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Beschreibung
Dieses umfassende Handbuch zeigt Ihnen, wie Sie Ihr Zuhause mit KNX automatisieren. Es begleitet Sie bei allen Schritten von der Planung über die Auswahl der Komponenten bis hin zu Einbau, Parametrierung, Vernetzung und Absicherung - stets unterstützt von nützlichen Planungshilfen, Einkaufslisten und zahlreichen Praxistipps! Selbstverständlich mit dabei: zentrale Grundlagen der Elektrik, der intelligenten Gebäudetechnik und der Programmierung.
Aus dem Inhalt:
- Alle Grundlagen: Elektrik, intelligente Gebäudetechnik, Bus-Systeme, Vernetzung, Programmierung, Linux-Administration
- Konzepte, Standards, Vorgehensweisen und Planung
- Komplette Ausstattung: Sensoren, Aktoren, Antriebe, Schnittstelle, Gateways, Logik-Maschinen, Visualisierung u. v. m.
- Zentrale Software: ETS, Home Server Experte, Kodi, MPD u. v. m.
- Multi-Room-Audio, Heimkino und Netzwerk aufbauen
- Moderne LED-Beleuchtung, biorythmisches Licht
- Kostenlos automatisieren: eibd, linknx, OWFS, OpenHAB, FHEM, [...]
- Visualisierung/Steuerung: per Raum-Controller, Touch-Panel PC, Sprachsteuerung, Smartphone oder Web-Browser
- Heimsicherheit mit Alarmanlage, Kameras und Zutrittskontrolle
- Funkbasierte Lösungen für den Bestandsbau nachrüsten
- Telefon, Türkommunikation, intelligente Haushaltsgeräte, Smart Metering u. v. m. einbinden
- Geldwerte Einkaufstipps und sofort einsetzbare Praxislösungen
Die Fachpresse zur Vorauflage:
MagPi: »Überaus fundiert und mit tiefer Detailkenntnis geschrieben.«
Dieses umfassende Handbuch zeigt Ihnen, wie Sie Ihr Zuhause mit KNX automatisieren. Es begleitet Sie bei allen Schritten von der Planung über die Auswahl der Komponenten bis hin zu Einbau, Parametrierung, Vernetzung und Absicherung - stets unterstützt von nützlichen Planungshilfen, Einkaufslisten und zahlreichen Praxistipps! Selbstverständlich mit dabei: zentrale Grundlagen der Elektrik, der intelligenten Gebäudetechnik und der Programmierung.
Aus dem Inhalt:
- Alle Grundlagen: Elektrik, intelligente Gebäudetechnik, Bus-Systeme, Vernetzung, Programmierung, Linux-Administration
- Konzepte, Standards, Vorgehensweisen und Planung
- Komplette Ausstattung: Sensoren, Aktoren, Antriebe, Schnittstelle, Gateways, Logik-Maschinen, Visualisierung u. v. m.
- Zentrale Software: ETS, Home Server Experte, Kodi, MPD u. v. m.
- Multi-Room-Audio, Heimkino und Netzwerk aufbauen
- Moderne LED-Beleuchtung, biorythmisches Licht
- Kostenlos automatisieren: eibd, linknx, OWFS, OpenHAB, FHEM, [...]
- Visualisierung/Steuerung: per Raum-Controller, Touch-Panel PC, Sprachsteuerung, Smartphone oder Web-Browser
- Heimsicherheit mit Alarmanlage, Kameras und Zutrittskontrolle
- Funkbasierte Lösungen für den Bestandsbau nachrüsten
- Telefon, Türkommunikation, intelligente Haushaltsgeräte, Smart Metering u. v. m. einbinden
- Geldwerte Einkaufstipps und sofort einsetzbare Praxislösungen
Die Fachpresse zur Vorauflage:
MagPi: »Überaus fundiert und mit tiefer Detailkenntnis geschrieben.«
Über den Autor
Stefan Heinle ist Diplom-Ingenieur der Elektrotechnik und begeisterter Heimautomatisierer. Er arbeitet als Leiter im Bereich Software-Plattformen für sicherheitskritische Embedded Systems in der Luftfahrt.
Zusammenfassung
Best Practices, Checkliste zur KNX-Abnahme und vollständiges Szenario
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort der KNX Association ... 41
Geleitwort des Fachgutachters ... 44
Vorwort ... 45
TEIL I. Einführung ... 51
1. Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 52
1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 52
1.2 ... Smart Home, Heimautomation - was ist das? ... 57
1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 59
2. Entscheidung für ein Smart Home: ja oder ja ... 61
2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 61
2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 62
2.3 ... Smart Home ist Familiensache ... 66
2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 67
3. Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 70
3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 70
3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 73
TEIL II. Grundlagen ... 81
4. Die Elektrik im Wohnhaus ... 82
4.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 82
4.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 89
4.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 94
4.4 ... Die IP-Schutzarten ... 97
5. Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 99
5.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 99
5.2 ... Flipflops ... 100
5.3 ... Schließer und Öffner ... 101
5.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 102
5.5 ... Hysterese ... 106
5.6 ... Die Einheit Lux ... 107
6. Gebäudeautomation verstehen ... 109
6.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 109
6.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 112
6.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 115
6.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 116
6.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 121
7. Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 126
7.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 128
7.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 129
7.3 ... Die physikalischen Adressen ... 134
7.4 ... Die Gruppenadressen ... 136
7.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 138
7.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 142
7.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 143
7.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 146
7.9 ... Die KNX-Protokolle ... 150
7.10 ... KNX Secure ... 161
8. Atmosphärisches Licht mit DALI ... 163
8.1 ... Was ist DALI? ... 163
8.2 ... Warum gibt es DALI? ... 164
8.3 ... Die DALI-Technik ... 166
8.4 ... Die DALI-Installation ... 168
8.5 ... DALI im Smart Home ... 171
8.6 ... Der DALI-2-Standard ... 172
9. 1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 174
9.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 175
9.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 180
9.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 184
9.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 187
9.5 ... Die richtige Verkabelung ... 188
9.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 190
9.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 191
9.8 ... Literatur ... 194
10. Energy Harvesting mit EnOcean ... 195
10.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196
10.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200
10.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202
11. Weitere Technologien und Standards ... 206
11.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 206
11.2 ... DMX - professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 210
11.3 ... Modbus - Kommunikationsprotokoll für die Industrie ... 213
11.4 ... ZigBee und Z-Wave ... 215
11.5 ... Ethernet - der Standard in der vernetzten Welt ... 220
11.6 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 226
11.7 ... Antriebe steuern mit SMI ... 232
11.8 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 234
12. Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 237
12.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 237
12.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 239
12.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 250
12.4 ... MQTT als leichtgewichtiges IoT-Protokoll ... 255
13. Methodisch vorgehen: Die UML ... 260
13.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 260
13.2 ... UML-Diagrammtypen ... 263
13.3 ... UML-Tools ... 265
TEIL III. Vorbereitung und Planung ... 267
14. Starten Sie die Planung ... 268
14.1 ... Der Masterplan ... 268
14.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 270
14.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 275
14.4 ... Wichtige Hersteller ... 284
14.5 ... Das KNX-User-Forum ... 286
15. Fürs Grobe: Werkzeuge ... 289
15.1 ... Handwerkzeug ... 289
15.2 ... Elektrowerkzeug ... 297
16. Fürs Feine: Softwaretools ... 299
16.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 299
16.2 ... Kreatives Planen mit Visio ... 303
16.3 ... Planen mit Excel ... 306
16.4 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 310
16.5 ... Wireshark - der Protokoll-Analyzer ... 321
16.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 326
17. Das richtige Installationsmaterial ... 338
17.1 ... Leitungen ... 338
17.2 ... Leerrohre ... 346
17.3 ... Installationsdosen ... 351
17.4 ... Installationsklemmen ... 357
17.5 ... Reihenklemmen ... 360
18. Die Smart-Home-Prinzipien ... 370
18.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 370
18.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 371
18.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 372
18.4 ... Wichtige Grundsätze ... 381
18.5 ... Denken Sie in Szenen ... 385
19. Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 392
19.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 392
19.2 ... Der Leitungsplan ... 399
19.3 ... Die Verteilerplanung ... 402
19.4 ... Der Stromlaufplan ... 412
19.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 413
19.6 ... Logikanforderungen ... 419
19.7 ... KNX-Abnahmeprüfung ... 426
20. Bares Geld sparen ... 428
20.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 428
20.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 429
20.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 431
20.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 439
20.5 ... Die Preisschraube ansetzen ... 443
21. Planen der Infrastruktur ... 444
21.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 444
21.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 452
21.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 453
21.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 457
21.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 462
21.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 464
21.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 472
21.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 474
22. Beleuchtungsplanung ... 480
22.1 ... Professionelle Beleuchtungsplanung mit DIALux ... 480
22.2 ... Biorhythmische Beleuchtung: Human Centric Lighting ... 481
22.3 ... DALI oder KNX? ... 485
22.4 ... Grundsätze bei der Beleuchtungsplanung ... 486
TEIL IV. Smart-Home-Komponenten ... 489
23. Schaltschrank - der Maschinenraum ... 490
23.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 490
23.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 491
23.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 494
23.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 495
24. Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 500
24.1 ... Speziell: Die KNX-Spannungsversorgung ... 500
24.2 ... Die Drossel ... 507
24.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 508
25. Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511
25.1 ... Einfach: die serielle Schnittstelle ... 512
25.2 ... Robust: die USB-Schnittstelle ... 513
25.3 ... Komfortabel: die IP-Schnittstelle ... 515
25.4 ... Flexibel: der IP-Router ... 518
25.5 ... Extravagant: der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 522
25.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 523
26. Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 526
26.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 526
26.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 528
26.3 ... Vielschichtig werden: Medienkoppler ... 533
27. Messen mit Sensoren ... 535
27.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 535
27.2 ... Bewegungsmelder ... 539
27.3 ... Präsenzmelder ... 547
27.4 ... Wetterstation ... 558
27.5 ... Rauchwarnmelder ... 563
27.6 ... Wassermelder ... 568
27.7 ... Alarmmelder ... 571
27.8 ... Luftgütesensoren ... 572
28. Schalten mit Aktoren ... 583
28.1 ... Schaltaktor ... 583
28.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 589
28.3 ......
Geleitwort des Fachgutachters ... 44
Vorwort ... 45
TEIL I. Einführung ... 51
1. Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 52
1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 52
1.2 ... Smart Home, Heimautomation - was ist das? ... 57
1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 59
2. Entscheidung für ein Smart Home: ja oder ja ... 61
2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 61
2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 62
2.3 ... Smart Home ist Familiensache ... 66
2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 67
3. Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 70
3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 70
3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 73
TEIL II. Grundlagen ... 81
4. Die Elektrik im Wohnhaus ... 82
4.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 82
4.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 89
4.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 94
4.4 ... Die IP-Schutzarten ... 97
5. Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 99
5.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 99
5.2 ... Flipflops ... 100
5.3 ... Schließer und Öffner ... 101
5.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 102
5.5 ... Hysterese ... 106
5.6 ... Die Einheit Lux ... 107
6. Gebäudeautomation verstehen ... 109
6.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 109
6.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 112
6.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 115
6.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 116
6.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 121
7. Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 126
7.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 128
7.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 129
7.3 ... Die physikalischen Adressen ... 134
7.4 ... Die Gruppenadressen ... 136
7.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 138
7.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 142
7.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 143
7.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 146
7.9 ... Die KNX-Protokolle ... 150
7.10 ... KNX Secure ... 161
8. Atmosphärisches Licht mit DALI ... 163
8.1 ... Was ist DALI? ... 163
8.2 ... Warum gibt es DALI? ... 164
8.3 ... Die DALI-Technik ... 166
8.4 ... Die DALI-Installation ... 168
8.5 ... DALI im Smart Home ... 171
8.6 ... Der DALI-2-Standard ... 172
9. 1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 174
9.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 175
9.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 180
9.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 184
9.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 187
9.5 ... Die richtige Verkabelung ... 188
9.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 190
9.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 191
9.8 ... Literatur ... 194
10. Energy Harvesting mit EnOcean ... 195
10.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196
10.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200
10.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202
11. Weitere Technologien und Standards ... 206
11.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 206
11.2 ... DMX - professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 210
11.3 ... Modbus - Kommunikationsprotokoll für die Industrie ... 213
11.4 ... ZigBee und Z-Wave ... 215
11.5 ... Ethernet - der Standard in der vernetzten Welt ... 220
11.6 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 226
11.7 ... Antriebe steuern mit SMI ... 232
11.8 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 234
12. Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 237
12.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 237
12.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 239
12.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 250
12.4 ... MQTT als leichtgewichtiges IoT-Protokoll ... 255
13. Methodisch vorgehen: Die UML ... 260
13.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 260
13.2 ... UML-Diagrammtypen ... 263
13.3 ... UML-Tools ... 265
TEIL III. Vorbereitung und Planung ... 267
14. Starten Sie die Planung ... 268
14.1 ... Der Masterplan ... 268
14.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 270
14.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 275
14.4 ... Wichtige Hersteller ... 284
14.5 ... Das KNX-User-Forum ... 286
15. Fürs Grobe: Werkzeuge ... 289
15.1 ... Handwerkzeug ... 289
15.2 ... Elektrowerkzeug ... 297
16. Fürs Feine: Softwaretools ... 299
16.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 299
16.2 ... Kreatives Planen mit Visio ... 303
16.3 ... Planen mit Excel ... 306
16.4 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 310
16.5 ... Wireshark - der Protokoll-Analyzer ... 321
16.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 326
17. Das richtige Installationsmaterial ... 338
17.1 ... Leitungen ... 338
17.2 ... Leerrohre ... 346
17.3 ... Installationsdosen ... 351
17.4 ... Installationsklemmen ... 357
17.5 ... Reihenklemmen ... 360
18. Die Smart-Home-Prinzipien ... 370
18.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 370
18.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 371
18.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 372
18.4 ... Wichtige Grundsätze ... 381
18.5 ... Denken Sie in Szenen ... 385
19. Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 392
19.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 392
19.2 ... Der Leitungsplan ... 399
19.3 ... Die Verteilerplanung ... 402
19.4 ... Der Stromlaufplan ... 412
19.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 413
19.6 ... Logikanforderungen ... 419
19.7 ... KNX-Abnahmeprüfung ... 426
20. Bares Geld sparen ... 428
20.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 428
20.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 429
20.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 431
20.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 439
20.5 ... Die Preisschraube ansetzen ... 443
21. Planen der Infrastruktur ... 444
21.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 444
21.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 452
21.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 453
21.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 457
21.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 462
21.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 464
21.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 472
21.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 474
22. Beleuchtungsplanung ... 480
22.1 ... Professionelle Beleuchtungsplanung mit DIALux ... 480
22.2 ... Biorhythmische Beleuchtung: Human Centric Lighting ... 481
22.3 ... DALI oder KNX? ... 485
22.4 ... Grundsätze bei der Beleuchtungsplanung ... 486
TEIL IV. Smart-Home-Komponenten ... 489
23. Schaltschrank - der Maschinenraum ... 490
23.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 490
23.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 491
23.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 494
23.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 495
24. Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 500
24.1 ... Speziell: Die KNX-Spannungsversorgung ... 500
24.2 ... Die Drossel ... 507
24.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 508
25. Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511
25.1 ... Einfach: die serielle Schnittstelle ... 512
25.2 ... Robust: die USB-Schnittstelle ... 513
25.3 ... Komfortabel: die IP-Schnittstelle ... 515
25.4 ... Flexibel: der IP-Router ... 518
25.5 ... Extravagant: der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 522
25.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 523
26. Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 526
26.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 526
26.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 528
26.3 ... Vielschichtig werden: Medienkoppler ... 533
27. Messen mit Sensoren ... 535
27.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 535
27.2 ... Bewegungsmelder ... 539
27.3 ... Präsenzmelder ... 547
27.4 ... Wetterstation ... 558
27.5 ... Rauchwarnmelder ... 563
27.6 ... Wassermelder ... 568
27.7 ... Alarmmelder ... 571
27.8 ... Luftgütesensoren ... 572
28. Schalten mit Aktoren ... 583
28.1 ... Schaltaktor ... 583
28.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 589
28.3 ......
Details
| Erscheinungsjahr: | 2021 |
|---|---|
| Fachbereich: | Datenkommunikation, Netze & Mailboxen |
| Genre: | Informatik |
| Rubrik: | Naturwissenschaften & Technik |
| Medium: | Buch |
| Reihe: | Rheinwerk Computing |
| Inhalt: | 1351 S. |
| ISBN-13: | 9783836287005 |
| ISBN-10: | 3836287005 |
| Sprache: | Deutsch |
| Herstellernummer: | 459/08700 |
| Einband: | Gebunden |
| Autor: | Heinle, Stefan |
| Auflage: | 3. Auflage |
| Hersteller: | Rheinwerk Verlag GmbH |
| Maße: | 246 x 201 x 72 mm |
| Von/Mit: | Stefan Heinle |
| Erscheinungsdatum: | 24.11.2021 |
| Gewicht: | 2,6 kg |
Über den Autor
Stefan Heinle ist Diplom-Ingenieur der Elektrotechnik und begeisterter Heimautomatisierer. Er arbeitet als Leiter im Bereich Software-Plattformen für sicherheitskritische Embedded Systems in der Luftfahrt.
Zusammenfassung
Best Practices, Checkliste zur KNX-Abnahme und vollständiges Szenario
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort der KNX Association ... 41
Geleitwort des Fachgutachters ... 44
Vorwort ... 45
TEIL I. Einführung ... 51
1. Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 52
1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 52
1.2 ... Smart Home, Heimautomation - was ist das? ... 57
1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 59
2. Entscheidung für ein Smart Home: ja oder ja ... 61
2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 61
2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 62
2.3 ... Smart Home ist Familiensache ... 66
2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 67
3. Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 70
3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 70
3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 73
TEIL II. Grundlagen ... 81
4. Die Elektrik im Wohnhaus ... 82
4.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 82
4.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 89
4.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 94
4.4 ... Die IP-Schutzarten ... 97
5. Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 99
5.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 99
5.2 ... Flipflops ... 100
5.3 ... Schließer und Öffner ... 101
5.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 102
5.5 ... Hysterese ... 106
5.6 ... Die Einheit Lux ... 107
6. Gebäudeautomation verstehen ... 109
6.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 109
6.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 112
6.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 115
6.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 116
6.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 121
7. Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 126
7.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 128
7.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 129
7.3 ... Die physikalischen Adressen ... 134
7.4 ... Die Gruppenadressen ... 136
7.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 138
7.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 142
7.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 143
7.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 146
7.9 ... Die KNX-Protokolle ... 150
7.10 ... KNX Secure ... 161
8. Atmosphärisches Licht mit DALI ... 163
8.1 ... Was ist DALI? ... 163
8.2 ... Warum gibt es DALI? ... 164
8.3 ... Die DALI-Technik ... 166
8.4 ... Die DALI-Installation ... 168
8.5 ... DALI im Smart Home ... 171
8.6 ... Der DALI-2-Standard ... 172
9. 1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 174
9.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 175
9.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 180
9.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 184
9.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 187
9.5 ... Die richtige Verkabelung ... 188
9.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 190
9.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 191
9.8 ... Literatur ... 194
10. Energy Harvesting mit EnOcean ... 195
10.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196
10.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200
10.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202
11. Weitere Technologien und Standards ... 206
11.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 206
11.2 ... DMX - professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 210
11.3 ... Modbus - Kommunikationsprotokoll für die Industrie ... 213
11.4 ... ZigBee und Z-Wave ... 215
11.5 ... Ethernet - der Standard in der vernetzten Welt ... 220
11.6 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 226
11.7 ... Antriebe steuern mit SMI ... 232
11.8 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 234
12. Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 237
12.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 237
12.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 239
12.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 250
12.4 ... MQTT als leichtgewichtiges IoT-Protokoll ... 255
13. Methodisch vorgehen: Die UML ... 260
13.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 260
13.2 ... UML-Diagrammtypen ... 263
13.3 ... UML-Tools ... 265
TEIL III. Vorbereitung und Planung ... 267
14. Starten Sie die Planung ... 268
14.1 ... Der Masterplan ... 268
14.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 270
14.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 275
14.4 ... Wichtige Hersteller ... 284
14.5 ... Das KNX-User-Forum ... 286
15. Fürs Grobe: Werkzeuge ... 289
15.1 ... Handwerkzeug ... 289
15.2 ... Elektrowerkzeug ... 297
16. Fürs Feine: Softwaretools ... 299
16.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 299
16.2 ... Kreatives Planen mit Visio ... 303
16.3 ... Planen mit Excel ... 306
16.4 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 310
16.5 ... Wireshark - der Protokoll-Analyzer ... 321
16.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 326
17. Das richtige Installationsmaterial ... 338
17.1 ... Leitungen ... 338
17.2 ... Leerrohre ... 346
17.3 ... Installationsdosen ... 351
17.4 ... Installationsklemmen ... 357
17.5 ... Reihenklemmen ... 360
18. Die Smart-Home-Prinzipien ... 370
18.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 370
18.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 371
18.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 372
18.4 ... Wichtige Grundsätze ... 381
18.5 ... Denken Sie in Szenen ... 385
19. Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 392
19.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 392
19.2 ... Der Leitungsplan ... 399
19.3 ... Die Verteilerplanung ... 402
19.4 ... Der Stromlaufplan ... 412
19.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 413
19.6 ... Logikanforderungen ... 419
19.7 ... KNX-Abnahmeprüfung ... 426
20. Bares Geld sparen ... 428
20.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 428
20.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 429
20.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 431
20.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 439
20.5 ... Die Preisschraube ansetzen ... 443
21. Planen der Infrastruktur ... 444
21.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 444
21.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 452
21.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 453
21.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 457
21.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 462
21.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 464
21.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 472
21.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 474
22. Beleuchtungsplanung ... 480
22.1 ... Professionelle Beleuchtungsplanung mit DIALux ... 480
22.2 ... Biorhythmische Beleuchtung: Human Centric Lighting ... 481
22.3 ... DALI oder KNX? ... 485
22.4 ... Grundsätze bei der Beleuchtungsplanung ... 486
TEIL IV. Smart-Home-Komponenten ... 489
23. Schaltschrank - der Maschinenraum ... 490
23.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 490
23.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 491
23.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 494
23.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 495
24. Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 500
24.1 ... Speziell: Die KNX-Spannungsversorgung ... 500
24.2 ... Die Drossel ... 507
24.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 508
25. Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511
25.1 ... Einfach: die serielle Schnittstelle ... 512
25.2 ... Robust: die USB-Schnittstelle ... 513
25.3 ... Komfortabel: die IP-Schnittstelle ... 515
25.4 ... Flexibel: der IP-Router ... 518
25.5 ... Extravagant: der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 522
25.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 523
26. Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 526
26.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 526
26.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 528
26.3 ... Vielschichtig werden: Medienkoppler ... 533
27. Messen mit Sensoren ... 535
27.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 535
27.2 ... Bewegungsmelder ... 539
27.3 ... Präsenzmelder ... 547
27.4 ... Wetterstation ... 558
27.5 ... Rauchwarnmelder ... 563
27.6 ... Wassermelder ... 568
27.7 ... Alarmmelder ... 571
27.8 ... Luftgütesensoren ... 572
28. Schalten mit Aktoren ... 583
28.1 ... Schaltaktor ... 583
28.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 589
28.3 ......
Geleitwort des Fachgutachters ... 44
Vorwort ... 45
TEIL I. Einführung ... 51
1. Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 52
1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 52
1.2 ... Smart Home, Heimautomation - was ist das? ... 57
1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 59
2. Entscheidung für ein Smart Home: ja oder ja ... 61
2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 61
2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 62
2.3 ... Smart Home ist Familiensache ... 66
2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 67
3. Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 70
3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 70
3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 73
TEIL II. Grundlagen ... 81
4. Die Elektrik im Wohnhaus ... 82
4.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 82
4.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 89
4.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 94
4.4 ... Die IP-Schutzarten ... 97
5. Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 99
5.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 99
5.2 ... Flipflops ... 100
5.3 ... Schließer und Öffner ... 101
5.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 102
5.5 ... Hysterese ... 106
5.6 ... Die Einheit Lux ... 107
6. Gebäudeautomation verstehen ... 109
6.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 109
6.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 112
6.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 115
6.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 116
6.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 121
7. Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 126
7.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 128
7.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 129
7.3 ... Die physikalischen Adressen ... 134
7.4 ... Die Gruppenadressen ... 136
7.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 138
7.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 142
7.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 143
7.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 146
7.9 ... Die KNX-Protokolle ... 150
7.10 ... KNX Secure ... 161
8. Atmosphärisches Licht mit DALI ... 163
8.1 ... Was ist DALI? ... 163
8.2 ... Warum gibt es DALI? ... 164
8.3 ... Die DALI-Technik ... 166
8.4 ... Die DALI-Installation ... 168
8.5 ... DALI im Smart Home ... 171
8.6 ... Der DALI-2-Standard ... 172
9. 1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 174
9.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 175
9.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 180
9.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 184
9.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 187
9.5 ... Die richtige Verkabelung ... 188
9.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 190
9.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 191
9.8 ... Literatur ... 194
10. Energy Harvesting mit EnOcean ... 195
10.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196
10.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200
10.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202
11. Weitere Technologien und Standards ... 206
11.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 206
11.2 ... DMX - professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 210
11.3 ... Modbus - Kommunikationsprotokoll für die Industrie ... 213
11.4 ... ZigBee und Z-Wave ... 215
11.5 ... Ethernet - der Standard in der vernetzten Welt ... 220
11.6 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 226
11.7 ... Antriebe steuern mit SMI ... 232
11.8 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 234
12. Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 237
12.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 237
12.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 239
12.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 250
12.4 ... MQTT als leichtgewichtiges IoT-Protokoll ... 255
13. Methodisch vorgehen: Die UML ... 260
13.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 260
13.2 ... UML-Diagrammtypen ... 263
13.3 ... UML-Tools ... 265
TEIL III. Vorbereitung und Planung ... 267
14. Starten Sie die Planung ... 268
14.1 ... Der Masterplan ... 268
14.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 270
14.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 275
14.4 ... Wichtige Hersteller ... 284
14.5 ... Das KNX-User-Forum ... 286
15. Fürs Grobe: Werkzeuge ... 289
15.1 ... Handwerkzeug ... 289
15.2 ... Elektrowerkzeug ... 297
16. Fürs Feine: Softwaretools ... 299
16.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 299
16.2 ... Kreatives Planen mit Visio ... 303
16.3 ... Planen mit Excel ... 306
16.4 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 310
16.5 ... Wireshark - der Protokoll-Analyzer ... 321
16.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 326
17. Das richtige Installationsmaterial ... 338
17.1 ... Leitungen ... 338
17.2 ... Leerrohre ... 346
17.3 ... Installationsdosen ... 351
17.4 ... Installationsklemmen ... 357
17.5 ... Reihenklemmen ... 360
18. Die Smart-Home-Prinzipien ... 370
18.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 370
18.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 371
18.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 372
18.4 ... Wichtige Grundsätze ... 381
18.5 ... Denken Sie in Szenen ... 385
19. Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 392
19.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 392
19.2 ... Der Leitungsplan ... 399
19.3 ... Die Verteilerplanung ... 402
19.4 ... Der Stromlaufplan ... 412
19.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 413
19.6 ... Logikanforderungen ... 419
19.7 ... KNX-Abnahmeprüfung ... 426
20. Bares Geld sparen ... 428
20.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 428
20.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 429
20.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 431
20.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 439
20.5 ... Die Preisschraube ansetzen ... 443
21. Planen der Infrastruktur ... 444
21.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 444
21.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 452
21.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 453
21.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 457
21.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 462
21.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 464
21.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 472
21.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 474
22. Beleuchtungsplanung ... 480
22.1 ... Professionelle Beleuchtungsplanung mit DIALux ... 480
22.2 ... Biorhythmische Beleuchtung: Human Centric Lighting ... 481
22.3 ... DALI oder KNX? ... 485
22.4 ... Grundsätze bei der Beleuchtungsplanung ... 486
TEIL IV. Smart-Home-Komponenten ... 489
23. Schaltschrank - der Maschinenraum ... 490
23.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 490
23.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 491
23.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 494
23.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 495
24. Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 500
24.1 ... Speziell: Die KNX-Spannungsversorgung ... 500
24.2 ... Die Drossel ... 507
24.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 508
25. Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511
25.1 ... Einfach: die serielle Schnittstelle ... 512
25.2 ... Robust: die USB-Schnittstelle ... 513
25.3 ... Komfortabel: die IP-Schnittstelle ... 515
25.4 ... Flexibel: der IP-Router ... 518
25.5 ... Extravagant: der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 522
25.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 523
26. Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 526
26.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 526
26.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 528
26.3 ... Vielschichtig werden: Medienkoppler ... 533
27. Messen mit Sensoren ... 535
27.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 535
27.2 ... Bewegungsmelder ... 539
27.3 ... Präsenzmelder ... 547
27.4 ... Wetterstation ... 558
27.5 ... Rauchwarnmelder ... 563
27.6 ... Wassermelder ... 568
27.7 ... Alarmmelder ... 571
27.8 ... Luftgütesensoren ... 572
28. Schalten mit Aktoren ... 583
28.1 ... Schaltaktor ... 583
28.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 589
28.3 ......
Details
| Erscheinungsjahr: | 2021 |
|---|---|
| Fachbereich: | Datenkommunikation, Netze & Mailboxen |
| Genre: | Informatik |
| Rubrik: | Naturwissenschaften & Technik |
| Medium: | Buch |
| Reihe: | Rheinwerk Computing |
| Inhalt: | 1351 S. |
| ISBN-13: | 9783836287005 |
| ISBN-10: | 3836287005 |
| Sprache: | Deutsch |
| Herstellernummer: | 459/08700 |
| Einband: | Gebunden |
| Autor: | Heinle, Stefan |
| Auflage: | 3. Auflage |
| Hersteller: | Rheinwerk Verlag GmbH |
| Maße: | 246 x 201 x 72 mm |
| Von/Mit: | Stefan Heinle |
| Erscheinungsdatum: | 24.11.2021 |
| Gewicht: | 2,6 kg |
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