KNX

KNX (ou Konnex) est essentiellement un bus de communication qui a été développé pour et par les acteurs du bâtiment.

Ce système, contrairement aux automates programmables qui ont une "intelligence" centralisée dans un seul module ou éventuellement répartie sur plusieurs modules déportés, est basé sur une "intelligence répartie". Chaque point communiquant connecté au bus dispose de son propre microprocesseur qui gère la communication sur le réseau et qui est capable d'émettre ou de recevoir des messages. Le prix de chaque composant est donc relativement élevé.

Les chiffres suivants illustrent le développement de KNX (en 2012) :

• Dans le domaine du contrôle du bâtiment
• Plus de 150 fabricants de renom
• Plus de 15000 produits
• Plus de 12000 licences accordées pour des logiciels KNX
• Plus de 100000 bâtiments équipés d’une installation KNX
• Plus de 10 millions de produits installés

Le circuit de puissance n'alimente que les acteurs/actionneurs (récepteurs : éclairage, prises, chauffage, etc..), et est alimenté en 230 V ou 400 V / 50 Hz.

Le bus KNX relie les différents capteurs / donneurs d'ordre : interrupteurs, poussoirs, détecteurs, etc…. C'est en général un câble 2*2*0,8 mm dont seuls 2 fils sont utilisés.

Le bus KNX est alimenté avec une tension continue de 29V. La plupart des composants soutirent directement au bus l'énergie nécessaire à leur fonctionnement. La limite inférieure de la tension d'alimentation est de 21V DC. Il ne faut jamais boucler (liaison entre deux lignes) des bus KNX. Les autres topologies (étoile, bus, arborescente) peuvent être utilisées et mélangée.

La consommation d'un composant KNX est normalisée à 10 mA. Il existe des fabricants qui propose du matériel qui ne consomme que 5 mA. Dans ce cas, lors de la planification, il est nécessaire de dimensionner l'alimentation comme si ces appareils consommaient 10 mA afin de ne pas avoir de surcharge de la source lors d'un éventuel échange de ce matériel par du matériel à consommation standard.

Une ligne est composé d'une alimentation (par ex 640mA) et d'au maximum 64 participants (à 10mA max chacun). La longueur ne dépasse pas 350 mètres.

Pour augmenter le nombre de participants, on peut ajouter des répéteurs, 3 au maximum, ce qui permet en tout 256 participants. Mais on préfère en général créer plusieurs lignes, qui seront couplées à une ligne principale à l'aide de coupleur de lignes. On peut alors créer 15 lignes, soit au total 945 partipants (le coupleur porte le numéro 0).

Pour dépasser 945 participants (ou 3780 en utilisant des répéteurs), on pourra utiliser une ligne dorsale, qui peuvent regrouper 15 zones, on arrive alors à 57600 participants. La longueur maximale du bus est de 1 km.

Ici, on parle de liaison filaire. Mais n'oublions pas que même en liaison RF, il faudra amener l'alimentation pour les actionneurs, les fils sont inévitables.

Chaque participants peut envoyer des télégrammes, comportant l'adresse du destinataire. Il faut donc un système d'adressage physique, qui est structuré en 3 numéros séparés par un point: Z.L.P (un peu comme une adresse IP).

• Z: numéro de zone, de 1 à 15. Le coupleur de zone a l'adresse Z.0.0
• L: numéro de ligne, de 1 à 15. Le coupleur de ligne a l'adresse Z.L.0
• P: numéro de participant (qui peut être un répéteur), de 1 à 255.

L'adresse en binaire comporte donc 16 bits.

• Paire Torsadée (KNX TP): (9600 bit/s) KNX est transmis via un câble bus séparé, structuré hiérarchiquement en lignes et zones.
• Power Line (KNX PL) courant porteur: (1200 bit/s) KNX est transmis sur le réseau existant principal.
• Fréquences Radio (KNX RF): (16.384 kBit/s sur la bande des 868 MHz) KNX est transmis par les signaux radio. Les participants peuvent être uni- ou bidirectionnels. Voir la page Wireless KNX
• IP/Ethernet (KNX IP): Ce moyen de communication largement répandu, peut être utilisé en conjonction avec les spécifications ‘KNXnet/IP’ qui permettent le tunneling et le routage des trames KNX encapsulé dans les trames IP.

Il faut savoir que l'on peut trouver des boitiers regroupant diverses technologies, par exemple ZigBee et KNX, ce qui permet d'utiliser d'autres moyens de liaison que le KNX "de base".

Lorsqu'un participant doit communiquer avec un autre participant ou a un groupe de participants, il le fait en envoyant un télégramme sur le bus. Le télégramme n'est envoyé que s'il n'y a pas d'autre activité sur le bus à cet instant, sinon le télégramme est envoyé un peu plus tard. En cas d'envoi simultané de différents télégrammes par des participants différents, le droit d'émettre est donné en fonction d'une pré-programmation de niveaux de priorités des participants. Quand le télégramme est lu par le destinataire, ce dernier envoie immédiatement un accusé de réception. La durée totale du télégramme, y compris la quittance, varie entre 20 et 40 ms.

En filaire, le débit binaire est de 9600 bits/s, c'est-à-dire 104 ms par bit. La longueur du télégramme varie entre 8 et 23 mots. Un mot comprend 8 bits auxquels on ajoute 3 bits et une pause d'une durée de 2 bits, soit une durée de transmission de 1,35 ms par mot de 13 bits (et non de 8 bits).

Il existe 3 catégories de produits KNX :

• A-mode: automatic mode. Le produit se configure tout seul, il n'y a rien à faire.
• E-mode: easy mode. Le comportement est pré-programmé, il ne reste que quelques éléments de configuration à entrer par l'utilisateur.
• S-mode: system mode. Il faut tout programmer.

Chaque constructeur de l’association possède ses applicatifs propres (base de données spécifiques selon le fabricant); ces derniers sont utilisables lors de la programmation via un logiciel nommé ETS (EIB Tool Software).

Il existe toute une liste de software supportant le KNX et ainsi que d'autres protocoles.

Dérivé de: European Installation Bus (EIB), le European Home System (EHS) et BatiBUS. KNX est reconnu :

• [2006] comme standard international (ISO/IEC 14543-3)
• [2003] standard européen (CENELEC EN 50090 and CEN EN 13321-1)
• [2007] standard chinois (GB/Z 20965)
• US Standard (ANSI/ASHRAE 135)

Les sytèmes KNX peuvent être planifiés aux objets BACnet (tel que documenté dans la norme internationale ISO 16484-5) ou offrir la possibilité d’une interface avec la technologie DALI.

On peut acheter les spécifications KNX, ou les avoir gratuitement en devenant membre de l'association KNX. Ou alors acheter la norme EN 50090 auprès d'un organisme national de normalisation.

Quelques documents sont disponibles sur la page des téléchargements de KNX, en particulier le document introduisant l'architecture générale.

• KNX: site officiel
• KNX France
• Le bus KNX sur le site installations-electriques.net d'où sont tirées les principales informations de cette page.