O padrão sem fio EnOcean descreve a tecnologia sem bateria vendida sob as marcas Dolphin e Easyfit. Leia aqui como o sistema funciona totalmente sem cabos e fios, quais as vantagens e desvantagens disso e como o sistema realmente é seguro.
Para que muitos auxiliares elétricos trabalhem na vida cotidiana, eles primeiro precisam de sua própria energia. Freqüentemente, eles são alimentados por baterias que devem ser substituídas regularmente - a tecnologia “verde” parece diferente. Assim pensava a EnOcean GmbH há 15 anos. Com seus módulos de rádio sem bateria, eles encontraram uma solução inovadora com a qual a casa inteligente sempre tem energia disponível. A ideia é baseada no “princípio de captação de energia”. A energia é gerada a partir das menores mudanças no ambiente e usada para transmitir sinais de rádio. A tecnologia é promissora. Já é usado em mais de 2.500.000 edifícios em todo o mundo. Isso não ocorre apenas em novos edifícios - também pode ser adaptado durante a reforma ou reforma.Uma vez que os módulos de rádio só entram em ação sob comando, eles geram pouco eletrosmog e são muito adequados para creches e hospitais do ponto de vista da biologia de edifícios.
Além disso, o EnOcean é compatível com sistemas de automação residencial com fio e vários sistemas de barramento. Eles já estão usando a tecnologia EnOcean para complementar seus próprios sistemas onde eles próprios não são suficientemente flexíveis.
Origem e história
A EnOcean GmbH foi fundada em 2001 e é um empreendimento da Siemens AG. Ela está sediada em Oberhaching, em Munique, e lançou os primeiros módulos de rádio sem bateria ao mercado depois de apenas um ano. Este sistema de sensor sem fio sem bateria constitui a tecnologia básica para o padrão sem fio para automação residencial. O nome da empresa EnOcean é baseado na observação de que o mundo é um oceano cheio de energia desperdiçada.
Em 2008, foi formada a EnOcean Alliance, uma associação de várias empresas que têm como objetivo promover a compatibilidade e a cooperação de diferentes sistemas baseados no padrão sem fio EnOcean. Além disso, outras soluções de automação devem ser estabelecidas para projetos de construção sustentáveis, todos trabalhando com tecnologia sem fio sem bateria. Produtos compatíveis de todas as áreas de automação residencial e predial estão sendo desenvolvidos gradualmente para poder oferecer um sistema doméstico inteligente completo no futuro. A EnOcean também espera usar a tecnologia de rádio em interruptores em miniatura, minúsculos sensores de temperatura sem fio e módulos de sensores no futuro. Estes devem ser despejados nas peças da máquina,para implementar uma vida inteligente com eficiência energética em todas as áreas da vida.
Um princípio promissor para a Internet das Coisas
Os sensores de rádio sem bateria permitem a comunicação entre dispositivos IoT livres de manutenção (IoT = Internet of Things) com base em vários padrões de rádio, como EnOcean, Zigbee e Bluetooth. As soluções são utilizadas em automação predial, residências inteligentes, controle de iluminação LED e em aplicações industriais.
A tecnologia é baseada no chamado "princípio de coleta de energia" (traduzido literalmente: coleta de energia). A energia do meio ambiente é usada aqui. Por exemplo, quando você opera um interruptor com o dedo. O efeito piezoelétrico resultante gera cargas elétricas na superfície. Os conversores de energia miniaturizados embutidos podem converter essa energia em um sinal de rádio que é transmitido, por exemplo, do interruptor de luz para o controle residencial inteligente central ou para a iluminação. Os módulos Dolphin e produtos Easyfit da EnOcean não utilizam apenas a energia do movimento, mas também da luz e até mesmo diferenças de temperatura, por exemplo, do calor residual. EnOcean também está trabalhando no desenvolvimento de energia no futuro com a ajuda de conversores de rotação e vibração.Isso ofereceria possibilidades completamente novas - medidores de gás e água, por exemplo, giram durante a operação e máquinas e pessoas geram vibrações.
O conversor de energia ECO 200 converte movimentos lineares em energia.
- Energia do movimento
O ECO 200 é um conversor de energia para movimentos lineares e pode, por exemplo, converter energia quando um interruptor é acionado. A função é semelhante à de um dínamo e fornece energia imediatamente. O ECO 200 pode ser usado para operar módulos transmissores PTM 330.
A célula solar miniaturizada pode até converter a luz de dentro dos quartos em eletricidade.
- Energia da luz
Módulos solares miniaturizados que não são maiores que 13 mm x 35 mm podem até mesmo usar luz em ambientes internos. Eles se destinam ao uso com os módulos de sensor STM. Quando o sol não está brilhando, um capacitor de armazenamento integrado adicional fornece a energia que falta.
O conversor DC ECT 310 Perpetuum usa calor como fonte de energia.
- Energia das diferenças de temperatura
O conversor DC ECT 310 Perpetuum agora também pode converter o calor gerado, por exemplo, nas peças quentes da máquina, no radiador ou mesmo no corpo humano, em corrente elétrica.
assentos livres
As áreas mais comuns de aplicação do EnOcean na Smart Home são encontradas na comutação de consumidores elétricos, como iluminação ambiente, ar condicionado ambiente ou tomadas comutáveis remotas. Além da fonte de alimentação autossuficiente, existem outras vantagens tangíveis. Graças à tecnologia sem fios, todos os interruptores podem ser colocados onde são necessários: seja ao lado do sofá para ligar a televisão e o sistema hi-fi ou, melhor ainda, como um interruptor total junto à porta de entrada. Se você deseja redesenhar seu apartamento, você pode facilmente desmontar os interruptores aparafusados ou colados.
O EnOcean pode ser usado em todo o mundo?
O EnOcean pode ser usado em todo o mundo porque frequências diferentes são selecionadas dependendo do país. Na Europa, a frequência de 868 MHz é usada e foi definida como um padrão internacional pelo IEC desde março de 2012.
É bom saber: para a América do Norte, você precisa de módulos com 902 MHz de acordo com a especificação FCC / IC. No Japão, módulos com 928 MHz de acordo com a especificação ARIB são adequados.
Aplicação e alcance do protocolo de rádio
Os dispositivos EnOcean são usados em vários sistemas. Por exemplo, você pode usar o sistema de gerenciamento predial da BACnet ou KNX e ainda integrar dispositivos baseados em rádio do EnOcean na rede com a ajuda de certos gateways.
O EnOcean usa o que é conhecido como “topologia de rede em malha”. Geralmente é entendido como uma rede na qual cada nó está conectado a pelo menos dois outros. Mas também existe a opção de a rede ter apenas vários nós. A vantagem é que é a rede mais poderosa e à prova de falhas. No entanto, o roteamento complexo é problemático.
Normalmente, cada nó de rede em uma rede mesh está conectado a vários outros.
Uma vez que o EnOcean oferece módulos de rádio unidirecionais e bidirecionais, ou seja, nem todos os dispositivos podem se comunicar em todas as direções, ele só usa a rede em malha de forma limitada. Os dispositivos bidirecionais podem assumir funções de roteamento e ser usados como gateway. Ocasionalmente, também pode acontecer que atuadores e sensores bidirecionais estejam presentes. Freqüentemente, eles também são projetados como transmissores ou receptores, mas precisam gerar sua energia a partir do ambiente e, portanto, não podem gerar energia suficiente para a comunicação bidirecional.
Os chamados EEP (EnOcean Equipment Profiles) são usados para garantir uma comunicação bem-sucedida. Eles são definidos pela EnOcean Alliance e permitem uma cooperação perfeita entre sistemas de diferentes fabricantes. Porém, o EnOcean já está planejando um perfil geral com uma camada de aplicação simplificada para poder dispensar componentes desnecessários.
Em todos os aspectos, o EnOcean dá grande importância à simplicidade. Por exemplo, quando se trata de minimizar colisões potenciais durante a transmissão de dados. Isso significa que todos os terminais na rede sem fio enviam dados nos chamados telegramas. A integridade dessas mensagens é verificada pelo sistema central usando uma soma de verificação. Cada telegrama ocupa apenas uma pequena janela de tempo (cerca de um milissegundo). Além disso, nenhuma interferência pode surgir para sistemas Wlan, Dect ou PMR.
O alcance em edifícios é de até 30 metros. No entanto, isso pode ser melhorado usando repetidores de malha WiFi.
Segurança do padrão sem fio EnOcean
A arquitetura Dolphin introduzida em 2010 permitiu a comunicação bidirecional e, assim, melhorou a segurança do sistema. Para evitar que os dados caiam em mãos erradas, existem vários componentes que podem ser usados para evitar isso.
Um desses mecanismos é o “rolling code”, um código em constante mudança com o qual um código de autenticação (CMAC, Cipher-based Message Authentication Code) é calculado. O remetente deve verificar-se com o destinatário usando este código.
Além disso, os dados de rádio são transmitidos de forma criptografada. E cada dispositivo recebe um número de identificação fixo de 32 bits que não pode ser alterado durante a fabricação, o que o torna claramente reconhecível.
É bom saber: as configurações de segurança se aplicam apenas aos componentes originais do EnOcean. Alguns fabricantes de componentes não usam essas opções de segurança para seus dispositivos.
Propagação da tecnologia EnOcean
A tecnologia EnOcean já é usada por mais de 50 integradores de sistemas. O objetivo é desenvolver e fabricar produtos finais para automação residencial, automação industrial e áreas de aplicação como transporte e logística. Os fabricantes são, por exemplo, Zumtobel, WAGO e Somfy. Jung e Siemens usam o protocolo para interruptores de parede, Eltako para detectores de fumaça, movimento e temperatura ou contatos de janela e porta. Na Alemanha, a tecnologia EnOcean é oferecida por alguns fornecedores de casas pré-fabricadas sob suas próprias marcas. Isso inclui, por exemplo, Weberlogic da WeberHaus.
Vantagens e desvantagens da tecnologia EnOcean
- benefícios
A vantagem inconfundível da tecnologia EnOcean é que ela funciona sem baterias ou cabos. Isso pode economizar até 40% do consumo de energia. Além disso, quase todos os dispositivos não requerem manutenção e têm uma longa vida útil. O EnOcean pode se comunicar com todos os sistemas de barramento existentes, como KNX ou BACnet, por meio de gateways.
Além disso, o número de sensores é ilimitado. Se você quiser distribuí-los pela casa, não precisa pegar uma furadeira, você pode colocar os interruptores e sensores em qualquer lugar. Isso torna o EnOcean ideal para reformas em edifícios onde é difícil colocar cabos. Por exemplo, na Semperoper em Dresden, onde produtos baseados no EnOcean foram instalados porque as áreas do prédio estão listadas e o cabeamento é proibido.
O curto tempo de transmissão dos sinais torna o rádio padrão não apenas eficiente em termos de energia, mas também de baixa radiação.
- desvantagem
Embora os módulos sem fio sem bateria fossem um ponto de venda exclusivo do EnOcean no início, agora há cada vez mais concorrência. ZigBee já reconheceu o potencial, por exemplo. No entanto, deve-se notar que nem toda tecnologia funciona com um requisito de energia tão baixo quanto o EnOcean. Pode acontecer que a expansão de uma função de colheita, por exemplo com ZigBee, não traga resultados comparáveis aos do EnOcean.
Os componentes EnOcean mais antigos ainda funcionam unidirecionalmente. A construção simples do padrão de rádio pode envolver um certo risco de segurança. Porque o modelo de economia de energia da comunicação unilateral significa que não há confirmação de que os dados foram recebidos. Um padrão de segurança aumentado é fornecido apenas pela arquitetura Dolphin.
