EnOcean trådlös standard beskriver batterifri teknik som säljs under varumärkena Dolphin och Easyfit. Läs här hur systemet fungerar utan kablar och ledningar, vilka fördelar och nackdelar det har och hur säkert systemet verkligen är.
För att de många elektriska hjälparna ska kunna arbeta i vardagen behöver de först sin egen energi. Ofta drivs de av batterier som måste bytas ut regelbundet - ”grön” teknik ser annorlunda ut. Detta tänkte EnOcean GmbH för 15 år sedan. Med sina batterilösa radiomoduler har de hittat en innovativ lösning som det smarta hemmet alltid har energi tillgängligt. Idén är baserad på ”principen om energiskörd”. Energi genereras från de minsta förändringarna i miljön och används för att sända radiosignaler. Tekniken är lovande. Den används redan i mer än 2 500 000 byggnader över hela världen. Det förekommer inte bara i nya byggnader - det kan också eftermonteras vid ombyggnad eller renovering.Eftersom radiomodulerna bara kommer i funktion på kommando genererar de lite elektrosmog och är mycket lämpliga för dagis och sjukhus ur byggnadsbiologisk synvinkel.
Dessutom är EnOcean kompatibel med trådbundna hemautomationssystem och olika bussystem. De använder redan EnOcean-teknik för att komplettera sina egna system där de inte är tillräckligt flexibla själva.
Ursprung och historia
EnOcean GmbH grundades 2001 och är ett företag från Siemens AG. Det är baserat i Oberhaching i München och tog de första batterifria radiomodulerna på marknaden efter bara ett år. Detta batterilösa trådlösa sensorsystem utgör grundtekniken för den trådlösa standarden för hemautomation. Företagsnamnet EnOcean bygger på observationen att världen är ett hav fullt av bortkastad energi.
År 2008 bildades EnOcean Alliance, en sammanslutning av olika företag som har gjort det till sitt mål att främja kompatibilitet och samarbete mellan olika system baserat på EnOcean trådlösa standard. Dessutom ska ytterligare automatiseringslösningar skapas för hållbara byggprojekt, som alla arbetar med batterifri trådlös teknik. Kompatibla produkter från alla områden inom byggnad och hemautomation utvecklas gradvis för att kunna erbjuda ett komplett smarthemsystem i framtiden. Dessutom hoppas EnOcean att använda radioteknik i miniatyrbrytare, små trådlösa temperatursensorer och sensormoduler i framtiden. Dessa bör sedan hällas i maskindelar,att implementera smart boende på ett energieffektivt sätt i alla livets områden.
En lovande princip för sakernas internet
De batterilösa radiosensorerna möjliggör kommunikation mellan underhållsfria IoT-enheter (IoT = Internet of Things) baserat på olika radiostandarder som EnOcean, Zigbee och Bluetooth. Lösningarna används i byggnadsautomation, smarta hem, LED-belysningskontroll och i industriella applikationer.
Tekniken är baserad på den så kallade "energi skörd principen" (bokstavligen översatt: skörd energi). Energi från miljön används. Till exempel när du använder en omkopplare med fingret. Den resulterande piezoelektriska effekten genererar elektriska laddningar på ytan. De inbyggda, miniatyriserade energiomvandlarna kan omvandla denna energi till en radiosignal som överförs från ljusbrytaren till den centrala smarta hemkontrollen eller till exempel belysningen. Dolphin-modulerna och Easyfit-produkterna från EnOcean använder inte bara energi från rörelse utan också från ljus och jämna temperaturskillnader, till exempel från spillvärme. EnOcean arbetar också med att utveckla energi i framtiden med hjälp av rotations- och vibrationsomvandlare.Det skulle erbjuda helt nya möjligheter - till exempel gas- och vattenmätare roterar under drift och maskiner och människor genererar vibrationer.
Energiomvandlaren ECO 200 omvandlar linjära rörelser till energi.
- Energi från rörelse
ECO 200 är en energiomvandlare för linjära rörelser och kan till exempel omvandla energi när en omkopplare manövreras. Funktionen liknar den för en dynamo och ger energi omedelbart. ECO 200 kan användas för att styra PTM 330-sändarmoduler.
Den miniatyriserade solcellen kan till och med omvandla ljuset inifrån rum till elektricitet.
- Energi från ljus
Miniatyriserade solmoduler som inte är större än 13 mm x 35 mm kan till och med använda ljus inomhus. De är avsedda att användas med STM-sensormodulerna. Om solen inte skiner ger en extra integrerad lagringskondensator den saknade energin.
DC-omvandlaren ECT 310 Perpetuum använder värme som strömkälla.
- Energi från temperaturskillnader
DC-omvandlaren ECT 310 Perpetuum kan nu också omvandla värme som genereras, till exempel på varma maskindelar, på kylaren eller till och med på människokroppen, till elektrisk ström.
lediga platser
De vanligaste användningsområdena för EnOcean i Smart Home finns i omkoppling av elektriska laster såsom rumsbelysning, luftkonditionering i rummet eller fjärrkontakt. Och det finns andra konkreta fördelar förutom den självförsörjande strömförsörjningen. Tack vare den trådlösa tekniken kan du placera alla strömbrytare där du behöver dem: vare sig det är bredvid soffan för att slå på TV: n och hi-fi-systemet eller ännu bättre som en allomkopplare bredvid ingångsdörren. Om du vill omforma din lägenhet kan du enkelt demontera de skruvade eller limmade brytarna.
Kan EnOcean användas över hela världen?
EnOcean kan användas över hela världen eftersom olika frekvenser väljs beroende på land. Frekvensen 868 MHz används i Europa och har definierats som en internationell standard av IEC sedan mars 2012.
Bra att veta: För Nordamerika behöver du moduler med 902 MHz enligt FCC / IC-specifikationen. I Japan är moduler med 928 MHz enligt ARIB-specifikationen lämpliga.
Radioprotokollets tillämpning och räckvidd
EnOcean-enheter används i flera system. Du kan till exempel använda bygghanteringssystemet från BACnet eller KNX och ändå integrera radiobaserade enheter från EnOcean i nätverket med hjälp av vissa gateways.
EnOcean använder så kallad ”mesh-nätverkstopologi”. Det förstås vanligtvis vara ett nätverk där varje nod är ansluten till minst två andra. Men det finns också möjlighet att nätverket bara har flera noder. Fördelen är att det är det mest felsäkra och kraftfulla nätverket. Den komplexa routingen är dock problematisk.
Vanligtvis är varje nätverksnod i ett nätverk ansluten till flera andra.
Eftersom EnOcean erbjuder både enkelriktade och dubbelriktade radiomoduler, dvs. inte alla enheter kan kommunicera i alla riktningar, använder den bara nätverksnätet i begränsad utsträckning. De dubbelriktade enheterna kan ta över routningsfunktioner och användas som en gateway. Ibland kan det också hända att dubbelriktade manöverdon och sensorer är närvarande. Ofta är dessa också utformade som sändare eller mottagare, men de måste generera sin energi från miljön och kan därför inte generera tillräckligt med energi för dubbelriktad kommunikation.
Sk EEP (EnOcean Equipment Profiles) används för att säkerställa framgångsrik kommunikation. Dessa definieras av EnOcean Alliance och möjliggör sömlöst samarbete mellan system från olika tillverkare. EnOcean planerar dock redan en allmän profil med ett förenklat applikationslager för att kunna klara sig utan onödiga komponenter.
I alla avseenden fäster EnOcean stor vikt vid enkelhet. Till exempel när det gäller att minimera potentiella kollisioner under dataöverföring. Detta innebär att alla slutpunkter i det trådlösa nätverket skickar ut data i så kallade telegram. Integriteten hos dessa meddelanden verifieras av det centrala systemet med hjälp av en kontrollsumma. Varje telegram upptar bara ett litet tidsfönster (cirka ett millisekund). Dessutom kan det inte förekomma störningar för WLAN-, Dect- eller PMR-system.
Räckvidden i byggnader är upp till 30 meter. Detta kan dock förbättras med hjälp av WiFi-nätförstärkare.
Säkerhet för EnOcean trådlös standard
Dolphin-arkitekturen som introducerades 2010 möjliggjorde dubbelriktad kommunikation och därmed förbättrade systemets säkerhet. För att förhindra att data hamnar i fel händer finns det flera komponenter som kan användas för att undvika detta.
En av dessa mekanismer är "rullande kod", en ständigt föränderlig kod med vilken en autentiseringskod (CMAC, Cipher-based Message Authentication Code) beräknas. Avsändaren måste verifiera sig själv med mottagaren med hjälp av denna kod.
Dessutom överförs radiodata i krypterad form. Och varje enhet får ett fast 32-bitars identifieringsnummer som inte kan ändras under tillverkningen, vilket gör det tydligt igenkännligt.
Bra att veta: Säkerhetsinställningarna gäller endast original EnOcean-komponenter. Vissa komponenttillverkare använder inte dessa säkerhetsalternativ för sina enheter.
Spridning av EnOcean-teknik
EnOcean-teknik används redan av över 50 systemintegratörer. Målet är att utveckla och tillverka slutprodukter för hemautomation, industriell automatisering och användningsområden som transport och logistik. Tillverkare är till exempel Zumtobel, WAGO och Somfy. Jung och Siemens använder protokollet för väggbrytare, Eltako för rök-, rörelse- och temperaturdetektorer eller fönster- och dörrkontakter. I Tyskland erbjuds EnOcean-tekniken av vissa tillverkare av prefabricerade hus under sina egna varumärken. Detta inkluderar till exempel Weberlogic från WeberHaus.
Fördelar och nackdelar med EnOcean-teknik
- fördelar
Den omisskännliga fördelen med EnOcean-teknik är att den fungerar utan batterier eller kablar. Detta kan spara upp till 40 procent av energiförbrukningen. Dessutom är nästan alla enheter underhållsfria och har lång livslängd. EnOcean kan kommunicera med alla befintliga bussystem som KNX eller BACnet via gateways.
Dessutom är antalet sensorer obegränsat. Om du vill distribuera dessa runt huset behöver du inte plocka upp en borr, du kan fästa strömbrytarna och sensorerna var som helst. Detta gör EnOcean perfekt för renovering i byggnader där det är svårt att lägga kablar. Till exempel i Semperoper i Dresden, där EnOcean-baserade produkter installerades eftersom områden i byggnaden är listade och kablar är förbjudna.
Signalernas korta sändningstid gör radiostandarden inte bara energieffektiv utan också låg strålning.
- nackdel
Medan självdrivna trådlösa moduler var en unik försäljningsargument för EnOcean i början, blir det nu mer och mer konkurrens. ZigBee har redan insett potentialen, till exempel. Det måste dock noteras att inte alla tekniker fungerar med ett så lågt effektbehov som EnOcean. Det kan hända att utvidgningen av en skördefunktion, till exempel med ZigBee, kanske inte ger resultat som är jämförbara med EnOcean.
Äldre EnOcean-komponenter fungerar fortfarande enkelriktat. Den enkla konstruktionen av radiostandarden kan innebära en viss säkerhetsrisk. Eftersom den energibesparande modellen för enkelriktad kommunikation innebär att det inte finns någon bekräftelse på att data har mottagits. En ökad säkerhetsstandard ges endast av Dolphin-arkitekturen.
