Simon Buddle bespreekt de voor- en nadelen van de enkellijns KNX topologie en de voordelen van het gebruik van lijnkoppelaars om afzonderlijke lijnen en voedingen te ondersteunen, vooral in appartementsgebouwen.
Naarmate we vorderen, lijken de omvang en reikwijdte van alle technische producten exponentieel toe te nemen, zoals in de Wet van Moore. Mijn Commodore64 personal computer zou nu worden uitgelachen, maar hij kon functioneren als een eenvoudige tekstverwerker en deed zijn werk goed. Hij was ontworpen voor die tijd. Internet bestond toen nog niet (in mijn huis), browsen deed je in etalages en we gebruikten nog steeds de papieren Londen A tot Z stratenatlas om ons door de stad te verplaatsen. Wat zijn de tijden veranderd.
Voor- en nadelen van een single-line topologie
Ik breng een groot deel van mijn tijd door met het werken met AV-dealers, met het programmeren van KNX-systemen waar ik over het algemeen weinig mee te maken heb, totdat ik ter plaatse kom en een set geïnstalleerde en onder spanning staande producten te zien krijg. Natuurlijk, met de huidige KNX architectuur die gebruik maakt van de TP1-256 topologie, is het gemakkelijk te zien waarom systemen gebouwd worden met honderden busdeelnemers op één enkele lijn met één massieve voeding. De systeemarchitectuur ondersteunt dit; de voedingen zijn meer dan capabel om genoeg stroom te leveren en het vereist niet veel denkwerk of zelfs ontwerp.
Er is echter een inherent risico: een enkele lijn en een enkele voeding betekent een enkel storingspunt voor het hele systeem. En hoewel meerdere voedingen en zelfs een back-up batterij deze zorg kunnen wegnemen, kan de enkele lijn nog steeds een probleem vormen.
Lijnkoppelingen gebruiken met gescheiden lijnen en PSU’s
Een recente ervaring toonde me de waarde van lijnkoppelingen met gescheiden lijnen en voedingseenheden (PSU’s). Ik kwam op locatie aan met de AV-installateur en kreeg een groot systeem te zien. Het systeem bestond aanvankelijk uit 187 apparaten – een heel Kensington-pand van vijf verdiepingen op één lijn. Toen ik producten begon te laden, kregen we problemen met de communicatie. Nu is het gemakkelijk (en correct) om te zeggen dat de KNX bus meer dan capabel is om met dit aantal busdeelnemers om te gaan zoals een enkele lijn. Maar is het praktisch?
Toen we het systeem ‘bouwden’, begonnen we downloadproblemen te krijgen. De aard van de symmetrische gegevensoverdracht van KNX is ontworpen om ruisproblemen in het systeem te overwinnen. Het principe is eenvoudig en hetzelfde als ‘gebalanceerde audio’ transmissie in de professionele audiowereld. Stuur het signaal in tegengestelde fase op elke lijn en vergelijk ze aan het einde. Als elke gegevensbit geen exacte spiegel is, dan is het ruis en kan dus worden weggegooid.
Lokale communicatie
Voor uw gemoedsrust ontwerp ik een systeem graag zo dat alle apparaten op een lijn in grote lijnen lokaal communiceren op de lijn. Bijvoorbeeld, laten we zeggen dat we 5 slaapkamers hebben met keypads, verwarming en airconditioning. De KNX buskabel (lijn) voor die verdieping moet verbonden zijn met elk keypad, de verwarmingsregelaars, verlichtingsactuators, evenals de KNX AC interfaces. Het is goed mogelijk dat het keypad zowel als lichtschakelaar en als thermostaat werkt.
In deze configuratie communiceert het keypad alleen op de lokale KNX-lijn, of het nu verlichtingssturingen stuurt of verwarming of koeling oproept. Dit eenvoudige principe is al jaren een van de sterke punten van een KNX-systeem. Gesegregeerde lijnen minimaliseren het communicatieverkeer doorheen het systeem. Elke lijn is elektrisch geïsoleerd en kan indien nodig worden beveiligd met KNX. Het instellen van een blok appartementen zou zeker een lijnkoppelaar nodig hebben en KNX Secure zou per appartement ingesteld moeten worden.
We hebben dus één principe van een horizontaal te leggen kabel per verdieping die lokale KNX busdeelnemers oppikt. Als we meerdere verdiepingen hebben, en dus waarschijnlijk meerdere verlichtingscontrolepanelen, zou het zinvol zijn om minstens twee KNX buskabels verticaal door het gebouw te laten lopen naar elk verlichtingspaneel. Elk verlichtingspaneel zou op zijn beurt het begin (en einde) van de horizontale KNX-buskabel moeten zijn. Als deze configuratie wordt geïnstalleerd, dan hebben we de volledige flexibiliteit om ofwel een enkele lijn te hebben of om een hoofdlijn te creëren met lijnkoppelingen per verdieping.
Terug naar de Kensington job. We splitsten het huis op in drie lijnen, voegden een lijnkoppelaar en voeding toe. Dit loste niet alleen de downloadproblemen op (waarvan we later ontdekten dat het een aardingsprobleem was met de afscherming van de KNX-buskabel – aard het niet mensen en vertel de elektriciens hetzelfde!), maar het verminderde ook de communicatie op het systeem enorm.
Conclusie
Hoewel het mogelijk is om een volledig systeem op een enkele lijn/kabel te laten werken, is het verstandig om een paar eenvoudige ontwerpprincipes toe te passen die u zullen helpen als er problemen zijn. Of nog beter, gebruik lijnkoppelingen en KNX Secure om je een zekere mate van elektrische isolatie en databeveiliging te geven van verdieping tot verdieping of van appartement tot appartement.
De kosten van een paar voedingen en lijnkoppelingen betalen zich terug in de vorm van vele goede nachten slaap na de klus. Eén lijn betekent nog steeds één storingspunt. Door de lijn op te splitsen in meerdere lijnen verkleinen we het risico op dat ene storingspunt en vergroten we dus de robuustheid van de installatie.
Simon Buddle CEng MIET is consultant voor Future Ready Homes, een specialist in het ontwerpen van BMS en ELV servicesystemen.
