Kann DMX512 in KNX-Steuerungssystemen verwendet werden?

Mit der zunehmenden Verbreitung von intelligenten Gebäuden und intelligenten Häusern ist die Beleuchtungssteuerung ein unverzichtbarer Bestandteil geworden. KNX und DMX512 sind zwei gängige Beleuchtungssteuerungsprotokolle, die in intelligenten Häusern bzw. in der Bühnenbeleuchtung weit verbreitet sind. Ist es also möglich, DMX512 in einem KNX-Steuerungssystem zu verwenden? Die Antwort lautet: Ja. Dank der Fortschritte in der Mikroprozessorindustrie ist es möglich, diese beiden unterschiedlichen Protokolle über KNX-DMX-Gateway-Geräte miteinander zu verbinden. In diesem Artikel werden die Eigenschaften der beiden Protokolle, ihre vergleichende Analyse und ihre Integration über ein Gateway untersucht.

Was ist KNX?

KNX ist das weltweit standardisierte Kommunikationsprotokoll für intelligente Haus- und Gebäudesystemtechnik. Das System ist seit 25 Jahren im Einsatz und hat sich im Bereich der KNX Gebäudeautomation bewährt. Mit Systemen, die mit der KNX-Protokolltechnologie ausgestattet sind, können Sie Haushaltsgeräte ganz einfach über ein einziges Touchpanel aus der Ferne steuern. Daher wird es heute in einer Vielzahl von Gebäuden eingesetzt: in Privathäusern, Geschäftskomplexen, Industriegebäuden, Universitäten, Krankenhäusern und vielen anderen.

Das KNX-Protokoll wurde von der KNX Association entwickelt, um mehrere Systeme in einem Gebäude, wie Heizung, Beleuchtung und Zugangskontrolle, von einem zentralen Computer aus zu integrieren und zu steuern. Mehr als 500 Hersteller weltweit haben KNX-basierte Geräte für die HLK-, Beleuchtungs- und Sicherheitsindustrie entwickelt. Da KNX-basierte Systeme die Vorwärts- und Rückwärtskompatibilität von Produkten in bestehenden Busnetzwerken garantieren, können Systementwickler problemlos qualitätsbasierte Geräte auswählen oder sie durch Geräte anderer Hersteller ersetzen, wenn diese Konstruktionsfehler aufweisen oder nicht auf Lager sind.

KNX Lichtsteuergeräte

KNX bietet eine Vielzahl von Geräten für die Beleuchtungssteuerung in der intelligenten Gebäudeautomation. Diese Geräte sind so konzipiert, dass sie nahtlos mit dem KNX Protokoll zusammenarbeiten, um eine erweiterte Steuerung und Verwaltung des Beleuchtungssystems zu ermöglichen.

KNX ist ein dezentrales System, d.h. wenn ein Gerät ausfällt, arbeiten die anderen Geräte ungehindert weiter. KNX ist ein drahtgebundenes System, bei dem alle KNX Geräte mit dem KNX Bus verbunden sind. Das KNX System besteht aus 5 Komponenten, nämlich der KNX Spannungsversorgung, dem KNX Bus, den KNX Aktoren, den KNX Sensoren und der IP Schnittstelle.

1. KNX-Netzteil: Die KNX-Spannungsversorgung ist eine Schlüsselkomponente im KNX-Beleuchtungssteuerungssystem, die den KNX-Bus mit Strom versorgt und die Kommunikation zwischen den verschiedenen KNX-Geräten ermöglicht. Sie sorgt für eine stabile und zuverlässige Verteilung der Energie an alle KNX-Geräte für einen ordnungsgemäßen Betrieb.

2. KNX-Bus: In seiner einfachsten Form handelt es sich um eine verdrillte Zweidrahtleitung (TP) oder ein 2-adriges Kabel. Bei KNX TP versorgt das Buskabel alle Busgeräte mit Daten und Strom.

3. KNX-Sensoren: KNX Sensoren werden verwendet, um verschiedene Umgebungsparameter wie Bewegung, Lichtstärke, Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu erfassen und an das KNX System weiterzuleiten. Diese Informationen können genutzt werden, um Lichtszenen auszulösen, Dimmwerte anzupassen oder andere Automatisierungsfunktionen zu aktivieren, was das Beleuchtungssystem energieeffizienter und benutzerfreundlicher macht.

4. KNX-Schaltaktoren: KNX Schaltaktoren werden zur Steuerung von Beleuchtungskreisen verwendet und ermöglichen das Ein-/Ausschalten, Dimmen und die Steuerung von Szenen. Sie können auf Verteilern oder direkt hinter Lichtschaltern zur lokalen und Fernsteuerung von Beleuchtungskreisen montiert werden.

5. IP-Schnittstelle: Es handelt sich um ein KNX-Gerät, das an einen WiFi-Router und den KNX-Bus angeschlossen wird. Es ist ein KNX Gerät, das mit einem WiFi-Router und dem KNX Bus verbunden wird. Mit diesem Gerät kann der KNX Systemintegrator alle Sensoren und Aktoren über die ETS Software programmieren.

Nachteile von KNX

1. Systemintegratoren, die eine spezielle KNX Lizenz benötigen, installieren und programmieren das System über die ETS KNX proprietäre Software. Daher müssen Sie jedes Mal, wenn Sie die Konfiguration ändern oder ein Gerät austauschen möchten, den KNX-Systemintegrator anrufen.

2. KNX bietet keine Integration mit Hausautomatisierungsstandards wie Apple HomeKit, Google Home oder Amazon Alexa. Ein Dienst eines Drittanbieters ist erforderlich.

Was ist DMX512?

DMX512 ist ein digitales Signalisierungsprotokoll, das die Steuerung von Beleuchtungsanlagen, einschließlich LED-Leisten, über digitale Signale ermöglicht. Das DMX512-Protokoll wurde vom United States Institute of Theatrical Lighting (USITT) entwickelt, um ein Standard-Kommunikationsprotokoll zwischen Beleuchtungssteuerungen und Beleuchtungsgeräten bereitzustellen. Das Protokoll ermöglicht es dem Benutzer, Signale über die Konsole zu senden, um verschiedene Parameter der Beleuchtungsanlage, wie Helligkeit, Farbe und Bewegungsmuster, präzise zu steuern.

DMX-Lichtsteuerung steht für Digital Multiplexing und ist ein digitales Steuerungsprotokoll, das vor allem in Theatern verwendet wird. In den letzten Jahren haben DMX-Beleuchtungskörper ihren Weg in den architektonischen Bereich gefunden, um eine Vielzahl von Funktionen zu erfüllen, von der Außenbeleuchtung von Gebäuden, Brücken und Kunstwerken bis hin zur einfachen Veränderung des Ambientes eines Innenraums durch Änderung der Farbtemperatur des weißen Lichts.

Diese Art von Anwendung erfordert in der Regel ein leistungsfähigeres DMX-Beleuchtungssteuerungssystem und erfordert oft die Integration mit anderen Systemen innerhalb des Gebäudes für eine globale Steuerung. Einmal programmiert, können diese Shows jedoch wie Lichtszenen abgerufen oder durch statische Farbauswahl über eine Tastatur oder einen Touchscreen außer Kraft gesetzt werden.

DMX-Beleuchtungssteuerungsgeräte

Das DMX512-System ist ein zentralisiertes System, d.h. das System wird von einem Master Controller gesteuert. In diesem System werden alle Beleuchtungsgeräte bzw. deren Decoder in Reihe geschaltet und seriell adressiert, wobei nur das erste Beleuchtungsgerät mit dem DMX-Master-Controller verbunden ist.Das DMX-System besteht aus 4 Komponenten: dem DMX-Master-Controller, dem DMX-Universum, dem DMX-Decoder und den Beleuchtungsgeräten.

1. DMX-Master-Steuerung: Sie wird auch als DMX-Konsole bezeichnet und ist das Herzstück des DMX-Systems. Hier kann man die Lichter durch Interaktion mit dem System über einen Computer oder einen Touchscreen steuern.

2. DMX-Universum: Alle DMX-Decoder werden mit einem einzigen DMX-Master über eine Daisy-Chain-Verbindung mit drei Drähten (Data +, Data - und Common) verbunden, wie im obigen Diagramm dargestellt, was als eine einzige DMX-Domäne bezeichnet wird. In einer einzigen Domäne stehen 512 Steuerpunkte zur Verfügung, d.h. 512 Beleuchtungskörper können ein- oder ausgeschaltet werden.

3. DMX-Decoder: Die Art der DMX-Decoder ist abhängig von der Leuchte, die sie steuert. Sie verarbeiten das DMX-Mastersignal und steuern die angeschlossenen Beleuchtungskörper.

4. Beleuchtungskörper: LED-Strahler, RGB/RGBW-Streifen, adressierbare LED-Streifen2-Achsen-Laserlicht mit 360-Grad-Drehung und vieles mehr.

Nachteile von DMX

1. Zentralisierte Systeme haben einen einzigen Fehlerpunkt, nämlich den DMX-Master.

2. Daisy-Chain-Fehlerpunkte: Wenn ein einzelner Decoder ausfällt oder aus der Kette entfernt wird, funktionieren die nachfolgenden Decoder nicht mehr.

3. Die Sensorintegration kann nicht direkt genutzt werden.

KNX vs. DMX, was ist besser?

KNX und DMX haben jeweils ihre eigenen Stärken und eignen sich für unterschiedliche Szenarien; KNX eignet sich besser für die allgemeine Steuerung von Smart Homes und die Gebäudeautomation, während DMX besser für die Beleuchtungssteuerung geeignet ist, die häufige Änderungen in Echtzeit erfordert.

Obwohl beide Protokolle ursprünglich für unterschiedliche Anwendungen entwickelt wurden, haben sie sich aufgrund der Fortschritte in der Mikroprozessorindustrie gegenseitig überholt, so dass sie in der nachstehenden Tabelle anhand bestimmter gemeinsamer Parameter verglichen werden können.

PARAMETER	KNX	DMX
System Architekturtyp	Dezentralisiert	Zentralisiert, da abhängig vom Master Controller
Kommunikation	Bi-direktional. Daher könnte der Zustand der Geräte bekannt sein	DMX ist unidirektional. DMX RDM ist bidirektional
Störung finden. von Geräte Möglichkeit	Ja	Nein
Hersteller Gerät Zertifizierung erforderlich	Ja, die Geräte müssen von KNX Labors/Assoziationen zertifiziert werden	Nicht erforderlich
Kompatibilität von Geräte zwischen verschiedene Hersteller	Ja. Gewährleistet durch Zertifizierung.	Nein
System Integrator Anforderungen	Sollte von KNX zertifiziert sein	Keine solche Anforderung
Programmierung oder ändern Konfiguration	Erfordert ETS Software und Systemintegrator	Kann über den Controller geändert werden, keine Fachkenntnisse erforderlich
Nummer von Geräte auf einzeln Bus Zeile	256	512
Kommunikation Satz	9600 bps	250.000 Basispunkte
Andere System Integration	Ja, z. B. HVAC, Sicherheit, Energiemanagement	Nein. Nur auf die Beleuchtung beschränkt.
Extrem Lichteffekte	Nein	Ja
Sicherheit	KNX Sicher	Nein
Kosten	KNX Direct weniger Kosten	Niedrige Systemkosten im Vergleich zu beiden
Anmeldung	Gebäudeautomation, Beleuchtungsautomation, Gewerbe Automatisierung, Energiemanagement	Bühnenbeleuchtung, Theaterbeleuchtung Werbetafeln, Schilder, Fassadenbeleuchtung. Mehrfarbige Effektbeleuchtung.

Die Brücke zwischen KNX und DMX: KNX-DMX Gateway

Obwohl KNX und DMX ihre eigenen Anwendungsbereiche haben, ist es manchmal notwendig, sie zusammen für eine integrierte Steuerung der Haus- und Bühnenbeleuchtung zu verwenden. In diesem Fall können die beiden mit Hilfe des KNX-DMX-Gateways miteinander verbunden werden, einem Gerät, das die KNX- und DMX-Protokolle verbindet und es den Geräten im KNX-System ermöglicht, die DMX-Geräte zu steuern, was eine Feinsteuerung der Bühnen- und Raumbeleuchtung ermöglicht.

Das KNX-DMX Gateway ist ein Gateway zwischen KNX und DMX512 und kann mit bis zu 64 Kanälen konfiguriert werden (einige Hersteller bieten 48 Kanäle an). DMX ist ein Protokoll, das für die Beleuchtungssteuerung verwendet wird und besonders für die Bühnentechnik geeignet ist.

Das Gerät ermöglicht die einfache Steuerung von DMX-Leuchten, z.B. über KNX-Taster. Es stehen bis zu 64 Dimmerkanäle oder 8 RGB/RGBW-Kanäle zur Verfügung. Jedem Kanal können mehrere Untergruppen von DMX512-Adressen zugewiesen werden. Die Dimmerkanäle können geschaltet werden. Ein oder mehrere DMX-Geräte können über KNX gedimmt werden. Die RGB/RGBW-Kanäle können RGB/RGBW-fähige DMX-Geräte steuern. Jede RGB-Farbe und jedes HSV-Attribut kann einzeln über KNX gesteuert werden. Jeder Kanal kann mit bis zu 8 Szenen mit einem KNX-Gerät einer beliebigen Marke verknüpft werden. Darüber hinaus haben einige Marken 4 Sequenzer im Gateway, um komplexere Aufgaben zu erfüllen.

Bei einigen Herstellern können KNX-Aktoren über DMX gesteuert werden. So kann z.B. die Raumbeleuchtung als Teil einer KNX Installation über das DMX Lighting Control Panel gesteuert werden. Bis zu 64 DMX512-Adressen können einzeln ausgewertet und an KNX gesendet werden. Dimmwerte, Schalter mit Schaltschwellen und RGB-Werte können interpretiert werden.

Beispiel für eine KNX-DMX-Gateway-Anwendung:

Beispiel für die Verdrahtung des KNX-DMX-Gateways:

Die Übertragungsleitung muss am letzten Empfänger der DMX512-Übertragungsstrecke mit einem 120 Ohm/0,25 W-Widerstand abgeschlossen werden. Dieser Widerstand muss direkt zwischen den beiden Signalleitungen vor dem Eingang der letzten Empfängerschaltung eingefügt werden. Für DMX sollten nur paarweise verdrillte und abgeschirmte Kabel verwendet werden.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das KNX Beleuchtungssteuerungssystem eine leistungsstarke und vielseitige Lösung für die intelligente Gebäudeautomation bietet. Von verschiedenen Arten der Beleuchtungssteuerung, einschließlich Leistungsdimmen, 1-10V Dimmen, DALI, KNX LED-Treiber und DMX, bis hin zu einer breiten Palette von KNX Beleuchtungssteuerungsgeräten, wie Stromversorgungen, Schaltaktoren, Sensoren und LED-Treibern, bietet die KNX Technologie eine umfassende Palette von Funktionen für eine effiziente und effektive Beleuchtungssteuerung.

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