KNX

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KNX - LogoIl nonno saggio degli standard dedicati alla domotica: è KNX, il primo – storicamente – ad esser impiegato per la realizzazione di impianti di questo tipo nonché il primo ad esser riconosciuto a livello mondiale (ISO/IEC 14543) ed europeo (EN 50090 – EN 13321-1). Questo standard, nato ormai molti anni or sono, è il prodotto dell’unione di tre pre-esistenti standard allo scopo di uniformare la crescita, la diffusione e realizzazione di impianti domotici e di building automation (come Hotel, uffici e altre realtà di ampia scala).

I tre standard alla base di KNX sono:

  • EIBA ( European Installation Bus Association)
  • EHSA (European Home Systems Association)
  • BCI (BatiBUS Club International)

L’associazione KNX conta all’oggi oltre 500 aziende produttrici (numero in continua crescita), circa 8000 prodotti ed è presente nel mondo in 190 paesi. Tra i marchi facenti parte figurano anche noti marchi italiani quali Vimar e Bticino, nonché colossi stranieri quali Siemens, ABB, Daikin e Fujitsu (vedi elenco aggiornato).

Come tutti gli standard, KNX garantisce che qualsiasi componente certificato sia integrabile con un impianti basati su tale tecnologia, garantendo – cosa importante – la retrocompatibilità.

I mezzi/protocolli trasmissivi su cui si basa lo standard KNX sono sostanzialmente quattro:

  • doppino “Twisted Pair” (doppino bifilare in rame solido);
  • powerline;
  • radiodiofrequenza;
  • TPC/IP.

Tutti e quattro i canali di comunicazione possono essere usati simultaneamente, utilizzando appositi apparecchi che fungono da interfaccia. Il mezzo tipicamente più usato – specialmente in ambito civile – è il doppino “Twisted Pair” (o “TP”).

Architettura di base

L’architettura di un impianto basato su standard KNX si basa su alcuni concetti ed elementi cardine.

Linea

Doppino twisted pair
Il doppino “twisted pair”.

Il doppino “Twisted Pair” (il mezzo trasmissivo più diffuso in questo tipo di impianti nonché il più semplice da introdurre) è sostanzialmente un tratto di cavo (certificato anch’esso KNX) a cui è collegato un alimentatore a 29 volt. La topologia dell’impianto può essere lineare, o a stella, o un mix delle due: ciò che è importante è che il bus non debba compiere anelli chiusi.

Ciascuna linea può ospitare fino ad un massimo di 64 dispositivi. Una linea “TP” può essere lunga al massimo 1 chilometro; ciascun dispositivo non deve distare più di 350 metri da un alimentatore e tra due dispositivi non devono esserci più di 750 metri.

È possibile realizzare impianti più complessi utilizzando più linee collegate da accoppiatori di linea; quella che si definisce “area”, invece, è l’interconnessione di un massimo di 15 linee. L’interconnessione di 15 aree, invece, definisce “una dorsale”.

Facendo i debiti calcoli, il numero massimo di dispositivi in un un impianto è pertanto l’enorme numero di 14.400. Ecco perché KNX, più che in ambito domestico, è ampiamente adottato in realtà molto grandi come quelle industriali o comunque enterprise.

L’architettura è decentralizzata, in quanto ogni dispositivo detiene la propria logica ed è responsabile per le proprie funzioni. Non esiste quindi un’unità centrale che incorpori tutte le funzionalità: questo significa che in caso di guasto o scollegando un singolo dispositivo, tutto il resto dell’impianto continuerà a funzionare.

Schema impianto KNX
Un esempio di schema logico di un impianto KNX.

Componente

I componenti di un impianto basato su KNX (ovvero ogni elemento fisico che faccia parte dell’impianto) possono essere elementi installabili su guida DIN (quindi montati a quadro), o da incasso a parete oppure “volanti”, da inserire in scatole di derivazione. Ogni dispositivo presenta un morsetto per il bus KNX e può presentare altri ingressi e/o uscite a 230/12/24 volt e/o contatti puliti.

A grandi linee i componenti si suddividono in:

  • attuatori: dispositivi in grado di pilotare delle uscite quali commutazioni, dimmer, regolazioni di valvole per il riscaldamento, attivazione di tapparelle e veneziane motorizzate e molto altro;
  • sensori: ogni tipo di sensore ambientale, di sicurezza, energetico e così via;
  • interfacce: interfacce di comunicazione, ad esempio KNX/IP;
  • alimentatori: necessari per alimentare il bus (e quindi tutti gli altri componenti) e a permettere la trasmissione dei telegrammi sul bus.

Telegrammi

Sono i singoli messaggi che viaggiano sul bus, trasmessi e letti dai dispositivi. In sostanza, i “segnali nervosi” che transitano sul bus KNX.

Indirizzo individuale

Ciascun dispositivo connesso al bus deve presentare un indirizzo univoco su tutto l’impianto (una sorta di indirizzo IP, per capirci). Gli indirizzi individuali sono del tipo x.y.z, dove x rappresenta l’area, y, la linea, z il dispositivo.

Indirizzi e oggetti di gruppo

Gli “indirizzo di gruppo” rappresentano i “comandi” da espletare all’interno dell’impianto, come ad esempio (semplificando) “accensione luce x/y/z”. Gli “oggetti di gruppo”, invece, sono le connessioni virtuali che ogni dispositivo espone e a cui si possono collegare gli indirizzi di gruppo.

ETS

Ovviamente quanto descritto dev’essere programmato via software: a tal scopo l’associazione KNX rilascia un unico software, chiamato ETS (a pagamento), il quale consente di collegarsi al bus a tale scopo. Tutti i dettagli relativi a questo software sono disponibili presso il sito ufficiale dell’associazione.

Diversamente da come accade comunemente nella domotica personale, per quanto riguarda il fronte automazione su KNX non si utilizza l’app ma bensì dei “moduli logici”, nonché un dispositivo che fornisce informazioni sull’orario e su eventi tipo alba/tramonto (tipicamente una stazione meteo). Rispetto alla normalità degli HUB personali il tutto però risulta un po’ più complesso, ecco perché molto spesso su KNX le automazioni si implementano tramite un webserver usato anche per la supervisione (per esempio Ikon Server di Domoticalabs, un valido e noto prodotto italiano).

N.b. Va da sé che l’adozione di HUB personali (purché in grado di integrare KNX) consenta di mettere a fattor comune la grande semplicità e versatilità di automazione da essi offerta con la grande robustezza degli impianti KNX.

Pro e contro di KNX

Pro
  • Longevità del sistema, che ha superato i 30 anni di vita, e un nutrito numero di produttori in continua crescita;
  • affidabilità: i dispositivi devono rispondere a precisi e rigidi requisiti e certificazioni per poter far parte dello standard. Inoltre un impianto KNX configurato correttamente di fatto risulta estremamente affidabile, salvo guasti hardware specifici del singolo dispositivo. Ovviamente, la grande affidabilità degli impianti KNX nasce dalla sua architettura decentralizzata, che riduce i single point of failure;
  • ampia scelta di dispositivi di vari produttori che assolvono esattamente alle necessità richieste, su differenti fasce di prezzo;
  • è integrabile con gli HUB personali: per esempio Home Assistant (HUB personale software gratuito) dispone di un proprio componente per l’integrazione di questi impianti, così come Homey (HUB personale hardware), che dispone di un’app di integrazione.;
  • anche svariati sistemi di allarme includono un gateway KNX per far dialogare la domotica con il sistema di allarme, condividendo per esempio i vari sensori (PIR, di apertura varchi e altro).
Contro
  • Non è adatto al fai da te: è richiesta la stesura fisica di un bus nelle aree da coprire;
  • la programmazione e la messa in servizio dei dispositivi può essere fatta solo attraverso il software ETS che ha una licenza commerciale dal costo non banale;
  • i dispositivi KNX non sono facilmente acquistabili dall’utente finale, trattandosi di materiale elettrico (non informatico) e come tale segue specifiche politiche commerciali;
  • costo dei dispositivi: costano mediamente di più (per quanto la cosa sia giustificata dalla robustezza e dall’affidabilità) rispetto a quelli tipicamente adottati nella domotica fai da te;
  • un impianto KNX non si improvvisa: c’è sempre da far riferimento a un professionista certificato.