Grundlagen KNX/EIB / ETS

[gregman]

Liebe KNX-Gemeinde,

ich bin selbst Ingenieur (Maschinenbau) und interessiere mich seit einigen Wochen für KNX/EIB, da ich solch ein System in Zukunft in meine Wohnung einbauen möchte.

Da ich sehr technik-affin bin plane ich, das ganze selbst in Zusammenarbeit mit einem Elektriker umzusetzen. Da ich mich hierfür nur stark weiterbilden muss, würde ich euch kurz um Rat bitten.

Ich habe mich bereits in die verschiedensten Themen eingelesen und diese auch soweit "verstanden":
- KNX Komponenten/Grundlagen
- ETS Programmierung
- Anbieter-Benchmark
- Visu verschiedener Anbieter
und und und.

Nur bei dem groben Verständnis habe ich meine Probleme, wo ihr mir hoffentlich in wenigen Zeilen sehr weiterhelfen könnt (Zur Vereinfachung fokussiere ich mich auf Gira Elemente).

Ein KNX System ist aufgebaut durch folgende Komponenten:
- Taster: Diese sind bspw. Mehrfachschalter, die nach erfolgreicher Programmierung Lampen schalten/dimmen können, oder z.B. Jalousien steuern
- Aktoren: Sie sind direkt verbunden mit den Peripherieelementen wie z.B. den Lampen/Jalousien. Je nach Größe kann man bis zu 16 Elemente verkabeln. Sobald durch z.B. einen Taster ein Signal über den Bus an den Aktor geleitet werden, aktiviert der Aktor z.B. die entsprechende Lampe.
- HomeServer: Dieses Element dient dazu, das KNX Bussystem mit dem Internet zu verbinden und hierüber auch zu steuern.
- ETS: Via ETS lässt sich das gesamte KNX System bis aufs kleinste Detail programmieren und nachvollziehen. Die sog. Projekte werden auf den Homeserver importiert.
- InternetRouter: Dieser wird mit dem HS verbunden, sodass eine Internetverbindung ermöglicht wird.

Ich weiß, dass es noch etliche weitere Komponenten, die ich hier nicht erwähne.
Mich würde interessieren: Welche Grundkomponenten fehlen in meiner Beschreibung?

Wie werden z.B. die ganzen Aktoren mit dem HS verbunden? Wo liegt der sog. KNX-Bus? Welche Schnittstelle benötige ich also zwischen all den Autoren und dem HS?

Welche Aufgabe erledigt der IP Router?

Ich würde mich freuen, wenn ihr euch kurz Zeit nehmt und meine Neulings-Fragen beantwortet. Es reichen natürlich knappe Antworten. Im weiteren Verlauf würde ich gerne noch ein paar spezifischere Fragen stellen. Korrigiert mich bitte in meinen anfänglichen Erklärungen, falls ich auf dem Holzweg sein sollte.


Grüße und danke für euer Verständnis.

Greg

[EIB-Freak]

Die Grundlagen hast du verstanden.

Auf deine fragen kann ich folgende Antworten geben:
Die ETS ist die Software, mit welcher die Geräte ihre Intelligenz, also ihr "Programm" erhalten. In der ETS werden die physikalisch vorhandenen geräte eingefügt, parametriert und die Einstellungen dann über eine (USB, IP, ...)-Schnittstelle auf die Geräte übertragen. Manche Geräte haben mehrere Hundert Parameter, die man kennen und verstehen muss.
Die ETS hat ersteinmal nichts mit dem HS zu tun.

InternetRouter ist hier bischen unglücklich gewählt, IP-Router wäre richtig. Dieser kann grundsätzlich 2 Aufgaben übernehmen:
1) Verbindung mehrerer KNX-Linien über ein IP-Netzwerk
2) Schnittstelle zwischen PC/HS und dem KNX-Bus.
Darüber werden auch die Sensoren und Aktoren (KNX-Linien) mit dem HS (IP-Ebene) verbunden.

Der KNX-Bus (das grüne, 2-paarige Kabel) liegt in der Regel in der Wand (UP), in Kanälen oder auf Leitungspritschen (wenn ich die Frage richtig verstanden habe).

[gregman]

Hallo EIB-Freak,

zuerst einmal möchte ich mich herzlichst bedanken, dass du dich mir angenommen hast und dir für meine Anfänger-Angelegenheit Zeit nimmst.

Die Erläuterung zur ETS Software habe ich verstanden. ETS hat prinzipiell erst einmal nichts mit dem HS zu tun. In der ETS programmiere ich die gesamte Bus-Intelligenz und übertrage die Daten dann auf die einzelnen Geräte.

Die Erklärung zum HS kann ich ebenso nachvollziehen.

Jetzt noch einmal zu meiner Grundproblematik. Ich habe eine Menge an Tastern/Endgeräten etc. Diese unterteile ich in Gruppen (Bsp. Wohnzimmer). Diese Komponenten werden nun alle mit einem Mehrfachaktor verbunden, welcher sie steuert. Auf diese Art und Weise kann ich mit allen Endgeräten umgehen, sodass ich am Ende mehrere getrennte Autoren (im Schaltkasten) habe.
Frage: Welches Gerät verbindet nun diese alle zu einem gesamten/globalen Bussystem mit allen Einheiten des Hauses? Dies ist wohl nicht der IP-Router, der nur 1 Schnittstelle hat, richtig?

Nachdem ich mein Gebäude im ETS vollständig programmiert und parametriert habe, kann die Übertragung auf die Hardware beginnen. Als Schnittstellen ist z.B. USB angegeben. Welche Komponente wird hier mit dem PC verbunden, die Zugriff auf alle Geräte hat und diese auch gesamt programmieren kann? Ich nehme an, dass auch diese Einheit später mit dem HomeServer verbunden wird, oder?

Ich glaube, dass ich mein Grundproblem durch die beiden Fragen näher beschreiben konnte. Nach Beantwortung hätte ich nicht nur die einzelnen Bestandteile verstanden, sondern auch das Spiel zwischen ihnen.

Ein weiteres Thema würde ich gerne anschneiden:
Bevor Gira bei mir installiert wird, werde ich mir möglicherweise ein IP-Video-Überwachungssystem zulegen. Ursprünglich hatte ich nicht die Verbindung zu KNX im Visier, will diese aber unbedingt berücksichtigen. Recherchen haben ergeben, dass in dieser Verbindung ausschließlich Mobotix und Axis genannt werden. Was ist der Grund dafür? Würden auch andere IP-Kamera-Systeme funktionieren?

Geplant habe ich, ca. 8-10 IP Kameras im Outdoor-Bereich zu platzieren. Alle sollen via Internet aus der Ferne ansteuerbar sein. Ein großer Videorecorder soll intelligente Aufzeichnungen durchführen, Strom gibts über einen PoE Router. Muss ich meine Pläne anpassen, wenn ich später das gesamte Kamerasystem in meine Gira Visu einbauen will? Harmonieren Komponenten wie der Recorder mit KNX? Welche Schnittstelle verbindet auch hier wieder das Kamerasystem mit dem KNX?


Erneut bedanke ich mich im Voraus und freue mich auf weiterbringende Antworten.


LG

Greg

[Klaus Gütter]

Hallo Greg,

KNX ist ein dezentrales System, d.h. die Intelligenz steckt in allen Komponenten (Sensoren und Aktoren). Es gibt also kein "Zentralgerät", das die komplette Funktionalität beherbergt. Also: betätigt man einen Tastsensor schickt der entsprechend seiner Programmierung (durch ETS) eine Nachricht auf den Bus. Aktoren, die auf diese Gruppenadresse programmiert sind, reagieren entsprechend.

Dass es je nach Anforderungen sinnvoll sein kann, zusätzlich auch ein Zentralsystem (Homeserver oder eine der vielen Alternativen) anzubinden, steht auf einem anderen Blatt.

Gruß, Klaus

[gregman]

Hallo Klaus,

danke für deine Antwort.
Das Mysterium KNX wird klarer und klarer, es hat aber noch nicht zu 100% "Klick" gemacht.

Ich verstehe, wie es sich mit der Intelligenz verhält. Aber welche Instanz vereint diese Intelligenz?
Ich habe mehrere Mehrfachaktoren, die Jalousien/Lampen/Taster usw. miteinander verbinden. Für mich sind diese Systeme aber noch nicht physisch miteinander verbunden. Daher, was verbindet diese Aktoren miteinander? Woran wird später der ProgrammierPC oder der Gira HS angeschlossen?

Vielen Dank.

Gregor

[Klaus Gütter]

Hallo Greg,

es gibt keine zentrale Instanz. Die Aktoren und Sensoren sind einfach über den Bus miteinander verbunden (meist über das grüne TwistedPair-Kabel, es gibt jedoch auch noch die Kommunikationsmedien Powerline, Funk und Ethernet/IP).

Weiterführende Lektüre z.B. auf www.knx.org und www.eib-home.de

Gruß, Klaus

[gregman]

Hallo Klaus,

danke für die Antwort.

Ich kenne bereits deine genannten Seiten und werde mich dort veruschen, noch besser einzulesen.
Ganz primitiv wäre meine Frage gewesen: Ist es am Ende nur noch 1 grünes Buskabel, das in den HS geht und den HS mit dem Bus verbindet?
An welches Gerät wird der ProgrammierPC für ETS Programmierung angeschlossen, wodurch jedes Gerät seine Intelligenz erhält?

Ich würde mich freuen, wenn noch jemand kurz auf meiner bezüglich des Videoüberwachungssystems eingehen würde.

Beste Grüße,


Greg

[Klaus Gütter]

Hallo Greg,

dafür gibt es USB- und IP-Schnittstellen, alternativ auch sog. KNX-IP-Router (das sind Koppler zwischen den Übertragungsmedien KNX-TP und KNX-IP).

Gruß, Klaus

[gregman]

Hallo Klaus,

vielen Dank. Es hat soeben "Klick" bei mir gemacht, ich habe das System verstanden. In meiner Vorstellung gab es immer ein zentrales Gerät, das das System vereint. Im Endeffekt benötigt man dies nicht, sondern kann an einer beliebigen Stelle des Bus z.B. die USB Schnittstelle anbringen, um den Bus zu programmieren. Ähnliches mit dem HS. Dieser kann auch an einer beliebigen Stelle angebracht werden, um das System zu steuern.

Nun wäre ich noch sehr dankbar, wenn jemand auf meine Anfrage bzgl. der Videoüberwachung (siehe oben) eingehen könnte.

Vielen Dank.

Greg

[Dirk Beyer]

Hallo Greg,

anbei habe eine ältere Unterlage, die noch aus ETS2 - Zeiten stammt. Die TECHNISCHEN Erklärungen stimmen alle und sind sehr sehr gut verständlich. Bitte NICHT die Seiten zur ETS etc. durchlesen, das irretiert! Sie diente damals der Lehrlingsausbildung.

Sende mir Deine Mailadr. an info(at )ing-beyer.de Ich kann es nicht hier anhängen, weil sie zu groß ist.

Viele Grüße
Dirk Beyer

[EIB-Freak]

Nachdem nun das Grundthema verstanden ist, möchte ich noch auf 2 Dinge eingehen:

1) das komplette System mit Gira-Komponenten zu installieren, KANN man machen, MUSS man aber nicht! Es gibt über 300 Hersteller für KNX weltweit, da KANN und DARF und SOLL man auch kombinieren!
Ich lege das Schalterprogramm (das was der Kunde sieht) immer mit diesem gemeinsam fest - alles was in der Elektroverteilung verschwindet definiert sich aus den gewünschten Funktionen und dem Kontostand des Bauherren.
So setze ich regelmäßig Produkte von kleineren Herstellern ein. Dank KNX sind diese zu 100% kompatibel.

2) IP-Kameras.
Ich setze hier nur noch Produkte von Mobotix ein - sowohl bei mir zuhause als auch bei Kunden. Diese lassen sich voll in die KNX-Steuerung (auch in den HS) integrieren und benötigen solche dinge wie "Rekorder" und "Software" garnicht.

[gregman]

Hallo Eib-Freak,

zu 1)
Der Punkt mit der Herstellerflexibilität ist mir zu 100% bekannt und diesen würde ich auch bei Planungen einbeziehen. Ich wollte nur bei meinem Informationschaos nicht auch noch mit verschiedenen Herstellern kommen, sondern mich der Einfachheit halber auf Gira beschränken.

zu 2)
Das sind gute Neuigkeiten. Also sollte man, wenn möglich, auf Mobotix achten (auch wenn ich gerne eine etwas preisgünstigere Variante als Alternative parat hätte). Gibt es bei der Verknüpfung von Gira HS und Mobotix System Einschränkungen? 8-12 Kameras kein Problem? Welches Gerät übernimmt die Funktion des Recorders um nachträglich bestimmte Videoausschnitte sehen zu können? Diese benötigt ja auch einen ausreichend großen Speicher.
Woran werden beim KNX die 8 Ethernetkabel der Kameras angeschlossen und wer übernimmt die Power-over-Ethernet Funktion?


Vielen Dank


Greg

[EIB-Freak]

Bei Mobotix brauchst du keinen Rekorder. Das hat jede Kamera eingebaut.

Die Netzwerkkabel der Kameras gehen, wie auch das netzwerkkabel des HS (nicht KNX!!!) alle zu einem zentralen Switch, welcher Idealerweise 8-10 PoE-Ports besitzt.

Das Firmengebäude hier ist mit 2 Kameras 360° überwacht - es gibt ja auch Dual-Kameras bei Mobotix.
Bei einem Kunde stelle ich simultan 6 Kamerabilder auf der HS-Visualisierung ohne Probleme dar.

[udegens]

Hallo Greg,

es gibt keine zentrale Instanz. Die Aktoren und Sensoren sind einfach über den Bus miteinander verbunden (meist über das grüne TwistedPair-Kabel, es gibt jedoch auch noch die Kommunikationsmedien Powerline, Funk und Ethernet/IP).

Weiterführende Lektüre z.B. auf www.knx.org und www.eib-home.de

Gruß, Klaus

Ist eib-home.de denn überhaupt noch aktuell?
Generell empfehle ich dem technisch interessierten Einsteiger eines der einschlägigen Bücher zu KNX, in denen sowohl die Technik, die ETS und Beispiele der Installation anschaulich gezeigt werden. Leider gibt es m. W. noch keine Aktualisierungen dieser Bücher mit der ETS5. So ein Buch ist zwar recht teuer, aber handlicher als eine lose-Blatt Sammlung, da man es oft mal schnell zur Hand nehmen muss.

[udegens]

Hallo Eib-Freak,

zu 1)
Der Punkt mit der Herstellerflexibilität ist mir zu 100% bekannt und diesen würde ich auch bei Planungen einbeziehen. Ich wollte nur bei meinem Informationschaos nicht auch noch mit verschiedenen Herstellern kommen, sondern mich der Einfachheit halber auf Gira beschränken.

zu 2)
Das sind gute Neuigkeiten. Also sollte man, wenn möglich, auf Mobotix achten (auch wenn ich gerne eine etwas preisgünstigere Variante als Alternative parat hätte). Gibt es bei der Verknüpfung von Gira HS und Mobotix System Einschränkungen? 8-12 Kameras kein Problem? Welches Gerät übernimmt die Funktion des Recorders um nachträglich bestimmte Videoausschnitte sehen zu können? Diese benötigt ja auch einen ausreichend großen Speicher.
Woran werden beim KNX die 8 Ethernetkabel der Kameras angeschlossen und wer übernimmt die Power-over-Ethernet Funktion?


Vielen Dank


Greg

Hallo Greg,
ich finde so viele Kameras zwar übertrieben. Aber wenn man sie nicht nur in die Visu mit einbinden will, sondern auch alles (oder bei Bewegungsalarm) aufzeichnen will, macht man das ja heute nicht mehr mit einem Videorecorder.
Ich empfehle IP-Kameras (LAN u/o WLAN) und ein NAS. Z. B. gibt es von Synology brauchbare NAS mit der freien extra dafür gemachten Software Surveillance-Center, die von allen Kameras alles aufzeichnet und auch das Anspringen von best. Zeiten etc. ermöglicht. Vor allem ist damit das selektierte Löschen möglich (z. B. von allem, was älter als X ist). (Welche anderen NAS Anbieter das noch anbieten, weiß ich nicht, da ich nur Synology kenne.)
Zum Thema Programmieren vs. Parametrieren möchte ich noch etwas Grundsätzliches sagen: KNX wird primär parametriert. Das ist deshalb so, da die Sensoren (z. B. Tastsensor, Bewegungsmelder in der Räumen oder am Haus) und die Aktoren (z. B. REG-Schaltaktur od. REG-Dimmaktor in den Verteilungen) nur in ganz bestimmten vorgedachten "Verhältnissen" miteinander verknüpft werden können. Die ETS, die über einen Koppler mit dem Bus verbunden ist, verknüpft dabei innerhalb einer sog. Gruppe immer ein Objekt (=Eigenschaft) eines Sensors (z. B. Schaltwippe eines Tastsensors) mit dem Objekt (z. B. Schaltobjekt) eines Aktors. Da nur der Aktor elektrisch (elektrisches Schaltrelais) z. B. mit der Lampe verbunden ist, erzeugt also die Betätigung des Sensors über den Bus indirekt ein Betätigen des Aktorrelais, sodass die Lampe ein-/ausgeschaltet wird. Will man nun aber, dass die Lampe nicht sofort ausgeht, sondern erst nach 10 Sek., oder will man, dass die Lampe nach 10 Minuten wieder automatisch ausgeht, dann kann man das nur dann erreichen, wenn der Sensor bzw. eher der Aktor diese Funktion (sprich diesen Parameter) anbietet. Fehlt eine solche Funktion, geht das dann entweder nicht, oder man kann noch Spezialgeräte (z. B. Logikbausteine) mit in die Verteilung setzen. Aber auch dem sind Grenzen gesetzt, was "sehr kreative Anforderungen" betrifft.
Bei den Visualisierungen, die es so gibt, ist es meist so, dass sie den Part dieser Logikbausteine miterfüllen können, aber auch in Hinblick auf das, was vorgedacht und kombinierbar ist, begrenzt sind.
Dem allen gegenüber steht eine echte Programmierung in einer Hochsprache. Hierbei liest das Programm auf dem Bus, verarbeitet die Daten (u. U. von mehreren Sensoren wie z. B. Licht und Feuchte) nach einem selbstentworfenen Algorithmus und sende dann (evtl.) einen Wert wieder auf den Bus. Das Schöne ist, dass man dafür nichts vorbereiten muss. Man kann erst mal sein Haus komplett mit der Parametrierung in Betrieb nehmen und später über eine zusätzliche Programmierung nachdenken. Mehr als eine Raspberry Pi braucht man dazu nicht.