תקן KNX

תקן KNX – מה שחשוב לדעת על התקן הפתוח לבית חכם

תקן knx הוא תקן בינלאומי פתוח לאוטומציה של בתים ומבנים, המאפשר לרכיבים של יצרנים שונים לפעול יחד באותה מערכת. מבחינת מי שבונה או משפץ בית, המשמעות היא גמישות בבחירת המוצרים והאפשרות להרחיב, לשנות ולתחזק את המערכת גם בעתיד. עבור אדריכלים, קבלני בניה ושיפוץ ומתקינים, KNX מספק סביבת עבודה משותפת שמאפשרת לחבר בין התאורה, ההצללה, המיזוג, החיישנים ומערכות נוספות בצורה מתוכננת ומסודרת.

נניח שאתם מתכננים או מלווים פרויקט של בית חדש. כבר בשלבים הראשונים תדרשו לקבל החלטות לגבי מערכת בית חכם, לרבות מפסקים, בקרים, תאורה, מיזוג, חיישנים וממשקי שליטה, ולוודא שהן משתלבות נכון בתוכניות החשמל והאדריכלות. אלא שהמערכת שתותקן היום צריכה להמשיך לתפקד ולהתפתח גם בשנים הבאות, כאשר מוצרים יתחלפו ויצרנים יעדכנו סדרות.

לכן אחת השאלות החשובות כבר בשלב התכנון היא עד כמה יהיה אפשר בעתיד להחליף רכיב, להוסיף מערכת או להעביר את התחזוקה לאיש מקצוע אחר בלי להידרש להחלפה כוללת של מערכת הבית החכם. בדיוק לצורך הזה תקן KNX מספק יתרון משמעותי: כתקן פתוח הוא מאפשר לשלב מוצרים של יצרנים שונים, ולהמשיך להרחיב, לשנות ולתחזק מערכת שתוכננה ותועדה נכון גם לאורך שנים.

במאמר הבא נסביר מהו knx, איך הוא עובד, מה המשמעות של תקן פתוח בפרויקט בית חכם, כיצד תוכנת ETS מאפשרת לתכנן ולתחזק את המערכת, מה חשוב לבדוק בבחירת מתקין, ואיך ניתן להרחיב או לבצע שיקום מערכת knx גם שנים לאחר ההתקנה.

מהו תקן KNX?

KNX הוא תקן בינלאומי לאוטומציה של בתים ומבנים. הרעיון העומד בבסיסו הוא ליצור שפה משותפת שמאפשרת לרכיבים שונים במבנה לתקשר זה עם זה גם כאשר הם מיוצרים על ידי חברות שונות.

אחד המקורות המרכזיים שמהם התפתח KNX היה EIB ‏(European Installation Bus), פרוטוקול לאוטומציה של מבנים שפותח בתחילת שנות ה-90 על ידי יצרני חשמל אירופיים. בשנת 1999 התאחדו הארגונים שעמדו מאחורי EIB, ‏EHS ו-BatiBUS והקימו את KNX Association, שמרכזו בבלגיה, במטרה ליצור תקן משותף ואחיד לאוטומציה של בתים ומבנים.

כיום פועלים במסגרת KNX מאות יצרנים, ומוצעים אלפי מוצרים מוסמכים. המשמעות אינה רק היקף המוצרים, אלא האפשרות לשלב באותו פרויקט בקרים, מפסקים, חיישנים וממשקים של חברות שונות, כל עוד הם עומדים בדרישות התקן ותוכננו ותוכנתו בהתאם.

עבור לקוח שרוצה להימנע מתלות ביצרן, יבואן או מערכת סגורה אחת, זו נקודה משמעותית. מערכת שנבנתה נכון מאפשרת במקרים רבים להחליף רכיבים, להרחיב פונקציות ולעבוד עם איש מקצוע אחר בעל ידע וניסיון ב-KNX וב-ETS, כל עוד קיימת גישה לתיעוד ולקובץ הפרויקט.

איך מערכת KNX עובדת בפועל?

אחד העקרונות החשובים ב-KNX הוא שהמערכת אינה תלויה במחשב מרכזי יחיד. רכיבי המערכת יכולים להחליף ביניהם מידע ולבצע את הפונקציות שתוכנתו עבורם, ולכן תקלה ברכיב מסוים אינה בהכרח משביתה את יתר רכיבי הבית.

במערכת KNX קווית המבוססת על KNX TP, התקשורת בין רכיבי הבקרה עוברת על גבי כבל Bus ייעודי. זוג הגידים משמש להעברת התקשורת ולהזנת רכיבי Bus מתאימים, בעוד מעגלי הכוח של התאורה, התריסים והמכשירים עצמם מתוכננים כחלק ממערכת החשמל.

לדוגמה, לחיצה על מפסק אינה חייבת לסגור ישירות מעגל תאורה כמו במערכת חשמל רגילה. המפסק שולח פקודה ברשת KNX, והבקר המתאים מבצע את הפעולה שתוכנתה: הדלקת גוף תאורה, עמעום, הורדת תריס או הפעלת תרחיש הכולל כמה פעולות יחד.

knx בית חכם – אילו מערכות ניתן לחבר?

כאשר מתכננים בית חכם, היתרון של KNX אינו נמצא רק בשליטה על התאורה. התקן מאפשר ליצור סביבת בקרה משותפת למספר רב של מערכות במבנה ולגרום להן לעבוד בתיאום.

בין היתר, ניתן לשלב:

• תאורה, עמעום ותרחישי תאורה
• תריסים, וילונות ומערכות הצללה
• מיזוג אוויר וחימום
• חיישני נוכחות, תנועה, טמפרטורה ולחות
• בקרת אנרגיה ומדידה
• מערכות אבטחה והתראות
• מסכי מגע וממשקי שליטה
• שעונים, תזמונים ותרחישים אוטומטיים
• ממשקים למערכות נוספות במבנה

בפרויקט knx בית חכם, אדריכלים ומעצבי פנים יכולים להתייחס כבר בשלבי התכנון למיקום המפסקים, החיישנים ומסכי השליטה ולשלב אותם בשפה העיצובית של החלל. ניתן לבחור מתוך מגוון מפסקים חכמים בגימורים ובחומרים שונים, ואת הפונקציות של כל מפסק מגדירים במסגרת התכנון והתכנות של מערכת ה-KNX.

למי שבונה או משפץ המשמעות היא שהחלטות על חשמל חכם אינן צריכות להיעשות רק לאחר שהבית כבר בנוי. כאשר משלבים את המערכת בזמן הכנת תוכניות החשמל ניתן לתכנן מראש את התשתית, לוחות החשמל, מיקומי החיישנים והבקרים ולחסוך שינויים מורכבים בשלבים מאוחרים יותר.

מה היתרון של תקן פתוח?

במערכות בית חכם סגורות, היצרן של המערכת קובע במידה רבה אילו רכיבים ניתן לשלב ואילו אפשרויות עומדות בפני הלקוח בעתיד. כאשר מוצר יורד מהמדף או כאשר רוצים להחליף ספק, האפשרויות עשויות להיות מוגבלות.

תקן KNX, בהיותו תקן פתוח, מבוסס על גישה שונה. מוצרים שעוברים את תהליכי ההסמכה של KNX נועדו לפעול בתוך אותה סביבת תקשורת, גם כאשר הם מגיעים מיצרנים שונים.

לכן אפשר, בהתאם לתכנון, לשלב לדוגמה מפסק של יצרן אחד, בקר תאורה של יצרן אחר וחיישן של חברה נוספת. עבור אדריכלים ומעצבים הגמישות הזו מאפשרת לבחור ממשקים לפי העיצוב והפונקציונליות הנדרשת. עבור מתקינים, גמישות זו מאפשרת לבחור ציוד בהתאם לדרישות הטכניות של הפרויקט, בלי להיות מוגבלים ליצרן אחד בלבד.

היתרון המשמעותי ביותר מורגש לא אחת דווקא שנים לאחר ההתקנה: כאשר צריך להחליף רכיב, להוסיף פונקציה או לשנות את אופן הפעולה של המערכת.

ETS – התוכנה שמחברת את פרויקט KNX

אחד המרכיבים המרכזיים בעבודה עם KNX הוא ETS, תוכנת ההנדסה הרשמית והבלתי תלויה ביצרן של KNX Association.

באמצעות ETS מתכננים את מבנה הפרויקט, מייבאים את נתוני המוצרים, מגדירים כתובות ופרמטרים, יוצרים את הקשרים בין הרכיבים ומבצעים את ההפעלה וההטמעה הראשונית של המערכת (Commissioning).

עבור מתקינים ואינטגרטורים, אחד היתרונות של ETS הוא שהעבודה המרכזית עם מוצרי KNX של יצרנים שונים מתבצעת במסגרת פרויקט אחד. כך ניתן לשלב ולהגדיר באותה סביבת עבודה מוצרים מוסמכים של חברות שונות.

למה חשוב לבחור מתקין שמכיר KNX ו-ETS?

איכות התקן אינה מחליפה תכנון והתקנה מקצועיים. מערכת KNX יכולה להיות גמישה מאוד, אך כדי לנצל את היתרונות שלה צריך לתכנן נכון את התשתית, לבחור רכיבים מתאימים, לתכנת אותם ולתעד את הפרויקט בצורה מסודרת.

לכן, בבחירת מתקין knx חשוב לבדוק שהוא מכיר את התקן ואת סביבת ETS ויודע לבצע תכנון, Commissioning, בדיקות ואבחון. הכשרה רשמית של KNX היא אינדיקציה חשובה לידע מקצועי, במיוחד בפרויקטים מורכבים שבהם נדרשת עבודה בין מספר מערכות ואנשי מקצוע.

גם לאדריכל, למהנדס החשמל ולחשמלאי המבצע יש תפקיד בתוצאה. בפרויקט מתוכנן היטב, הגורם האחראי על KNX עובד בתיאום עם יתר אנשי המקצוע כבר לפני ביצוע החיווט. כך ניתן לוודא שמיקום הלוחות, החיישנים, המפסקים ונקודות הקצה מתאים הן לתכנון החשמלי והן לתכנון האדריכלי.

חשוב לא פחות לדאוג למסירה מסודרת בסיום הפרויקט. קובץ ה-ETS, התיעוד והגיבויים הם חלק חשוב מהיכולת לתחזק ולשנות את המערכת בעתיד.

שיקום מערכת knx – מה עושים כאשר המערכת כבר קיימת?

אחד היתרונות המשמעותיים של תקן פתוח מתגלה כאשר נדרשת עבודה על מערכת ותיקה. שיקום מערכת knx אינו מחייב בהכרח להחליף את מערכת הבית החכם כולה.

הצורך בשיקום יכול להופיע במצבים שונים: בקר או מפסק שהתקלקלו, מערכת שלא תוחזקה במשך שנים, תרחישים שכבר אינם מתאימים לצורכי המשתמשים או מעבר לבית שבו הותקנה מערכת KNX על ידי חברה אחרת.

בשלב הראשון יש להבין מה מותקן בפועל. יש לבדוק את לוחות החשמל, רכיבי KNX, הטופולוגיה והתשתית, ולנסות לאתר את קובץ הפרויקט ואת התיעוד הקיים. כאשר קובץ ETS המקורי זמין, ניתן בדרך כלל להבין בצורה טובה יותר את מבנה המערכת ולהמשיך את העבודה מהמקום שבו הסתיים הפרויקט הקודם.

כאשר אין קובץ פרויקט או שהתיעוד אינו מלא, העבודה עשויה להיות מורכבת יותר ודורשת אבחון פרטני. במקרה כזה יש לבדוק את מצב הרכיבים והתשתיות ולהחליט אילו חלקים ניתן להשאיר, מה צריך לתכנת מחדש ואילו רכיבים כדאי להחליף.

מכיוון שמדובר בתקן הפועל עם מגוון יצרנים ומוצרים, רכיב ישן שאינו זמין עוד אינו בהכרח מחייב החלפה של יתר המערכת. לעיתים ניתן להתאים מוצר KNX אחר ולשלב אותו בפרויקט הקיים.

האם אפשר להרחיב מערכת KNX גם אחרי שנים?

אחד היתרונות של מערכת KNX הוא האפשרות להתאים אותה לצרכים שמשתנים לאורך השנים. בית או מבנה שתוכננו היום עשויים לדרוש בעתיד חיישנים נוספים, ממשקי שליטה חדשים, שינוי בתרחישים או חיבור של מערכות שלא נכללו בפרויקט המקורי. כאשר התשתית תוכננה מראש בגמישות, ניתן במקרים רבים לבצע את ההתאמות האלה בלי להחליף את המערכת כולה.

במערכת קיימת ניתן, בהתאם לתשתית ולמבנה הפרויקט, להוסיף חיישנים, לשדרג מפסקים וממשקי שליטה, לשנות תרחישי תאורה, להוסיף בקרת מיזוג ולחבר מערכות חדשות.

עבור מי שבונה או משפץ כיום, כדאי לחשוב כבר בתכנון הראשוני גם על צרכים שעדיין אינם מיידיים. הכנת מקום בלוח, בחירת טופולוגיה נכונה ותכנון תשתיות מתאימות יכולים להקל מאוד על הרחבה עתידית.

איך מתכננים מערכת KNX נכון מההתחלה?

מערכת טובה מתחילה הרבה לפני התקנת הבקרים והמפסקים. בשלב הראשון הגדירו מה הבית אמור לעשות: אילו מערכות יפעלו בו, אילו תרחישים נדרשים, כמה אזורי תאורה, תריסים ומיזוג מתוכננים ואילו אפשרויות שליטה רוצים להשאיר למשתמשים.

על בסיס האפיון תכננו את התשתית ואת לוחות החשמל ובחרו את הרכיבים המתאימים. בפרויקטים של בנייה חדשה או שיפוץ נרחב חשוב לבצע את העבודה בתיאום מלא עם אנשי המקצוע המעורבים: האדריכל, מהנדס החשמל והחשמלאי, כדי שהמערכת החכמה תהיה חלק מתכנון המבנה ולא תוספת שמנסים להתאים לאחר מעשה.

כמו כן, בשלב התכנות הגדירו את הקשרים בין הרכיבים, את התרחישים ואת אופן השימוש. לאחר מכן חשוב לבצע בדיקות, לתעד את הפרויקט ולשמור את קובץ ETS והגיבויים.

כך היתרונות של התקן הפתוח נשמרים גם לאחר שהפרויקט הסתיים.

Control4u מכשירה מתכנתי KNX

ב-Control4u אנו עוסקים לאורך שנים בתכנון, התקנה ותכנות של מערכות בית חכם ושליטה ובקרה המבוססות בין היתר על KNX.

Control4u היא KNX Partner מס' 23937, לאחר ששוקי שאואט ממנהלי החברה עבר את הכשרת KNX בגרמניה. מאז אפריל 2013 החברה מוסמכת להעביר קורסי KNX מטעם האיגוד העולמי ומפעילה מרכז הדרכה מוסמך

לאורך השנים הכשיר המרכז מאות מתכנתי KNX. ההכשרה כוללת עבודה עם מערכת KNX ועם ETS, תכנון פרויקטים, הפעלה והטמעה של המערכת (Commissioning), אבחון תקלות (Diagnostics) ונושאים מקצועיים נוספים.

השילוב בין עבודה בפרויקטים לבין הכשרת אנשי מקצוע מאפשר לנו להסתכל על מערכת KNX באופן מקיף ומעמיק, בין היתר מבחינת תכנון נכון, תיעוד, תחזוקה והמשך פיתוח המערכת לאורך השנים.

לתכנן בית חכם שממשיך להיות רלוונטי לאורך השנים

הערך של KNX אינו מסתכם במספר הרכיבים שאפשר לחבר לבית ביום ההתקנה. היתרון המשמעותי נמצא בכך שמדובר בתקן בינלאומי פתוח, עם מגוון גדול של יצרנים ומוצרים, סביבת תכנות משותפת ויכולת להמשיך לעבוד על המערכת גם כאשר צורכי הבית משתנים.

עבור אדריכלים ומתכננים זו גמישות בבחירת פתרונות ובתיאום בין מערכות. עבור מי שבונה או משפץ זו האפשרות לתכנן מערכת שתוכל להתפתח גם בעתיד. עבור מתקינים ואינטגרטורים מדובר בסביבה מקצועית שמאפשרת לתכנן, לתכנת, לאבחן ולתחזק פרויקטים לאורך זמן.

לתכנון מערכת KNX חדשה, לטיפול במערכת קיימת או לקבלת מידע מקצועי צרו קשר עם Control4u בטלפון 03-5070547 או במייל Info@control4u.co.il.

Control4u – מתכננים היום בית חכם למחר.