De EnOcean draadloze standaard beschrijft batterijloze technologie die wordt verkocht onder de merken Dolphin en Easyfit. Lees hier hoe het systeem werkt zonder kabels en snoeren, welke voor- en nadelen eruit voortvloeien en hoe veilig het systeem werkelijk is.
Om de vele elektrische helpers in het dagelijks leven te laten werken, hebben ze eerst zelf energie nodig. Vaak worden ze gevoed door batterijen die regelmatig moeten worden vervangen - 'groene' technologie ziet er anders uit. Dat is wat EnOcean GmbH 15 jaar geleden dacht. Met hun batterijloze radiomodules hebben ze een innovatieve oplossing gevonden waarmee het slimme huis altijd over energie beschikt. Het idee is gebaseerd op het "principe van het oogsten van energie". Energie wordt opgewekt door de kleinste veranderingen in de omgeving en gebruikt om radiosignalen uit te zenden. De technologie is veelbelovend. Het wordt al gebruikt in meer dan 2.500.000 gebouwen wereldwijd. Het komt niet alleen voor in nieuwbouw, het kan ook achteraf worden ingebouwd bij renovatie of renovatie.Omdat de radiomodules alleen in actie komen op commando, genereren ze weinig elektrosmog en zijn ze vanuit bouwbiologisch oogpunt zeer geschikt voor kleuterscholen en ziekenhuizen.
Bovendien is EnOcean compatibel met bedrade domoticasystemen en verschillende bussystemen. Ze gebruiken al EnOcean-technologie als aanvulling op hun eigen systemen waar ze zelf niet flexibel genoeg zijn.
Oorsprong en geschiedenis
EnOcean GmbH is opgericht in 2001 en is een onderneming van Siemens AG. Het is gevestigd in Oberhaching in München en bracht al na een jaar de eerste batterijloze radiomodules op de markt. Dit batterijloze draadloze sensorsysteem vormt de basistechniek voor de draadloze standaard voor domotica. De bedrijfsnaam EnOcean is gebaseerd op de waarneming dat de wereld een oceaan is vol verspilde energie.
In 2008 werd de EnOcean Alliance gevormd, een vereniging van verschillende bedrijven die zich ten doel hebben gesteld de compatibiliteit en samenwerking van verschillende systemen op basis van de draadloze EnOcean-standaard te bevorderen. Daarnaast komen er nog meer automatiseringsoplossingen voor duurzame bouwprojecten, die allemaal werken met batterijloze draadloze technologie. Geleidelijk aan worden compatibele producten uit alle domeinen van gebouw- en domotica ontwikkeld om in de toekomst een compleet smarthome-systeem te kunnen aanbieden. Bovendien hoopt EnOcean in de toekomst radiotechnologie te kunnen gebruiken in miniatuurschakelaars, kleine draadloze temperatuursensoren en sensormodules. Deze moeten vervolgens in machineonderdelen worden gegoten,slim leven op een energiezuinige manier implementeren in alle domeinen van het leven.
Een veelbelovend principe voor het internet der dingen
De batterijloze radiosensoren maken communicatie mogelijk tussen onderhoudsvrije IoT-apparaten (IoT = Internet of Things) op basis van verschillende radiostandaarden zoals EnOcean, Zigbee en Bluetooth. De oplossingen worden gebruikt in de gebouwautomatisering, de smart home, LED-lichtregeling en in industriële toepassingen.
De technologie is gebaseerd op het zogenaamde "energy harvesting principe" (letterlijk vertaald: energie oogsten). Hier wordt energie uit de omgeving gebruikt. Bijvoorbeeld wanneer u een schakelaar bedient met uw vinger. Het resulterende piëzo-elektrische effect genereert elektrische ladingen op het oppervlak. De ingebouwde, geminiaturiseerde energieomzetters kunnen deze energie omzetten in een radiosignaal dat bijvoorbeeld van de lichtschakelaar naar de centrale smarthome-besturing of de verlichting wordt gestuurd. De Dolphin-modules en Easyfit-producten van EnOcean gebruiken niet alleen energie uit beweging, maar ook uit licht en zelfs temperatuurverschillen, bijvoorbeeld uit restwarmte. EnOcean werkt ook aan de ontwikkeling van energie in de toekomst met behulp van rotatie- en trillingsomvormers.Dat zou geheel nieuwe mogelijkheden bieden - bijvoorbeeld gas- en watermeters draaien tijdens het gebruik en machines en mensen genereren trillingen.
De energieomvormer ECO 200 zet lineaire bewegingen om in energie.
- Energie uit beweging
De ECO 200 is een energieomvormer voor lineaire bewegingen en kan bijvoorbeeld energie omzetten wanneer een schakelaar wordt bediend. De functie is vergelijkbaar met die van een dynamo en levert de energie direct. De ECO 200 kan worden gebruikt om PTM 330 zendermodules te bedienen.
De geminiaturiseerde zonnecel kan zelfs het licht van binnenkamers omzetten in elektriciteit.
- Energie uit licht
Geminiaturiseerde zonnepanelen die niet groter zijn dan 13 mm x 35 mm kunnen zelfs binnenshuis licht gebruiken. Ze zijn bedoeld voor gebruik met de STM-sensormodules. Als de zon niet schijnt, zorgt een extra geïntegreerde opslagcondensator voor de ontbrekende energie.
De DC-omvormer ECT 310 Perpetuum gebruikt warmte als stroombron.
- Energie uit temperatuurverschillen
De DC-omvormer ECT 310 Perpetuum kan nu ook warmte die wordt gegenereerd op bijvoorbeeld warme machineonderdelen, op de radiator of zelfs op het menselijk lichaam, omzetten in elektrische stroom.
vrije zitplaatsen
De meest voorkomende toepassingsgebieden van de EnOcean in de Smart Home zijn het schakelen van elektrische verbruikers zoals kamerverlichting, kamerairconditioning of op afstand bedienbare stopcontacten. Naast de zelfvoorzienende stroomvoorziening zijn er nog andere tastbare voordelen. Dankzij de draadloze technologie plaats je alle schakelaars waar je ze nodig hebt: of het nu naast de bank is om de televisie en hifi-installatie aan te zetten of nog beter als een alles-uitschakelaar naast de toegangsdeur. Als u uw appartement opnieuw wilt inrichten, kunt u eenvoudig de geschroefde of gelijmde schakelaars demonteren.
Kan EnOcean wereldwijd worden gebruikt?
EnOcean kan wereldwijd worden gebruikt omdat er verschillende frequenties worden geselecteerd, afhankelijk van het land. De frequentie van 868 MHz wordt in Europa gebruikt en is sinds maart 2012 door de IEC gedefinieerd als internationale norm.
Goed om te weten: Voor Noord-Amerika heeft u modules nodig met 902 MHz volgens de FCC / IC-specificatie. In Japan zijn modules met 928 MHz volgens de ARIB-specificatie geschikt.
Toepassing en bereik van het radioprotocol
EnOcean-apparaten worden op verschillende systemen gebruikt. U kunt bijvoorbeeld het gebouwbeheersysteem van BACnet of KNX gebruiken en toch radiogestuurde apparaten van EnOcean via bepaalde gateways in het netwerk integreren.
EnOcean gebruikt wat bekend staat als de "mesh-netwerktopologie". Het wordt doorgaans verstaan een netwerk waarin elk knooppunt is verbonden met ten minste twee andere. Maar er is ook de mogelijkheid dat het netwerk maar meerdere knooppunten heeft. Het voordeel is dat dit het meest faalveilige en krachtige netwerk is. De complexe routing is echter problematisch.
Gewoonlijk is elk netwerkknooppunt in een mesh-netwerk verbonden met meerdere andere.
Omdat EnOcean zowel unidirectionele als bidirectionele radiomodules aanbiedt, d.w.z. niet alle apparaten kunnen in alle richtingen communiceren, maakt het slechts in beperkte mate gebruik van het mesh-netwerk. De bidirectionele apparaten kunnen routeringsfuncties overnemen en als gateway worden gebruikt. Af en toe kan het ook gebeuren dat bidirectionele actuatoren en sensoren aanwezig zijn. Vaak zijn deze ook ontworpen als zenders of ontvangers, maar moeten ze hun energie uit de omgeving halen en kunnen daardoor niet genoeg energie opwekken voor bidirectionele communicatie.
Voor een succesvolle communicatie wordt gebruik gemaakt van zogenaamde EEP (EnOcean Equipment Profiles). Deze worden gedefinieerd door de EnOcean Alliance en maken een naadloze samenwerking mogelijk tussen systemen van verschillende fabrikanten. EnOcean plant echter al een algemeen profiel met een vereenvoudigde applicatielaag om het zonder onnodige componenten te kunnen doen.
EnOcean hecht in alle opzichten veel belang aan eenvoud. Bijvoorbeeld als het gaat om het minimaliseren van mogelijke botsingen tijdens gegevensoverdracht. Dit betekent dat alle eindpunten in het draadloze netwerk gegevens in zogenaamde telegrammen verzenden. De integriteit van deze berichten wordt geverifieerd door het centrale systeem met behulp van een checksum. Elk telegram neemt slechts een klein tijdvenster in beslag (ongeveer een milliseconde). Bovendien mag er geen storing zijn voor WLAN-, Dect- of PMR-systemen.
Het bereik in gebouwen is maximaal 30 meter. Dit kan echter worden verbeterd door WiFi-mesh-repeaters te gebruiken.
Beveiliging van de draadloze EnOcean-standaard
De in 2010 geïntroduceerde Dolphin-architectuur maakte bidirectionele communicatie mogelijk en verbeterde zo de beveiliging van het systeem. Om te voorkomen dat data in verkeerde handen vallen, zijn er verschillende componenten om dit te voorkomen.
Een van deze mechanismen is de “rolling code”, een constant veranderende code waarmee een authenticatiecode (CMAC, Cipher-based Message Authentication Code) wordt berekend. De afzender moet zich met deze code verifiëren bij de ontvanger.
Bovendien worden de radiogegevens in gecodeerde vorm verzonden. En elk apparaat krijgt een vast 32-bits identificatienummer dat tijdens de fabricage niet kan worden gewijzigd, waardoor het duidelijk herkenbaar is.
Goed om te weten: De beveiligingsinstellingen zijn alleen van toepassing op originele EnOcean-componenten. Sommige fabrikanten van componenten gebruiken deze beveiligingsopties niet voor hun apparaten.
Verspreiding van EnOcean-technologie
EnOcean-technologie wordt al gebruikt door meer dan 50 systeemintegratoren. Het doel is het ontwikkelen en produceren van eindproducten voor domotica, industriële automatisering en toepassingsgebieden zoals transport en logistiek. Fabrikanten zijn onder meer Zumtobel, WAGO en Somfy. Jung en Siemens gebruiken het protocol voor wandschakelaars, Eltako voor rook-, bewegings- en temperatuurmelders of raam- en deurcontacten. In Duitsland wordt de EnOcean-technologie door sommige fabrikanten van geprefabriceerde huizen onder hun eigen merknaam aangeboden. Dit omvat bijvoorbeeld Weberlogic van WeberHaus.
Voordelen en nadelen van EnOcean-technologie
- voordelen
Het onmiskenbare voordeel van EnOcean-technologie is dat deze werkt zonder batterijen of kabels. Hiermee kan tot 40 procent op het energieverbruik worden bespaard. Daarnaast zijn vrijwel alle apparaten onderhoudsvrij en hebben ze een lange levensduur. EnOcean kan via gateways communiceren met alle bestaande bussystemen zoals KNX of BACnet.
Bovendien is het aantal sensoren onbeperkt. Als je deze door het huis wilt verdelen, hoef je geen boormachine op te halen, je kunt de schakelaars en sensoren overal plakken. Dit maakt EnOcean ideaal voor renovaties in gebouwen waarin het moeilijk is om kabels te leggen. Bijvoorbeeld in de Semperoper in Dresden, waar op EnOcean gebaseerde producten werden geïnstalleerd omdat delen van het gebouw geklasseerd zijn en bekabeling verboden is.
Door de korte zendtijd van de signalen is de radiostandaard niet alleen energiezuinig, maar ook stralingsarm.
- nadeel
Terwijl batterijloze draadloze modules in het begin een uniek verkoopargument waren van EnOcean, is er nu meer en meer concurrentie. ZigBee heeft het potentieel bijvoorbeeld al ingezien. Er moet echter worden opgemerkt dat niet elke technologie werkt met zulke lage stroomvereisten als EnOcean. Het kan gebeuren dat de uitbreiding van een oogstfunctie, bijvoorbeeld met ZigBee, geen resultaten oplevert die vergelijkbaar zijn met die van EnOcean.
Oudere EnOcean-componenten werken nog steeds in één richting. De eenvoudige constructie van de radiostandaard kan een zeker veiligheidsrisico inhouden. Omdat het energiebesparende model van eenrichtingscommunicatie betekent dat er geen bevestiging is dat de gegevens zijn ontvangen. Een verhoogde beveiligingsstandaard wordt alleen gegeven door de Dolphin-architectuur.
