Fundamentos y Funcionamiento del Estándar KNX para la Automatización de Edificios

1. El Estándar KNX

El KNX es un sistema de bus de campo basado en un par de conductores trenzados que permiten la comunicación y alimentación del sistema. Se define como un sistema descentralizado, ya que no requiere de un controlador central; en su lugar, cada componente integra su propio microprocesador. Una de sus grandes fortalezas es el uso de un software único e independiente del fabricante.

Modos de configuración de KNX

• Modo Sistema (S-Mode): Diseñado para instaladores preparados. Ofrece el mayor grado de funcionalidad y se configura íntegramente mediante un PC.
• Modo Fácil (E-Mode): Orientado a instaladores con formación básica y sin conocimientos profundos de programación. Posee funciones limitadas, dado que los componentes ya vienen preprogramados de fábrica.

Medios de comunicación

• PL-110 (Powerline): Utiliza la línea eléctrica de 230V como medio de comunicación, con una velocidad de transmisión de 1200 bits/s.
• RF (Radiofrecuencia): Alcanza una velocidad de transmisión de 38,4 kbits/s.
• TP (Par Trenzado): Con una velocidad de transmisión de 9600 bits/s, es el medio idóneo para instalaciones nuevas. Transporta tanto los telegramas de datos como la tensión de alimentación de 29V.
• Ethernet (IP): Permite el envío de telegramas KNX a través de protocolos IP, facilitando la comunicación entre varios edificios y el mantenimiento a distancia.

Ventajas del Sistema KNX

• Reducción del cableado y de los costes globales de la instalación.
• Integración de todas las funciones de control en un solo sistema.
• Escalabilidad: es posible ampliar y modificar funciones simplemente mediante reprogramación.
• Interoperabilidad: permite instalaciones con componentes de diferentes fabricantes.
• Conectividad extendida: capacidad para conectar y gestionar complejos de diferentes edificios.

2. Tecnología y Funcionamiento

A. Transmisión de datos

La transmisión de datos se realiza en serie de manera simétrica, enviando la información en telegramas a través del bus, desde un sensor hacia uno o varios actuadores. Los dos hilos del bus alimentan el sistema a 24Vcc y transmiten los datos simultáneamente. En este esquema, un 0 lógico se transmite como un pulso de tensión, mientras que la no recepción de ningún pulso se interpreta como un 1 lógico.

B. Alimentación del sistema KNX/TP

Todos los componentes operan a 24Vcc, por lo que es necesaria una fuente de alimentación que transforme los 230Vca en 24Vcc. Cada línea cuenta con su propia fuente de alimentación con regulación de tensión y corriente. El consumo de potencia es de aproximadamente 150-200mW por componente, con la posibilidad de instalar dos fuentes de alimentación en paralelo.

Cada componente se conecta al bus por medio de un acoplador, el cual alimenta la parte electrónica del componente en corriente continua y utiliza un transformador para la transmisión de datos en forma de corriente alterna.