Fuente de alimentación KNX en edificios y viviendas inteligentes

 

KNX para edificios de  nueva construcción

La demanda de comodidad y  versatilidad, ya sea en casa o un edificio comercial, está creciendo  rápidamente en los últimos años. Esto implica un complejo sistema de control  inteligente flexible, fácil de instalar, seguro y  de bajo consumo para el control de edificios inteligentes. En el pasado,  este tipo de sistemas eran bastante complicados de montar en términos de cableado  porque cada función del dispositivo necesita su propio cable de control físico tal  como muestra la Figura 1. Además, requieren una gran cantidad de esfuerzo en  términos de diseño e instalación previa y más tarde entraña una gran dificultad  su mantenimiento. Sin olvidar que tal cantidad de cables suponen un alto riesgo  de incendio para cualquier sistema. Se comenzó a desarrollar por  tanto un nuevo tipo de instalación para la comunicación unidireccional entre  controlador, sensor y actuador conocido como sistema KNX. El sistema KNX se  basa en la instalación de un bus de control independiente formado por dos hilos  en el interior de una manguera que transmite señales entre los dispositivos  instalados en paralelo al cable de red. Por lo tanto el sistema KNX reduce sustancialmente  el trabajo de los cableados eléctricos en el interior del edificio y disminuye  aún más el riesgo de incendios y el mantenimiento de los equipos.

FIGURA 1

Figura 1. Sistema  tradicional (izquierda) frente a sistema KNX (derecha).
 
Fuente de  alimentación para bus KNX

El sistema KNX que hemos visto anteriormente  se trata de un modelo muy simple, con pocos dispositivos, pero también existen  sistemas muy complejos con cientos de dispositivos para su uso dentro de un mismo  edificio. En ambos casos, se necesita una fuente de alimentación KNX para  alimentar el bus. En esta parte, se explica por qué una fuente de alimentación  KNX es esencial para el entorno del bus KNX y no puede ser reemplazada por una  fuente de alimentación conmutada de tipo convencional.
El primer escenario es un sistema simple formado por dos  dispositivos  integrados en el bus KNX tal  como se muestra en la Figura 2 (botón de ducha de pared y pulsador para  controlar las persianas eléctricas). Cuando el usuario pulsa el botón con el  fin de subir la persiana y ver a través de la ventana,  el sistema no está funcionando. El comando  digital que parte del botón no se puede transmitir al actuador para el control  de la persiana porque el bus KNX no está alimentado.
En el segundo escenario tenemos una fuente de alimentación  convencional de 30 Vcc alimentando el bus. Ahora a través del botón podríamos  transmitir la señal de salida, el llamado pulso activo, hacia el bus. Sin  embargo, el actuador todavía no es capaz de recibir y enviar una respuesta  correcta porque esta señal no está integrada dentro del protocolo KNX.
En el tercer escenario se añade una fuente de alimentación  KNX con filtro integrado en el sistema. Cuando el botón transmite la señal de pulso  activo hacia el bus, la fuente de alimentación KNX emite como respuesta otro pulso  regulado gracias al filtro que lleva   integrado. Los datos se transmiten en serie  y de acuerdo con unas reglas fijas (protocolo). De esta forma se “empaqueta” la  información que se envía en forma de telegrama a través del bus desde un sensor  hasta uno o varios actuadores. Los telegramas se modulan de tal forma que un  “cero lógico” se transmite como pulso. La “no-recepción” de ningún pulso se  interpreta como un “uno lógico”. Esta secuencia de "0" y  "1" representa la función que dirigimos desde el actuador al sistema  de persianas.
En este último escenario el sistema KNX está funcionando correctamente. Podemos  añadir más dispositivos KNX, para regular la calefacción, seguridad ... etc., que  se regirían por el mismo principio de funcionamiento y formarían parte del  mismo bus de comunicaciones para una máxima flexibilidad.
Para la transmisión y recepción de señales en el bus cada  dispositivo KNX consume 10 mA de la fuente de alimentación. Por tanto, en el  caso de que la fuente de alimentación KNX tenga una corriente de 640 mA, significa  que el número máximo permitido de dispositivos en el bus es de 64 unidades. Una  fuente de alimentación KNX con filtro integrado será crucial para mantener el  funcionamiento normal de este tipo de bus KNX.
FIGURA 2
 
Figura 2. Escenario 1 con el bus sin accionar (izquierda)                    
Escenario 2: el bus es accionado pero no por  una fuente KNX (medio)                    
Escenario 3: El bus está completo y  trabajando con protocolo KNX enviando las              
señales binarias, 0 y 1, para una correcta  comunicación
 
El tamaño importa

Todo dispositivo KNX, incluido el control, sensores y  actuadores están, en general, instalados en un armario dentro de un edificio.  La dimensión del dispositivo KNX debe ser diseñado de acuerdo con la norma DIN  43880 para asegurar la uniformidad de la instalación. La anchura del  dispositivo KNX está formado por una o múltiples unidades estándar (U) y, por  definición, cada U no debe superar los 18 mm. Los principales modelos de  fuentes KNX del mercado con una corriente de 640 mA, tienen 4U de ancho o más. La  aparición de un nuevo producto con un diseño más delgado (3U) nos permite la  instalación de otros dispositivos KNX en el mismo espacio dentro el armario dotando  de mayor funcionalidad a los edificios inteligentes.
 
Conclusión
 
El sistema KNX ofrece una gran cantidad de beneficios para  el funcionamiento automatizado de edificios y viviendas. La fuente de  alimentación KNX es un elemento clave dentro del bus de comunicaciones para  ejecutar el entorno KNX sin problemas. Con más de 30 años de experiencia con fuentes  de alimentación de tipo industrial, el modelo KNX-20E de MEANWELL está  diseñado para ser un sistema fiable y seguro como solución en los sistemas de  bus KNX.
 
KNX-20E