02 Oct

Empezando con KNX

02 Octubre 2011 |
Written by maji
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1.- ¿POR DONDE EMPIEZO? NECESIDADES:

empezando_knx_0 En este primer tutorial vamos a ver como parametrizar aparatos para empezar con algo simple, por ejemplo: encender y apagar una luz.

Tenemos de partida una lámpara (o varias) que queremos controlar. Así a ojo lo primero que necesitamos es:

1-. Algún aparato para conectar nuestra lámpara y que permita encenderla y apagarla de manera “domótica”.

Necesitamos lo que en el argot de la automatización llamamos un actuador, no es más que un dispositivo que lleva incorporado uno o varios relés que abren y cierran según la parametrización que se le haya programado. Los actuadores no son más que relés cuyo comportamiento podemos parametrizar. Por lo general suelen tener varios canales (un canal es un puerto de conexión del relé para conectar la lámpara o el enchufe que queramos integrar en nuestra red domótica)

Dentro de los aparatos domóticos los actuadores tienen más o menos canales, mayor o menor número de funcionalidades y otras series de características que los diferencian (como por ejemplo integrar un “control manual” a modo de interruptor)Aunque todos van a funcionar bien siempre es bueno conocer los diferentes tipos de dispositivos en el mercado: ¿Cual elijo? Depende de varias cosas, lo primero que tenemos que saber es “que” queremos controlar así como “cómo” queremos controlarlo. Si va a ser una luz sólo para encender y apagar, si queremos temporizarla, si queremos condicionar el encendido a que sea de noche, etc... Todas estas cosas ayuda saberlas antes de ver que aparato seleccionar, nuestra primera misión es apagar y encender una luz, luego el actuador más simple de un sólo canal nos valdría, pero como somos previsores y en breve vamos a controlar más cosas mejor seleccionar uno con más canales en previsión de integrar más cosas...que suele pasar. Luego la misión de los actuadores es llevar información del bus y convertirla a un evento en el mundo real, por ejemplo: encender la luz

2-. Algún aparato que nos permita indicarle si queremos apagar la luz o encenderla

De igual manera que tenemos actuadores para darle a la domótica la capacidad de “actuar” sobre nuestra instalación (en este caso), una bombilla, también deberíamos tener dispositivos que nos ayuden a “decirle” a la domótica que hacer y como hacerlo, para eso están los “sensores”.

Hay sensores de todo tipo: de temperatura, de luminosidad, de consumos, detectores de presencia, de fuego, de agua, etc, ... En nuestro caso lo que nos interesa es integrar un interruptor como los que usamos para apagar y encender la luz en una instalación convencional (cerrando o abriendo el circuito de fuerza que alimenta la bombilla con los 230 Vac) o bien el formato pulsador como por ejemplo los pulsadores de luz que hay en las escaleras donde le das un toque y enciende la luz durante X segundos.

En cualquier caso la misión de nuestro sensor elegido será “interpretar eventos y comunicar” a la domótica que una persona quiere operar con la domótica para realizar una operación, en este caso: pulsando un botón o interruptor. Luego la misión de este sensor será “detectar” la posición del interruptor o saber si estamos pulsando un botón o está suelto:

Integraremos los pulsadores mediante dispositivos domóticos llamados entradas digitales. Si los actuadores eran la forma de comunicarse del bus domótico al nivel mundo real, encendiendo la luz; las entradas digitales permiten llevar la información en el sentido contrario, desde el mundo real al mundo de la domótica, dicho de otra forma es nuestra manera de “decirle cosas a la domótica”: “Domótica, Quiero encender la luz”.

En la domótica la mayor parte de las operaciones de eventos son del tipo acción y reacción preprogramada, por ejemplo:

Si pulso el botón X enciende la luz 1
Si pulso el botón Y apaga la luz 1
Si la posición del interruptor esta arriba enciende la luz 2
Si la posición del interruptor esta abajo apaga la luz 2
Si pulso el botón T quiero que si la luz 3 estaba apagada, se encienda, y que si estaba encendida se apague. Dicho de otro modo, que conmute la luz.
Si pulso el botón Z durante 1 segundo apaga la luz 1 y 2

Pues esa es la misión de las entradas digitales como parte del gran grupo de los sensores, llevar información del mundo real al bus.

Nuevamente aquí volvemos a tener la duda de antes: “hay muchos aparatos KNX de entradas digitales” ¿Cual elijo? Volvemos a lo mismo que antes, todo depende del uso que le vayamos a dar. Las opciones más habituales están presentes en todos los aparatos KNX, pero igual necesitamos algo que sólo algunos de ellos son capaces de ofrecer (funciones lógicas, temporizadores, etc.) Por esa razón es bueno conocer las gamas de aparatos de cada fabricante, para coger lo mejor de cada casa.

2-. PREPARACIÓN

Ya sabemos que necesitamos, ahora hay que buscarlo. Por si acaso no lo sabías, hay un software común para todo el mundo de domótica KNX, se llama ETS, actualmente en su versión 4. El software está creado y gestionado por la Asociación KNX en Bruselas. Es de pago, aunque ofrecen desde su web una versión limitada a 3 elementos que puede venir muy bien a aquel que quiera empezar a “jugar” con este mundillo. Más información y descargas en :

www.knx.org

Este software es necesario para parametrizar todos los aparatos KNX, no es que estén incluidos todos los aparatos KNX ya metidos y preparados para empezar a programarlos, no. La finalidad de este software es la de dar soporte a los productos de cada fabricante mediante formato de base de datos, para que ellos mismos desarrollen el software en concreto para su producto, lo cuelguen en su página web para que tú, libremente, lo bajes y lo añadas a tu base de datos particular donde se guardarán los aparatos que usas, la parametrización que les asignaste y en general, todos los datos de tu proyecto.

Asique si no lo tenéis id bajándolo y seguimos. ¿Ya? Pues lo siguiente será ir de “compras” y elegir los aparatos, podemos si conocemos productos de un determinado fabricante ir a su página web y buscar el logo KNX en la zona de descargas, habrá un apartado con la base de datos de sus productos. Esas bases de datos serán las que luego importaremos al ETS y nos permitirán parametrizar el aparato físicamente.

Alguna página de ejemplo:

empezando_knx_1

empezando_knx_2

En concreto son páginas de descargas de dos fabricantes distintos, uno alemán: Ligg & Janke y otro español, Zennio. El ejercicio de encender y apagar luces los vamos a hacer con aparatos de estas dos marcas, podéis probar de otros fabricantes y así ver las diferencias entre ellos que viene muy bien para comprender como funciona cada uno y ver que hay diferencias muy interesantes entre aparatos.

En este ejemplo, usaremos el actuador MAX6 y el dispositivo de entradas QUAD de Zennio y el actuador de 6 canales de 16A y un dispositivo de 9 entradas digitales de Ligg & Janke. Hay aparatos que son mixtos y que tienen entradas y salidas juntas en el mismo aparato, pero para no liar las cosas vamos a ponerlo de primeras, por separado.

Como hemos visto nos lo podemos bajar de la página del fabricante , o bien de distribuidores multifabricante, como futurasmus que tienen una herramienta muy interesante en su web para buscar dispositivos, de hecho, la web es la que es muy interesante, si tenéis un ratillo deberíais pasaros y echarle un ojo. Os dejo una captura donde se puede ver el software para añadir al ETS

www.futurasmus.es

empezando_knx_3

3-. MANOS A LA OBRA

En este punto, ya tenemos el software (ETS 3 ó 4), las bases de datos de los aparatos que necesitamos y sabemos (más o menos) lo que queremos hacer, que por ejemplo pudiera ser la gestión de 3 luces distintas mediante un interruptor convencional de dos posiciones (apagado y encendido), un pulsador convencional doble con un botón para apagar y otro botón para encender una luz, y otro pulsador que diferencie entre pulsación corta (y me conmute la luz) y pulsación larga (que me permita apagar todas las luces). Nuestro esquema lógico sería algo así:

Si pulso el botón X enciende la luz 1
Si pulso el botón Y apaga la luz 1
Si la posición del interruptor esta arriba enciende la luz 2
Si la posición del interruptor esta abajo apaga la luz 2
Si pulso el botón T quiero que si la luz 3 estaba apagada, se encienda, y que si estaba encendida se apague. Dicho de otro modo, que conmute la luz.
Si pulso el botón Z durante 1 segundo apaga la luz 1 y 2

Osea 3 luces, un interruptor y cuatro botones o pulsadores ¿lo tenemos claro?

Lo siguiente será conectar las luces a los canales de conmutación tal y como indican las instrucciones el fabricante, son relés así que lo único que hacen los canales o relés es de interruptor virtual. Abren o cierran la fase de la luz. El mismo fabricante, junto al software que te has bajado, tiene las hojas técnicas del producto donde te dice como conectar cada terminal del aparato, no tiene perdida. Por ejemplo pongo el PDF con las conexiones del Actuador MAX6 de Zennio:

empezando_knx_4

La conexión de las entradas es igual de fácil, cada entrada digital consta de 2 hilos conectados, y suele tener su número indicativo y su correspondiente común (o bien un común para todas las entradas del aparato). El funcionamiento de este tipo de entradas se basa en que el aparato pueda notar que la resistencia entre el común y cada entrada varía entre infinito (circuito abierto entre la entrada y el común) y 0 o cercana a 0 (cortocircuito entre la entrada y el común). El resto será programar el comportamiento que queramos para cada evento pues no es nada más que notar que botón se ha pulsado o en que posición está el interruptor. Nuevamente la hoja técnica del producto de cada fabricante nos lo debería dejar claro (aunque desgraciadamente esto no siempre es cierto y a veces hay problemillas, pero eso es para otro momento). Ejemplo de conexión de entradas:

empezando_knx_5

Esto nos abre un diálogo con un explorador en busca de proyectos (extensión *.pr*) o aparatos (extensión *.vd*), buscamos lo que nos hemos bajado (descomprimimos si es necesario) y al aceptar nos indica que queremos importar a nuestra base de datos: En este caso un actuador, seleccionamos y le damos a importar:

empezando_knx_6

Con esta acción ya tenemos en nuestra base de datos todo para configurar el actuador de Zennio, ahora sólo falta repetir el proceso con los otros 3 aparatos para continuar.

¿Ya? Pues ya tenemos todo para empezar a añadir aparatos, pero antes un pequeño inciso a modo de introducción a la topología de redes KNX:

“En este tutorial vamos a ver como parametrizar la instalación con sentido más sencilla posible, osea una instalación de par trenzado y conexión en árbol o en red (nunca con bucles) con fuente de alimentación, el cable que une los elementos y los actuadores y sensores, nada más, a esto lo vamos a llamar “linea KNX”.

La estructura que soporta este sistema está formado por la unión de líneas como la que vamos a definir aquí. Tantas como se necesiten para adaptarse a las necesidades del proyecto hasta un máximo de 16 líneas por agrupación, también conocida como “área”.

Un área KNX por lo tanto es una agrupación de líneas conectadas para trabajar de manera conjunta, a su vez estas áreas se agrupan, hasta un total de “16”, que sería el máximo tamaño de la topología KNX.

Hay mucho que hablar sobre este tema pero va a quedar para otro apartado, ahora el objetivo es comprender el funcionamiento “lógico” de la filosofía KNX aplicado a una sola linea.

A modo de resumen:

Los aparatos KNX se agrupan en líneas que es la unidad funcional más básica con sentido KNX. Estas líneas se pueden agrupar hasta un máximo de 16 en un área. A su vez se pueden interconectar hasta 16 áreas. De esta manera cualquier aparato queda identificado por un número formado por 3 dígitos diferentes (o coordenadas) condicionados por su posición dentro de la red KNX.

Por ejemplo nuestro actuador tendrá un identificador dentro de nuestra instalación tanto para poderlo identificar tanto físicamente como a nivel de protocolo, será del tipo: “X.Y.Z” es decir este aparato está dentro del área X, y dentro de el área X está en la línea identificada como Y, por último para identificar al un aparato dentro de la línea se usa la tercera coordenada, la Z. Como veremos más adelante los aparatos que añadamos serán del tipo 1.1.Z, osea todos estarán en el área 1 y a su vez dentro de ese área se ubica la línea 1, y dentro de esa línea estarán el aparato 1 (1.1.1), el 2 (1.1.2) y así sucesivamente hasta el máximo de aparatos por línea (256*)”

Después de importar todos los aparatos que vamos a necesitar, ahora si que empezamos:

Al cerrar el menú de importación y de nuevo en el menú ETS pulsamos sobre nuevo proyecto para crear el nuestro:

Nos pide un nombre para identificarlo, junto con el tipo de instalación que va a ser TP (twisted pair, osea par trenzado frente al PowerLine) y si crea ya una linea KNX (línea 1.1, es decir, según la topología que usa KNX crea el área 1, y dentro de ese área crea la línea 1, que por lo tanto queda indexada por la secuencia 1.1). Seleccionamos TP y que cree la linea 1.1 y así tenemos lo siguiente:

empezando_knx_7

Nos ha creado un proyecto con el nombre que le dimos y nos ha creado tal y como le hemos indicado, una linea y un área donde empezaremos a trabajar. Si no nos gusta el nombre o el número de la “Nueva línea” y la “Nueva área” se puede cambiar fácilmente con el botón derecho accediendo a las propiedades.

Visualmente se nos presenta la pantalla de trabajo dividida en 3 ventanas desde las cuales organizaremos todo nuestro proyecto. Estas ventanas son:

1. La ventana de topología: Es en esta ventana donde podemos ver que aparatos que hay en cada linea y navegar por ellos dentro de la topología que hayamos diseñado. Además, podemos ver que objetos o “puntos para relacionar”nos “ofrece” cada aparato. Cada aparato al seleccionarlo nos ofrece los objetos que tiene para comunicarse y que serán los que interrelacionemos entre ellos para parametrizarlos y que se comporten como nosotros queremos. Si hacemos clic con el botón derecho sobre el aparato accedemos a todas las opciones posibles de configuración para ese aparato, lógicamente cambian en función del tipo de aparato seleccionado.

2. La ventana de Direcciones de Grupo: Esta es la estructura lógica de datos ordenados, que tenemos que crear nosotros desde 0. Básicamente es una estructura en árbol de 2 o 3 niveles donde vamos a definir nuestro proyecto. En este caso es muy sencillo y casi de cualquier forma lo vamos a entender, pero en un proyecto grande puede ser caótico si no está bien ordenado y seguimos un criterio para su creación. Como vamos a ver los dispositivos tienen objetos de comunicación, y esta estructura de datos no es más que la base para crear direcciones de grupo (cada una de las hojas del árbol creado) en donde juntar objetos de 2 o más aparatos para relacionarlos, más adelante veremos como.

3. La ventana de vista de edificios: de primeras no la vamos a usar, es como una especie de estructura de la red domótica pero visto desde el punto de vista del edificio que contiene la instalación, es útil para saber la localización física exacta de cada dispositivo así como ver de un vistazo las partes que forman el edificio. También nos vale para ordenar los aparatos por funcionalidades como iluminación, persianas, clima, etc.

Lo primero es añadir los aparatos ¿cómo? Fácil, vamos a la vista de topología donde podríamos navegar por toda nuestra estructura del proyecto, que en este caso es pequeñita: Un área (área 1), donde meter líneas y una línea, (línea 1) donde meter aparatos.

Si vamos encima de nuestra linea llamada “Nueva línea” y pulsamos boton derecho del ratón nos aparece una serie de opciones entre las que se encuentra y seleccionamos “Añadir aparatos”. Nos aparece esta ventana:

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Es un buscador de aparatos entre todos los aparatos que hayamos añadido a nuestra base de datos, para añadir un aparato a la linea no tenemos nada más que buscarlo, por marca o por referencia, seleccionarlo y darle a “insertar” o mejor con un doble clic nos lo mete en la línea. Lo mejor en este caso es seleccionar en fabricante “cualquiera” y darle a encontrar, ahí nos salen todos, desde el primero al último hacemos doble clic en todos y salimos (o bien los seleccionamos todos y le damos al botoncico de insertar.... para gusto los colores)

El resultado es que en la ventana de topología tenemos los 4 aparatos:

empezando_knx_9

Ahora podemos probar a seleccionar cada aparato en el arbol del menú de la izquierda de la ventana de topología para ver que objetos de comunicación nos brinda cada aparato (es posible que sin configurar nada no nos aparezca ningún objeto, pero bueno, eso también es digno de ver para notar las diferencias existentes al modificar los parámetros del propio aparato).

En este caso vemos como los aparatos de Zennio sin parametrizar nada no ofrecen objetos, en contraposición con los de Ligg & Janke que de primeras ya tiene algunos objetos activos:

Objetos de las entradas del Quad de Zennio:

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