Smarthome Gebäudesystemtechnik / Hausautomation / Bussystem

[Mycraft]

Bewegungsmelder:

Bewegungsmelder vs. Präsenzmelder im Vergleich:
Während Präsenzmelder auf kleinste Bewegungen reagieren müssen, so sind doch die Bewegungsmelder nur zur Überwachung von weitreichenden Fluren, Außenbereichen oder ähnlichem zuständig. Bei Bewegungsmeldern liegt deren Aufgabe auch hauptsächlich darin, das Licht bei klaren Bewegungen ein zu schalten, wobei diese Funktion helligkeitsabhängig programmiert werden kann. Zudem bleibt das Licht solange an, wie eine Bewegung signalisiert wird und schaltet sich erst dann wieder aus, wenn alles still ist. Zwar gestaltet sich das Grundprinzip bei den Präsenzmeldern identisch, dennoch erfolgte bei dieser Bauweise eine besondere Feinabstimmung, die es ermöglicht, Licht bei bedarf wieder aus zu schalten. Der feinmechanische Sensor reagiert auf kleinste Helligkeitsunterschiede und kann dank einem hochauflösenden Erfassungsfeld das Licht nach freiem Ermessen an- und ausschalten. Ein Melder der buchstäblich mitdenkt und den Alltag erleichtert. Schließlich braucht man sich um das Licht keine Gedanken mehr zu machen. So kann man die Betätigung des Lichtschalters vollkommen aus den Augen verlieren. Bzw. können Lichtschalter in den Durchgangsräumen (Flure, Dielen, Ankleiden, Treppenhäusern) gleich ganz eingespart werden.

Hier ist der innere Aufbau der beiden Varianten zu sehen. Der Unterschied ist deutlich erkennbar. Präsenzmelder besitzen mehrere PIR-Detektoren. Bewegungsmelder in der Regel nur einen.

Präsenzmelder:

Bewegungsmelder:

 

[Almo85]

Gute Übersicht über Präsenz -und Bewegungsmelder.
Vielleicht wären noch Informationen zu Temperatursensor, Luftfeuchte oder ähnlichem interessant.

schöne Grüße
Almo

 

[Mycraft]

Binäreingänge:

Binäreingänge sind einfache Geräte, welche binäre Ereignisse sprich eine 1 oder eine 0 (auch Ein/Aus) registrieren und an den Bus senden können um z.B. so eine Statusmeldung auszugeben oder andere Funktionen auszulösen.

Sehr einfach lässt sich mittels eines Binäreingangs eine Zählerfunktion z.B. für den Wasserverbrauch realisieren, wenn man einen Wasserzähler mit einem Impulsausgang oder Reedkontakt hat.

Binäreingänge gibt es in der Regel als REG-Einbaugeräte mit 4/6/8/16/32 Eingängen, oder als Unterputzvariante(auch Tasterschnittstelle genannt) mit 2/4/6 Eingängen. Natürlich findet man auch andere Kanalzahlen, aber das sind die gängigsten. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass es Binäreingänge für 230V Wechselspannung und für 0-30V Gleichspannung und auch potentialfreie zur Auswahl stehen.

An die Binäreingänge lässt sich somit alles anbinden was einen Kontakt schließen/öffnen kann und durch den Binäreingang erhält man dann diese Information auf dem Bus und entsprechend der Programmierung dann auch an Schaltern, Displays, oder anderen Augabegeräten.

Man kann so z.b. neben dem erwähnten Wasserzähler auch die Statusinformation der Fenster-/Türkontakte, Leckagemelder, Rauchmelder, Füllhöhen von Zisternen oder auch einen üblichen 0815-Lichtschalter auf den Bus bringen.

 

[Mycraft]

Temperatursensoren:

Standalone Temperatursensoren mit direkter KNX Anbindung für den Innen- oder Außenbereich sind selten bzw. praktisch nie für unter 50 Euro(pro Stück) zu bekommen. Bei anderen Bussystemen oder ist dies bedeutend günstiger und deswegen bedient man sich im KNX unter Umständen und bei Bedarf anderer Systeme zur Temperaturerfassung wie z.B. 1-Wire.

Es sind aber auch Temperatursensoren in Raumtemperaturreglern, Präsenzmeldern, Tastsensoren oder anderen Busteilnehmern bei entsprechender Ausstattung eingebaut und so kann man sich dieser bedienen.
Der Vorteil direkter KNX-fähiger Temperatursensoren ist, dass man diese direkt kalibrieren kann und oft eine Menge an Zusatzfunktionen vom Hersteller dazubekommt. Es ist eben nicht nur ein "dummer" Temperaturfühler. Sondern ein eigenständiges Gerät mit Auswerteeinheit, Statistikfunktionen, logischen Operationen usw.

Auch gibt es REG- und UP-Geräte welche dann den Anschluss mehrerer Temperaturfühler erlauben und so der Preis pro Temperaturmessstelle insgesamt günstiger wird.

Hier ein Paar Beispiele:

 

[Mycraft]

Darüber hinaus gibt es für die diversen Systeme in der Gebäudesystemtechnik passende Sensoren für jede Aufgabe.

Als da wären: Feuchtesensoren(oft kombiniert mit Temperatur), Mischgas-/Luftqualitätsensoren(oft mit C02 kombiniert), Leckagesensoren, Luxmesser, Anemometer, pH-Wert, Globalstrahlung, Strom- und Spannung, Regen und Bodenfeuchte, Wasserstand, Fahrzeugerkennung, Laserentfernungsmesser oder optische Sensoren diverser Art und Aufgaben.

Nicht selten sind die Sensoren kombiniert, denn so spart man sich eine weitere Auswerteeinheit und kann gleich mehrere Umwelteinflüsse auf einmal Messen und weitergeben. Dies senkt natürlich den Preis für den Endkunden und steigert die Attraktivität.

Alles das vergrößert die Gesamtfunktionalität des Systems und schafft somit "Augen und Ohren" mit denen dann das Haus/Wohnung lokal als Reaktion auf die eintretenden Ereignisse selbstständig Entscheidungen treffen kann. Vorher definierte Parameter können starr oder flexibel ausgeführt werden z.B. mittels Hysterese oder selbstlernenden Algorithmen. Und so z.B. die Leistung der Lüftungsanlage erhöhen falls gekocht wird oder die Beregnung im Garten bei Regen abstellen oder gar nicht erst starten, da Regen erwartet wird.

Auch hierzu ein paar Beispiele.

Temperatur/Feuchte/Klima

Sensor / -Regler für Wasserqualität

Globalstrahlungssensor

Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Bodenfeuchte

 

[Mycraft]

Gateways in einem automatisiertem/"intelligentem" Haus:

Ein Gateway ist gewissermaßen ein Tor, zugleich aber auch ein Schlüssel. Mit dessen Hilfe werden verschiedene Rechnernetze und verschiedene Technologien hinsichtlich ihrer Konnektivität verbunden, damit diese weiterhin kommunizieren und miteinander funktionieren können. Unter anderem werden unterschiedliche Protokolle miteinander verbunden, aber auch Synergien zwischen verschiedenen Geräten hergestellt: beispielsweise E-Mails in Fax oder SMS in E-Mails. Damit ein Haus erst "smart" ,"intelligent" oder was auch immer werden kann bedarf es an Gateways. Denn die Hersteller der Endprodukte machen es einem nicht leicht und jeder hat natürlich sein eigenes System, welches er aus welchen Gründen auch immer zur Zeit favorisiert.

Ein Smarthome ist bekanntermaßen ein Zuhause, in welchem technische Komponenten untereinander vernetzt werden, sich zentral- und dezentral steuern lassen und zugleich Synergien zueinander entwickeln können - beispielsweise wenn sich beim Öffnen der Tür automatisch die Beleuchtung einschaltet oder wenn beim Verlassen des Hauses der Abwesenheitsmodus und die Alarmanlage aktiviert werden. Wer die Beleuchtung mit einem Smartphone steuert (z.B. mit Philips Hue oder Osram Lightify) oder seine Rollläden elektrisch herunterlassen kann (z.B. mit Somfy TaHoma), hat also nicht automatisch ein Smarthome, sondern viel mehr eine moderne, technische Einrichtung. Damit sich diese tatsächlich für intelligentes und cleveres Wohnen klassifiziert, muss sie untereinander Synergien entwickeln und aufeinander reagieren - das funktioniert unter anderem mit Hilfe von Gateways.

Je mehr unterschiedlichster Komponenten sich im smarten Home befinden, welche herstelleregene Wege der Kommunikation benutzen, desto stärker steigt also auch die Anzahl der Gateways, die untereinander kommunizieren müssen. Da kein einheitlicher Standard für alle Geräte auf der Welt existiert, wir uns jedoch einer (oder mehreren) Eselsbrücken bedienen können in Form von weltweit gültigen Standards für Kommunikationsprotokolle(TCP/IP, KNX, Z-Z-Wave, Bluetooth, WLAN, Modbus etc.). So lassen sich beliebigen Komponenten auf der Hard- und Softwareebene verbinden und aus einer Anwendung z.B. Browser steuern, konfigurieren und überwachen.

Gateways gibt es in den verschiedensten Formen und Varianten als Hardware- oder auch als Softwarebaustein.

Manche Systeme gehen den unbequemen Weg und versuchen möglichst viele Gateways als "Universalgateway" in einem Gerät zu unterbringen. Dies hat oft zur Folge das der Endkunde unnötige Funktionen bezahlen muss und/oder Geräte instabil funktionieren und zu Ausfällen neigen. Für jedes Protokoll ein eigenes Gateway ist weitaus eleganter und hat den Vorteil, dass der Funktionsumfang jedes Kommunikationskanals(bei Bedarf/Wunsch) vollends ausgenutzt werden kann und nicht beschnitten wird, da die Bandbreite etc. für ein anderes vorgesehen ist.

Hier eine Auflistung welche Protokolle und Hersteller man heutzutage so verbinden kann. Die Geräte der Hersteller können dann z.B. durch das Medium KNX miteinander "reden". (Natürlich geht noch viel mehr aber das würde hier den Rahmen sprengen)

z-Z-Wave, zigBee, EnOcean, Bluetooth, Homematic, WLAN, DALI, CAN, LON, M-BUS, RS232, RS485 TCP/IP, IoT(Alexa, Sonos und Co.), HTTP, MQTT, SNMP, DMX, MODBUS, BOSCH 4A, 1-Wire, effeff BCM925, EsserNet, Honeywell MB100.10, Warema, Somfy, Hue, Hörmann, Velux, Daikin, Becker, ekey, AMX, Crestron, Panasonic, Axis, Berbel, Miele usw.

Darüber hinaus gibt es noch diverse Softwarekonzepte, welche z.B. auf einem Raspberry Pi ähnliches verrichten können wie: IPSymcon, SmarthomeNG, Openhab, FHEM, ioBroker, Homekit usw. Die Softwarelösungen gehen aber dann den Weg der totalen Kontrolle und setzten sich quasi oben auf das System. So wird die ganze Kommunikation überwacht, gesteuert und ggf. durch Logikfunktionen ergänzt. Nachteil hierbei ist, sollte der Server ausfallen ist gleichzeitig alles ausser Betrieb und meist nur noch manuell bedienbar. Bei dezentralen Systemen fällt niemals alles komplett aus(Außer bei einem Stromausfall, aber auch hier kann man vorsorgen) und so ist die Chance eines Totalausfalls mehr als gering.