La norme sans fil EnOcean décrit la technologie sans batterie vendue sous les marques Dolphin et Easyfit. Lisez ici comment le système fonctionne sans câbles ni fils, quels avantages et inconvénients en découlent et dans quelle mesure le système est réellement sécurisé.
Pour que les nombreuses aides électriques fonctionnent dans la vie de tous les jours, elles ont d'abord besoin de leur propre énergie. Souvent, ils sont alimentés par des batteries qui doivent être remplacées régulièrement - la technologie «verte» est différente. C'est ce que pensait EnOcean GmbH il y a 15 ans. Avec leurs modules radio sans pile, ils ont trouvé une solution innovante avec laquelle la maison intelligente a toujours de l'énergie disponible. L'idée est basée sur le «principe de récupération d'énergie». L'énergie est générée à partir des moindres changements de l'environnement et utilisée pour transmettre des signaux radio. La technologie est prometteuse. Il est déjà utilisé dans plus de 2 500 000 bâtiments dans le monde. Cela ne se produit pas seulement dans les nouveaux bâtiments - il peut également être modernisé lors de la modernisation ou de la rénovation.Comme les modules radio n'entrent en action que sur commande, ils génèrent peu d'électrosmog et conviennent parfaitement aux jardins d'enfants et aux hôpitaux du point de vue de la biologie du bâtiment.
De plus, EnOcean est compatible avec les systèmes domotiques filaires et divers systèmes de bus. Ils utilisent déjà la technologie EnOcean pour compléter leurs propres systèmes là où ils ne sont pas assez flexibles eux-mêmes.
Origine et histoire
EnOcean GmbH a été fondée en 2001 et est une entreprise de Siemens AG. Il est basé à Oberhaching à Munich et a mis sur le marché les premiers modules radio sans batterie après seulement un an. Ce système de capteurs sans fil sans pile constitue la technologie de base de la norme sans fil pour la domotique. Le nom de l'entreprise EnOcean est basé sur l'observation que le monde est un océan plein d'énergie gaspillée.
En 2008, l'Alliance EnOcean a été créée, une association de diverses entreprises qui se sont donné pour objectif de promouvoir la compatibilité et la coopération de différents systèmes basés sur la norme sans fil EnOcean. En outre, d'autres solutions d'automatisation doivent être mises en place pour les projets de construction durable, qui fonctionnent tous avec une technologie sans fil sans batterie. Des produits compatibles de tous les domaines du bâtiment et de la domotique sont progressivement développés afin de pouvoir proposer à l'avenir un système de maison intelligente complet. En outre, EnOcean espère utiliser la technologie radio dans des commutateurs miniatures, de minuscules capteurs de température sans fil et des modules de capteurs à l'avenir. Ceux-ci doivent ensuite être versés dans les pièces de la machine,pour mettre en œuvre une vie intelligente de manière économe en énergie dans tous les domaines de la vie.
Un principe prometteur pour l'Internet des objets
Les capteurs radio sans batterie permettent la communication entre les appareils IoT sans entretien (IoT = Internet of Things) en fonction de diverses normes radio telles que EnOcean, Zigbee et Bluetooth. Les solutions sont utilisées dans la domotique, la maison intelligente, le contrôle de l'éclairage LED et dans les applications industrielles.
La technologie est basée sur le soi-disant «principe de récupération d'énergie» (traduit littéralement: récupération d'énergie). L'énergie de l'environnement est utilisée. Par exemple, si vous actionnez un interrupteur avec votre doigt. L'effet piézoélectrique résultant génère des charges électriques sur la surface. Les convertisseurs d'énergie miniaturisés intégrés peuvent convertir cette énergie en un signal radio qui est transmis, par exemple, de l'interrupteur d'éclairage à la commande centrale de la maison intelligente ou à l'éclairage. Les modules Dolphin et les produits Easyfit d'EnOcean utilisent non seulement l'énergie du mouvement, mais aussi de la lumière et même des différences de température, par exemple de la chaleur perdue. EnOcean travaille également sur le développement de l'énergie dans le futur à l'aide de convertisseurs de rotation et de vibration.Cela ouvrirait des possibilités complètement nouvelles - les compteurs de gaz et d'eau, par exemple, tournent pendant le fonctionnement et les machines et les personnes génèrent des vibrations.
Le convertisseur d'énergie ECO 200 convertit les mouvements linéaires en énergie.
- L'énergie du mouvement
L'ECO 200 est un convertisseur d'énergie pour mouvements linéaires et peut, par exemple, convertir de l'énergie lorsqu'un interrupteur est actionné. La fonction est similaire à celle d'une dynamo et fournit l'énergie immédiatement. L'ECO 200 peut être utilisé pour faire fonctionner les modules émetteurs PTM 330.
La cellule solaire miniaturisée peut même convertir la lumière de l'intérieur des pièces en électricité.
- Énergie de la lumière
Les modules solaires miniaturisés qui ne mesurent pas plus de 13 mm x 35 mm peuvent même utiliser la lumière à l'intérieur. Ils sont destinés à être utilisés avec les modules de capteurs STM. Si le soleil ne brille pas, un condensateur de stockage intégré supplémentaire fournit l'énergie manquante.
Le convertisseur DC ECT 310 Perpetuum utilise la chaleur comme source d'énergie.
- Énergie des différences de température
Le convertisseur DC ECT 310 Perpetuum peut désormais également convertir la chaleur générée, par exemple, sur des pièces chaudes de la machine, sur le radiateur ou même sur le corps humain, en courant électrique.
places libres
Les domaines d'application les plus courants de l'EnOcean dans la maison intelligente se trouvent dans la commutation des consommateurs électriques tels que l'éclairage des pièces, la climatisation des locaux ou les prises commutables à distance. Outre l'alimentation autonome, il existe d'autres avantages tangibles. Grâce à la technologie sans fil, tous les interrupteurs peuvent être placés là où ils sont nécessaires: que ce soit à côté du canapé pour allumer la télévision et le système hi-fi ou, mieux encore, comme un interrupteur tout-en-un à côté de la porte d'entrée. Si vous souhaitez repenser votre maison, vous pouvez facilement démonter les interrupteurs vissés ou collés.
EnOcean peut-il être utilisé dans le monde entier?
EnOcean peut être utilisé dans le monde entier car différentes fréquences sont sélectionnées en fonction du pays. En Europe, la fréquence de 868 MHz est utilisée et est définie comme une norme internationale par la CEI depuis mars 2012.
Bon à savoir: Pour l'Amérique du Nord, vous avez besoin de modules avec 902 MHz selon les spécifications FCC / IC. Au Japon, les modules avec 928 MHz selon la spécification ARIB conviennent.
Application et portée du protocole radio
Les dispositifs EnOcean sont utilisés dans tous les systèmes. Par exemple, vous pouvez utiliser le système de gestion de bâtiment de BACnet ou KNX tout en intégrant des appareils radio d'EnOcean dans le réseau à l'aide de certaines passerelles.
EnOcean utilise ce que l'on appelle la «topologie de réseau maillé». Il est généralement entendu comme un réseau dans lequel chaque nœud est connecté à au moins deux autres. Mais il y a aussi l'option que le réseau ne comporte que plusieurs nœuds. L'avantage est qu'il s'agit du réseau le plus sûr et le plus puissant. Cependant, le routage complexe est problématique.
Habituellement, chaque nœud de réseau d'un réseau maillé est connecté à plusieurs autres.
Étant donné qu'EnOcean propose des modules radio unidirectionnels et bidirectionnels, c'est-à-dire que tous les appareils ne peuvent pas communiquer dans toutes les directions, il n'utilise le réseau maillé que dans une mesure limitée. Les dispositifs bidirectionnels peuvent prendre en charge les fonctions de routage et être utilisés comme passerelles. Parfois, il peut également arriver que des actionneurs et des capteurs bidirectionnels soient présents. Souvent, ceux-ci sont également conçus comme des émetteurs ou des récepteurs, mais doivent générer leur énergie à partir de l'environnement et ne peuvent donc pas générer suffisamment d'énergie pour une communication bidirectionnelle.
Des EEP (EnOcean Equipment Profiles) sont utilisés pour assurer une communication réussie. Ceux-ci sont définis par l'Alliance EnOcean et permettent une coopération transparente entre les systèmes de différents fabricants. Cependant, EnOcean prévoit déjà un profil général avec une couche applicative simplifiée afin de pouvoir se passer de composants inutiles.
À tous égards, EnOcean attache une grande importance à la simplicité. Par exemple, lorsqu'il s'agit de minimiser les collisions potentielles lors de la transmission de données. Cela signifie que tous les points finaux du réseau sans fil envoient des données dans ce que l'on appelle des télégrammes. L'intégrité de ces messages est vérifiée par le système central à l'aide d'une somme de contrôle. Chaque télégramme n'occupe qu'une petite fenêtre de temps (environ une milliseconde). De plus, il ne peut y avoir aucune interférence pour les systèmes WLAN, Dect ou PMR.
La portée dans les bâtiments peut atteindre 30 mètres. Cependant, cela peut être amélioré en utilisant des répéteurs de maillage WiFi.
Sécurité de la norme sans fil EnOcean
L'architecture Dolphin introduite en 2010 a permis la communication bidirectionnelle et a ainsi amélioré la sécurité du système. Pour éviter que les données ne tombent entre de mauvaises mains, plusieurs composants peuvent être utilisés pour éviter cela.
L'un de ces mécanismes est le «rolling code», un code en constante évolution avec lequel un code d'authentification (CMAC, Cipher-based Message Authentication Code) est calculé. L'expéditeur doit se vérifier auprès du destinataire en utilisant ce code.
De plus, les données radio sont transmises sous forme cryptée. Et chaque appareil reçoit un numéro d'identification fixe de 32 bits qui ne peut pas être modifié lors de la fabrication, ce qui le rend clairement reconnaissable.
Bon à savoir: les paramètres de sécurité s'appliquent uniquement aux composants EnOcean d'origine. Certains fabricants de composants n'utilisent pas ces options de sécurité pour leurs appareils.
Diffusion de la technologie EnOcean
La technologie EnOcean est déjà utilisée par plus de 50 intégrateurs de systèmes. L'objectif est de développer et de fabriquer des produits finis pour la domotique, l'automatisation industrielle et des domaines d'application tels que le transport et la logistique. Les fabricants sont par exemple Zumtobel, WAGO et Somfy. Jung et Siemens utilisent le protocole pour les interrupteurs muraux, Eltako pour les détecteurs de fumée, de mouvement et de température ou les contacts de fenêtre et de porte. En Allemagne, la technologie EnOcean est proposée par certains fabricants de maisons préfabriquées sous leurs propres marques. Cela inclut, par exemple, Weberlogic de WeberHaus.
Avantages et inconvénients de la technologie EnOcean
- avantages
L'avantage indéniable de la technologie EnOcean est qu'elle fonctionne sans piles ni câbles. Cela peut économiser jusqu'à 40% de la consommation d'énergie. De plus, presque tous les appareils sont sans entretien et ont une longue durée de vie. EnOcean peut communiquer avec tous les systèmes de bus existants tels que KNX ou BACnet via des passerelles.
De plus, le nombre de capteurs est illimité. Si vous souhaitez les distribuer dans toute la maison, vous n'avez pas besoin de prendre une perceuse, vous pouvez placer les interrupteurs et les capteurs n'importe où. Cela rend EnOcean idéal pour les rénovations dans les bâtiments dans lesquels il est difficile de poser des câbles. Par exemple, dans le Semperoper de Dresde, où des produits basés sur EnOcean ont été installés parce que les zones du bâtiment sont répertoriées et le câblage est interdit.
La courte durée de transmission des signaux rend la norme radio non seulement économe en énergie, mais également à faible rayonnement.
- désavantage
Alors que les modules sans fil auto-alimentés étaient un argument de vente unique d'EnOcean au début, il y a maintenant de plus en plus de concurrence. ZigBee a déjà reconnu le potentiel, par exemple. Cependant, il convient de noter que toutes les technologies ne fonctionnent pas avec une exigence de puissance aussi faible qu'EnOcean. Il peut arriver que l'extension d'une fonction de récolte, par exemple avec ZigBee, n'apporte pas de résultats comparables à ceux d'EnOcean.
Les composants EnOcean plus anciens fonctionnent toujours de manière unidirectionnelle. La construction simple du standard radio peut impliquer un certain risque de sécurité. Parce que le modèle d'économie d'énergie de la communication unidirectionnelle signifie qu'il n'y a aucune confirmation que les données ont été reçues. Une norme de sécurité accrue n'est donnée que par l'architecture Dolphin.