezinárodní standard podle IEC od března 2012.
Dobré vědět: Pro Severní Ameriku potřebujete moduly s 902 MHz podle specifikace FCC / IC. V Japonsku jsou vhodné moduly s 928 MHz podle specifikace ARIB.
Aplikace a rozsah rádiového protokolu
Zařízení EnOcean se používají napříč systémy. Můžete například použít systém správy budov z BACnet nebo KNX a stále integrovat radiová zařízení od EnOcean do sítě pomocí určitých bran.
EnOcean používá takzvanou „topologii síťové sítě“. Obvykle se rozumí sítí, ve které je každý uzel připojen k alespoň dvěma dalším. Existuje však také možnost, že síť má pouze několik uzlů. Výhodou je, že jde o nejbezpečnější a nejvýkonnější síť. Složité směrování je však problematické.
Každý síťový uzel v síťové síti je obvykle připojen k několika dalším.
Vzhledem k tomu, že EnOcean nabízí jednosměrné i obousměrné rádiové moduly, tj. Ne všechna zařízení mohou komunikovat všemi směry, využívá síťovou síť pouze v omezeném rozsahu. Obousměrná zařízení mohou převzít funkce směrování a lze je použít jako bránu. Občas se také může stát, že jsou přítomny obousměrné ovladače a senzory. Často jsou také navrženy jako vysílače nebo přijímače, ale musí generovat svou energii z prostředí, a proto nemohou generovat dostatek energie pro obousměrnou komunikaci.
K zajištění úspěšné komunikace se používají takzvané EEP (EnOcean Equipment Profiles). Ty jsou definovány aliancí EnOcean a umožňují bezproblémovou spolupráci mezi systémy od různých výrobců. EnOcean však již plánuje obecný profil se zjednodušenou aplikační vrstvou, aby se mohl obejít bez zbytečných komponent.
V každém ohledu EnOcean přikládá velkou důležitost jednoduchosti. Například pokud jde o minimalizaci potenciálních kolizí během přenosu dat. To znamená, že všechny koncové body v bezdrátové síti odesílají data v takzvaných telegramech. Integrita těchto zpráv je ověřována centrálním systémem pomocí kontrolního součtu. Každý telegram zabírá pouze malé časové okno (přibližně jednu milisekundu). Kromě toho nemůže docházet k rušení pro systémy WLAN, Dect nebo PMR.
Dosah v budovách je až 30 metrů. To však lze zlepšit použitím opakovačů sítě WiFi.
Zabezpečení bezdrátového standardu EnOcean
Architektura Dolphin představená v roce 2010 umožnila obousměrnou komunikaci a zlepšila tak zabezpečení systému. Abychom zabránili tomu, že se data dostanou do nesprávných rukou, je možné se tomu vyhnout pomocí několika komponent.
Jedním z těchto mechanismů je „postupný kód“, neustále se měnící kód, pomocí kterého se počítá ověřovací kód (CMAC, šifrovací ověřovací kód zprávy). Odesílatel se musí pomocí tohoto kódu ověřit u příjemce.
Rádiová data jsou navíc přenášena v šifrované podobě. A každé zařízení obdrží pevné 32bitové identifikační číslo, které nelze během výroby změnit, což je jasně rozpoznatelné.
Dobré vědět: Nastavení zabezpečení se vztahuje pouze na původní komponenty EnOcean. Někteří výrobci komponent tyto možnosti zabezpečení pro svá zařízení nepoužívají.
Šíření technologie EnOcean
Technologie EnOcean již používá více než 50 systémových integrátorů. Cílem je vyvíjet a vyrábět konečné produkty pro domácí automatizaci, průmyslovou automatizaci a oblasti použití, jako je doprava a logistika. Výrobci jsou například Zumtobel, WAGO a Somfy. Jung a Siemens používají protokol pro nástěnné spínače, Eltako pro detektory kouře, pohybu a teploty nebo okenní a dveřní kontakty. V Německu nabízejí technologii EnOcean někteří poskytovatelé montovaných domů pod vlastní značkou. To zahrnuje například Weberlogic od WeberHaus.
Výhody a nevýhody technologie EnOcean
- výhody
Nezaměnitelnou výhodou technologie EnOcean je, že funguje bez baterií nebo kabelů. To může ušetřit až 40 procent spotřeby energie. Kromě toho jsou téměř všechna zařízení bezúdržbová a mají dlouhou životnost. EnOcean může komunikovat se všemi stávajícími systémy sběrnice, jako je KNX nebo BACnet, prostřednictvím bran.
Kromě toho je počet senzorů neomezený. Pokud je chcete rozmístit po domě, nemusíte sbírat vrtačku, přepínače a senzory můžete kdekoli nalepit. Díky tomu je EnOcean ideální pro renovace budov, ve kterých je obtížné pokládat kabely. Například v Semperoper v Drážďanech, kde byly instalovány produkty na bázi EnOcean, protože jsou uvedeny oblasti budovy a kabeláž je zakázána.
Krátká doba přenosu signálů činí rádiový standard nejen energeticky účinným, ale také nízkým radiačním.
- nevýhoda
Zatímco bezdrátové moduly s vlastním napájením byly na začátku jedinečným prodejním místem EnOcean, nyní existuje stále více konkurence. ZigBee již například tento potenciál poznal. Je však třeba poznamenat, že ne každá technologie pracuje s tak nízkým požadavkem na výkon jako EnOcean. Může se stát, že rozšíření funkce sklizně, například pomocí ZigBee, nemusí přinést výsledky srovnatelné s výsledky EnOcean.
Starší komponenty EnOcean stále fungují jednosměrně. Jednoduchá konstrukce rádiového standardu může znamenat určité bezpečnostní riziko. Protože model úspory energie jednosměrné komunikace znamená, že neexistuje potvrzení, že data byla přijata. Zvýšený bezpečnostní standard je dán pouze architekturou Dolphin.