Lo standard wireless EnOcean descrive la tecnologia senza batteria venduta con i marchi Dolphin ed Easyfit. Leggi qui come funziona il sistema senza cavi e fili, quali vantaggi e svantaggi ne derivano e quanto è veramente sicuro il sistema.
Affinché i numerosi aiutanti elettrici funzionino nella vita di tutti i giorni, hanno prima bisogno della propria energia. Spesso sono alimentati da batterie che devono essere sostituite regolarmente - la tecnologia "verde" ha un aspetto diverso. Questo è ciò che pensava EnOcean GmbH 15 anni fa. Con i loro moduli radio senza batteria, hanno trovato una soluzione innovativa con cui la casa intelligente ha sempre energia disponibile. L'idea si basa sul "principio di raccolta di energia". L'energia viene generata dai minimi cambiamenti nell'ambiente e utilizzata per trasmettere segnali radio. La tecnologia è promettente. È già utilizzato in più di 2.500.000 edifici in tutto il mondo. Non si verifica solo nei nuovi edifici, ma può anche essere adattato in caso di retrofit o ristrutturazione.Poiché i moduli radio entrano in azione solo a comando, generano poco elettrosmog e sono molto adatti per asili e ospedali dal punto di vista della biologia edile.
Inoltre, EnOcean è compatibile con i sistemi di automazione domestica cablata e vari sistemi bus. Stanno già utilizzando la tecnologia EnOcean per integrare i propri sistemi dove non sono abbastanza flessibili da soli.
Origine e storia
EnOcean GmbH è stata fondata nel 2001 ed è un'impresa di Siemens AG. Ha sede a Oberhaching a Monaco di Baviera e ha introdotto sul mercato i primi moduli radio senza batteria dopo appena un anno. Questo sistema di sensori wireless senza batteria costituisce la tecnologia di base per lo standard wireless per l'automazione domestica. Il nome dell'azienda EnOcean si basa sull'osservazione che il mondo è un oceano pieno di energia sprecata.
Nel 2008 è stata costituita la EnOcean Alliance, un'associazione di diverse aziende che si sono prefissate l'obiettivo di promuovere la compatibilità e la cooperazione di diversi sistemi basati sullo standard wireless EnOcean. Inoltre, devono essere stabilite ulteriori soluzioni di automazione per progetti di edifici sostenibili, che funzionano tutti con tecnologia wireless senza batteria. Prodotti compatibili di tutti i settori dell'edilizia e della domotica sono in fase di sviluppo per poter offrire in futuro un sistema completo di smart home. EnOcean spera inoltre di utilizzare la tecnologia radio in interruttori miniaturizzati, minuscoli sensori di temperatura wireless e moduli sensore in futuro. Questi dovrebbero poi essere versati nelle parti della macchina,implementare lo smart living in modo efficiente dal punto di vista energetico in tutti gli ambiti della vita.
Un principio promettente per l'Internet of Things
I sensori radio senza batteria consentono la comunicazione tra dispositivi IoT esenti da manutenzione (IoT = Internet of Things) basati su vari standard radio come EnOcean, Zigbee e Bluetooth. Le soluzioni sono utilizzate nell'automazione degli edifici, nella smart home, nel controllo dell'illuminazione a LED e nelle applicazioni industriali.
La tecnologia si basa sul cosiddetto "principio di raccolta di energia" (tradotto letteralmente: raccolta di energia). Qui viene utilizzata l'energia dell'ambiente. Ad esempio, quando si aziona un interruttore con il dito. L'effetto piezoelettrico che ne risulta genera cariche elettriche sulla superficie. I convertitori di energia miniaturizzati integrati possono convertire questa energia in un segnale radio che viene trasmesso, ad esempio, dall'interruttore della luce al controllo centrale della casa intelligente o all'illuminazione. I moduli Dolphin e i prodotti Easyfit di EnOcean non solo utilizzano l'energia dal movimento, ma anche dalla luce e persino dalle differenze di temperatura, ad esempio dal calore disperso. EnOcean sta anche lavorando allo sviluppo di energia in futuro con l'aiuto di convertitori di rotazione e vibrazione.Ciò aprirebbe possibilità completamente nuove: i contatori del gas e dell'acqua, ad esempio, ruotano durante il funzionamento e le macchine e le persone generano vibrazioni.
Il convertitore di energia ECO 200 converte i movimenti lineari in energia.
- Energia dal movimento
L'ECO 200 è un convertitore di energia per movimenti lineari e può, ad esempio, convertire energia quando viene azionato un interruttore. La funzione è simile a quella di una dinamo e fornisce l'energia immediatamente. L'ECO 200 può essere utilizzato per azionare i moduli trasmettitori PTM 330.
La cella solare miniaturizzata può persino convertire la luce degli spazi interni in elettricità.
- Energia dalla luce
I moduli solari miniaturizzati di dimensioni non superiori a 13 mm x 35 mm possono persino utilizzare la luce all'interno. Sono destinati all'uso con i moduli sensore STM. Quando il sole non splende, un condensatore di accumulo integrato aggiuntivo fornisce l'energia mancante.
Il convertitore DC ECT 310 Perpetuum utilizza il calore come fonte di alimentazione.
- Energia dalle differenze di temperatura
Il convertitore DC ECT 310 Perpetuum ora può anche convertire il calore generato, ad esempio, su parti calde della macchina, sui radiatori o persino sul corpo umano, in corrente elettrica.
posti liberi
Gli ambiti di applicazione più comuni di EnOcean nella Smart Home sono da ricercare nelle commutazioni di utenze elettriche come l'illuminazione della stanza, la climatizzazione della stanza o le prese commutabili a distanza. Oltre all'alimentazione autosufficiente, ci sono altri vantaggi tangibili. Grazie alla tecnologia wireless puoi posizionare tutti gli interruttori dove ti servono: accanto al divano per accendere la televisione e l'impianto hi-fi o ancora meglio come interruttore a tutto campo accanto alla porta d'ingresso. Se vuoi ridisegnare la tua casa, puoi facilmente smontare gli interruttori avvitati o incollati.
EnOcean può essere utilizzato in tutto il mondo?
EnOcean può essere utilizzato in tutto il mondo perché vengono selezionate frequenze diverse a seconda del paese. In Europa, viene utilizzata la frequenza di 868 MHz ed è stata definita come standard internazionale dall'IEC dal marzo 2012.
Buono a sapersi: per il Nord America sono necessari moduli con 902 MHz secondo le specifiche FCC / IC. In Giappone, sono adatti i moduli con 928 MHz secondo la specifica ARIB.
Applicazione e portata del protocollo radio
I dispositivi EnOcean vengono utilizzati in tutti i sistemi. Ad esempio, è possibile utilizzare il sistema di gestione degli edifici da BACnet o KNX e integrare ancora i dispositivi basati su radio di EnOcean nella rete utilizzando determinati gateway.
EnOcean utilizza la cosiddetta "topologia di rete mesh". Di solito si intende una rete in cui ogni nodo è connesso ad almeno altri due. Ma c'è anche la possibilità che la rete abbia solo diversi nodi. Il vantaggio è che è la rete più sicura e potente. Tuttavia, il percorso complesso è problematico.
Di solito, ogni nodo di rete in una rete mesh è connesso a molti altri.
Poiché EnOcean offre moduli radio sia unidirezionali che bidirezionali, ovvero non tutti i dispositivi possono comunicare in tutte le direzioni, utilizza la rete mesh solo in misura limitata. I dispositivi bidirezionali possono assumere funzioni di routing ed essere utilizzati come gateway. Occasionalmente può anche accadere che siano presenti attuatori e sensori bidirezionali. Spesso questi sono progettati anche come trasmettitori o ricevitori, ma devono generare la loro energia dall'ambiente e quindi non possono generare abbastanza energia per la comunicazione bidirezionale.
I cosiddetti EEP (EnOcean Equipment Profiles) vengono utilizzati per garantire una comunicazione di successo. Questi sono definiti dalla EnOcean Alliance e consentono una cooperazione continua tra sistemi di diversi produttori. Tuttavia, EnOcean sta già pianificando un profilo generale con un livello applicativo semplificato per poter fare a meno di componenti non necessari.
Sotto ogni aspetto, EnOcean attribuisce grande importanza alla semplicità. Ad esempio, quando si tratta di ridurre al minimo le potenziali collisioni durante la trasmissione dei dati. Ciò significa che tutti i punti finali della rete wireless inviano i dati nei cosiddetti telegrammi. L'integrità di questi messaggi viene verificata dal sistema centrale mediante un checksum. Ogni telegramma occupa solo una piccola finestra temporale (circa un millisecondo). Inoltre, non possono verificarsi interferenze per i sistemi Wlan, Dect o PMR.
La portata negli edifici è fino a 30 metri. Tuttavia, questo può essere migliorato utilizzando ripetitori mesh WiFi.
Sicurezza dello standard wireless EnOcean
L'architettura Dolphin introdotta nel 2010 ha consentito la comunicazione bidirezionale migliorando così la sicurezza del sistema. Per evitare che i dati cadano nelle mani sbagliate, ci sono diversi componenti che possono essere utilizzati per evitarlo.
Uno di questi meccanismi è il “rolling code”, un codice in continua evoluzione con il quale viene calcolato un codice di autenticazione (CMAC, Cipher-based Message Authentication Code). Il mittente deve verificare se stesso con il destinatario utilizzando questo codice.
Inoltre, i dati radio vengono trasmessi in forma crittografata. E ogni dispositivo riceve un numero di identificazione fisso a 32 bit che non può essere modificato durante la produzione, il che lo rende chiaramente riconoscibile.
Buono a sapersi: le impostazioni di sicurezza si applicano solo ai componenti EnOcean originali. Alcuni produttori di componenti non utilizzano queste opzioni di protezione per i propri dispositivi.
Diffusione della tecnologia EnOcean
La tecnologia EnOcean è già utilizzata da oltre 50 integratori di sistemi. L'obiettivo è sviluppare e produrre prodotti finali per la domotica, l'automazione industriale e campi di applicazione come i trasporti e la logistica. I produttori sono, ad esempio, Zumtobel, WAGO e Somfy. Jung e Siemens utilizzano il protocollo per interruttori a parete, Eltako per rilevatori di fumo, movimento e temperatura o contatti per porte e finestre. In Germania, la tecnologia EnOcean è offerta da alcuni produttori di case prefabbricate con i propri marchi. Ciò include, ad esempio, Weberlogic di WeberHaus.
Vantaggi e svantaggi della tecnologia EnOcean
- benefici
L'inconfondibile vantaggio della tecnologia EnOcean è che funziona senza batterie o cavi. Ciò può far risparmiare fino al 40 percento del consumo energetico. Inoltre, quasi tutti i dispositivi non richiedono manutenzione e hanno una lunga durata. EnOcean può comunicare con tutti i sistemi bus esistenti come KNX o BACnet tramite gateway.
Inoltre, il numero di sensori è illimitato. Se vuoi distribuirli in casa, non devi prendere un trapano, puoi attaccare gli interruttori ei sensori ovunque. Questo rende EnOcean ideale per ristrutturazioni in edifici in cui è difficile posare cavi. Ad esempio, nella Semperoper di Dresda, dove sono stati installati prodotti basati su EnOcean perché le aree dell'edificio sono elencate e il cablaggio è vietato.
Il breve tempo di trasmissione dei segnali rende lo standard radio non solo efficiente dal punto di vista energetico, ma anche a basso contenuto di radiazioni.
- svantaggio
Mentre i moduli wireless senza batteria erano un punto di forza unico di EnOcean all'inizio, ora c'è sempre più concorrenza. ZigBee ha già riconosciuto il potenziale, ad esempio. Va notato, tuttavia, che non tutte le tecnologie funzionano con requisiti di alimentazione così bassi come EnOcean. Può accadere che l'aggiunta di una funzione di raccolta a ZigBee, ad esempio, non porti a risultati paragonabili a quelli di EnOcean.
I componenti EnOcean precedenti funzionano ancora in modo unidirezionale. La semplice costruzione dello standard radio può comportare un certo rischio per la sicurezza. Perché il modello a risparmio energetico della comunicazione unidirezionale significa che non c'è conferma che i dati siano stati ricevuti. Un maggiore standard di sicurezza è dato solo dall'architettura Dolphin.
