El estándar inalámbrico EnOcean describe la tecnología sin batería que se vende bajo las marcas Dolphin y Easyfit. Lea aquí cómo funciona el sistema sin cables ni alambres, qué ventajas y desventajas resultan de él y qué tan seguro es realmente el sistema.
Para que los muchos ayudantes eléctricos funcionen en la vida diaria, primero necesitan su propia energía. A menudo funcionan con baterías que deben cambiarse con regularidad; la tecnología "verde" se ve diferente. Esto es lo que pensaba EnOcean GmbH hace 15 años. Con sus módulos de radio sin batería, han encontrado una solución innovadora con la que el hogar inteligente siempre tiene energía disponible. La idea se basa en el "principio de recolección de energía". La energía se genera a partir de los más mínimos cambios en el medio ambiente y se utiliza para transmitir señales de radio. La tecnología es prometedora. Ya se utiliza en más de 2.500.000 edificios en todo el mundo. No solo ocurre en edificios nuevos, sino que también se puede adaptar cuando se realiza una actualización o renovación.Dado que los módulos de radio solo entran en acción cuando se lo ordena, generan poca contaminación eléctrica y son muy adecuados para jardines de infancia y hospitales desde el punto de vista de la biología de la construcción.
Además, EnOcean es compatible con sistemas domóticos con cable y varios sistemas de bus. Ya están utilizando la tecnología EnOcean para complementar sus propios sistemas donde ellos mismos no son lo suficientemente flexibles.
Origen e historia
EnOcean GmbH fue fundada en 2001 y es una empresa de Siemens AG. Tiene su sede en Oberhaching en Múnich y lanzó al mercado los primeros módulos de radio sin batería en tan solo un año. Este sistema de sensores inalámbricos sin batería constituye la tecnología básica para el estándar inalámbrico para la automatización del hogar. El nombre de la empresa EnOcean se basa en la observación de que el mundo es un océano lleno de energía desperdiciada.
En 2008, se formó EnOcean Alliance, una asociación de varias empresas que se han fijado como objetivo promover la compatibilidad y cooperación de diferentes sistemas basados en el estándar inalámbrico EnOcean. Además, se establecerán más soluciones de automatización para proyectos de construcción sostenibles, todos los cuales funcionan con tecnología inalámbrica sin baterías. Se están desarrollando gradualmente productos compatibles de todas las áreas de la construcción y la domótica para poder ofrecer un sistema completo de hogar inteligente en el futuro. EnOcean también espera utilizar tecnología de radio en interruptores en miniatura, pequeños sensores de temperatura inalámbricos y módulos de sensores en el futuro. A continuación, se deben verter en las piezas de la máquina,para implementar la vida inteligente de una manera energéticamente eficiente en todos los ámbitos de la vida.
Un principio prometedor para la Internet de las cosas
Los sensores de radio sin batería permiten la comunicación entre dispositivos IoT sin mantenimiento (IoT = Internet of Things) basados en varios estándares de radio como EnOcean, Zigbee y Bluetooth. Las soluciones se utilizan en la automatización de edificios, hogares inteligentes, control de iluminación LED y en aplicaciones industriales.
La tecnología se basa en el llamado "principio de recolección de energía" (traducido literalmente: recolección de energía). Se utiliza energía del medio ambiente. Por ejemplo, cuando acciona un interruptor con el dedo. El efecto piezoeléctrico resultante genera cargas eléctricas en la superficie. Los convertidores de energía miniaturizados incorporados pueden convertir esta energía en una señal de radio que se transmite desde el interruptor de luz al control central del hogar inteligente o la iluminación, por ejemplo. Los módulos Dolphin y los productos Easyfit de EnOcean no solo utilizan la energía del movimiento, sino también la luz e incluso las diferencias de temperatura, por ejemplo, del calor residual. EnOcean también está trabajando en el desarrollo de energía en el futuro con la ayuda de convertidores de rotación y vibración.Eso ofrecería posibilidades completamente nuevas: los medidores de gas y agua, por ejemplo, giran durante el funcionamiento y las máquinas y las personas generan vibraciones.
El convertidor de energía ECO 200 convierte los movimientos lineales en energía.
- Energía del movimiento
El ECO 200 es un convertidor de energía para movimientos lineales y puede, por ejemplo, convertir energía cuando se acciona un interruptor. La función es similar a la de una dinamo y proporciona la energía de inmediato. El ECO 200 se puede utilizar para operar módulos transmisores PTM 330.
La celda solar miniaturizada puede incluso convertir la luz del interior de las habitaciones en electricidad.
- Energía de la luz
Los módulos solares miniaturizados que no miden más de 13 mm x 35 mm pueden incluso usar luz en interiores. Están diseñados para su uso con los módulos de sensor STM. Cuando el sol no brilla, un condensador de almacenamiento integrado adicional proporciona la energía faltante.
El convertidor de CC ECT 310 Perpetuum utiliza calor como fuente de energía.
- Energía de las diferencias de temperatura
El convertidor de CC ECT 310 Perpetuum ahora también puede convertir el calor que se genera, por ejemplo, en las partes calientes de la máquina, en los radiadores o incluso en el cuerpo humano, en corriente eléctrica.
asientos libres
Los campos de aplicación más habituales de EnOcean en Smart Home se encuentran en la conmutación de consumidores eléctricos como iluminación de habitaciones, climatización de habitaciones o enchufes conmutables a distancia. Además de la fuente de alimentación autosuficiente, existen otras ventajas tangibles. Gracias a la tecnología inalámbrica, todos los interruptores se pueden colocar donde se necesiten: ya sea junto al sofá para encender la televisión y el sistema de alta fidelidad o, mejor aún, como un interruptor completo junto a la puerta de entrada. Si desea rediseñar su hogar, puede desmontar fácilmente los interruptores atornillados o pegados.
¿Se puede utilizar EnOcean en todo el mundo?
EnOcean se puede utilizar en todo el mundo porque se seleccionan diferentes frecuencias según el país. En Europa, se utiliza la frecuencia de 868 MHz y la IEC la define como estándar internacional desde marzo de 2012.
Es bueno saberlo: Para América del Norte, necesita módulos con 902 MHz de acuerdo con la especificación FCC / IC. En Japón, los módulos con 928 MHz según la especificación ARIB son adecuados.
Aplicación y alcance del protocolo de radio
Los dispositivos EnOcean se utilizan en todos los sistemas. Por ejemplo, puede utilizar el sistema de gestión de edificios de BACnet o KNX y seguir integrando dispositivos basados en radio de EnOcean en la red mediante determinadas pasarelas.
EnOcean utiliza lo que se conoce como “topología de red en malla”. Por lo general, se entiende que es una red en la que cada nodo está conectado al menos a otros dos. Pero también existe la opción de que la red solo tenga varios nodos. La ventaja es que es la red más potente y a prueba de fallos. Sin embargo, el enrutamiento complejo es problemático.
Por lo general, cada nodo de red en una red en malla está conectado a varios otros.
Dado que EnOcean ofrece módulos de radio unidireccionales y bidireccionales, es decir, no todos los dispositivos pueden comunicarse en todas las direcciones, solo utiliza la red de malla de forma limitada. Los dispositivos bidireccionales pueden asumir funciones de enrutamiento y utilizarse como pasarelas. Ocasionalmente también puede suceder que estén presentes actuadores y sensores bidireccionales. A menudo, estos también están diseñados como transmisores o receptores, pero tienen que generar su energía a partir del entorno y, por lo tanto, no pueden generar suficiente energía para la comunicación bidireccional.
Los denominados EEP (Perfiles de equipos EnOcean) se utilizan para garantizar una comunicación satisfactoria. Estos están definidos por EnOcean Alliance y permiten una cooperación perfecta entre sistemas de diferentes fabricantes. Sin embargo, EnOcean ya está planificando un perfil general con una capa de aplicación simplificada para poder prescindir de componentes innecesarios.
En todos los aspectos, EnOcean concede gran importancia a la simplicidad. Por ejemplo, cuando se trata de minimizar posibles colisiones durante la transmisión de datos. Esto significa que todos los puntos finales de la red inalámbrica envían datos en los llamados telegramas. El sistema central verifica la integridad de estos mensajes mediante una suma de comprobación. Cada telegrama solo ocupa una pequeña ventana de tiempo (alrededor de un milisegundo). Además, no pueden surgir interferencias para los sistemas Wlan, Dect o PMR.
El alcance en edificios es de hasta 30 metros. Sin embargo, esto se puede mejorar utilizando repetidores de malla WiFi.
Seguridad del estándar inalámbrico EnOcean
La arquitectura Dolphin introducida en 2010 permitió la comunicación bidireccional y, por lo tanto, mejoró la seguridad del sistema. Para evitar que los datos caigan en las manos equivocadas, existen varios componentes que se pueden utilizar para evitarlo.
Uno de estos mecanismos es el "código variable", un código que cambia constantemente con el que se calcula un código de autenticación (CMAC, código de autenticación de mensajes basado en cifrado). El remitente debe verificarse con el destinatario utilizando este código.
Además, los datos de la radio se transmiten de forma cifrada. Y cada dispositivo recibe un número de identificación fijo de 32 bits que no se puede cambiar durante la fabricación, lo que lo hace claramente reconocible.
Es bueno saberlo: la configuración de seguridad solo se aplica a los componentes originales de EnOcean. Algunos fabricantes de componentes no utilizan estas opciones de seguridad para sus dispositivos.
Difusión de la tecnología EnOcean
La tecnología EnOcean ya la utilizan más de 50 integradores de sistemas. El objetivo es desarrollar y fabricar productos finales para la domótica, la automatización industrial y campos de aplicación como el transporte y la logística. Los fabricantes son, por ejemplo, Zumtobel, WAGO y Somfy. Jung y Siemens utilizan el protocolo para interruptores de pared, Eltako para detectores de humo, movimiento y temperatura o contactos de puertas y ventanas. En Alemania, la tecnología EnOcean la ofrecen algunos fabricantes de casas prefabricadas con sus propias marcas. Esto incluye, por ejemplo, Weberlogic de WeberHaus.
Ventajas y desventajas de la tecnología EnOcean
- beneficios
La ventaja inconfundible de la tecnología EnOcean es que funciona sin baterías ni cables. Esto puede ahorrar hasta un 40 por ciento del consumo de energía. Además, casi todos los dispositivos no necesitan mantenimiento y tienen una larga vida útil. EnOcean puede comunicarse con todos los sistemas de bus existentes, como KNX o BACnet, a través de pasarelas.
Además, el número de sensores es ilimitado. Si desea distribuirlos por la casa, no tiene que recoger un taladro, puede colocar los interruptores y sensores en cualquier lugar. Esto hace que EnOcean sea ideal para renovaciones en edificios en los que es difícil tender cables. Por ejemplo, en Semperoper en Dresde, donde se instalaron productos basados en EnOcean porque las áreas del edificio están enumeradas y el cableado está prohibido.
El corto tiempo de transmisión de las señales hace que el estándar de radio no solo sea energéticamente eficiente, sino también bajo en radiación.
- desventaja
Si bien los módulos inalámbricos sin batería eran un punto de venta único de EnOcean al principio, ahora hay más y más competencia. ZigBee ya ha reconocido el potencial, por ejemplo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que no todas las tecnologías funcionan con requisitos de energía tan bajos como EnOcean. Puede suceder que la expansión de una función de recolección, por ejemplo con ZigBee, no produzca resultados comparables a los de EnOcean.
Los componentes antiguos de EnOcean todavía funcionan de forma unidireccional. La simple construcción del estándar de radio puede implicar un cierto riesgo de seguridad. Porque el modelo de ahorro de energía de la comunicación unidireccional significa que no hay confirmación de que se hayan recibido los datos. Solo la arquitectura Dolphin proporciona un mayor estándar de seguridad.