La domótica pasa por uno de sus mejores momentos gracias a los protocolos de comunicación inalámbrica de los que hacen uso múltiples dispositivos inteligentes en la actualidad. Zigbee, Z-Wave, o HomeKit, entre otros, han ayudado a que los altavoces inteligentes, termostatos, sensores, y demás productos, puedan comunicarse entre sí, y con la llegada de Matter todo indica que la estandarización será aún mayor. Sin embargo, existe un protocolo que lleva más de una veintena de años con nosotros y que sentó las bases de la interoperabilidad basada en IP.
Hablamos de KNX.
Antaño la domótica estaba más fragmentada, e incluso a día de hoy lo sigue estando. Aunque gracias a los protocolos WiFi, Bluetooth, y demás mencionados arriba, podemos conectar dispositivos de diferentes fabricantes y tipos en un único ecosistema. Contar con dispositivos inteligentes en casa es algo más común actualmente. KNX buscaba ser pionero en la estandarización de la domótica, y lo consiguió, aunque no estaba al alcance de todos, y se destinaba a aquellos hogares más lujosos.
Este protocolo de comunicación surgió a finales de los 90 a raíz de la unión de tres estándares referentes de aquel momento en el sector de la domotización en Europa. De esta manera, EHS (European Home Systems Protocol), EIB (European Installation Bus) y BatiBUS unieron fuerzas en 1997 para impulsar el hogar inteligente a través de KNX, un protocolo bastante versátil para que los dispositivos de casa pudieran entenderse entre sí.
Cuatro variantes distintas para transferir datos con KNX
La 'KNX Association' lanzó su estándar por primera vez en 2002, un protocolo que comenzó poco a poco a generar interés en un contexto social donde las redes y la comunicación eran una norma. Desde sus inicios, KNX ha estado presente en multitud de dispositivos. En los ejemplos más comunes encontramos la motorización de persianas y toldos, el control de la iluminación, o la gestión de la temperatura en el hogar, entre otros. Todo de una forma integrada completamente en las paredes de nuestro hogar.
De ahí que el coste de las viviendas con este protocolo se disparara.
Según la web de KNX, más de 500 fabricantes adoptan aún a día de hoy este protocolo en sus productos, entre ellos Schneider Electric, Eelectron, Belcom, o Zennio. La mayoría de ellos son compañías que prestan soluciones eléctricas. Esto tiene sentido, pues KNX suele integrarse en la mayoría de casos a través de la red de electricidad que tenemos en casa.
En KNX existen dos grandes grupos de dispositivos: emisores y receptores. Los dispositivos que fuesen compatibles con KNX, podían comunicarse entre sí a través de cuatro principales variantes; a través de cable de par trenzado (TP), desde la propia red eléctrica de nuestra casa (PL), mediante ondas de radiofrecuencia (RF), y a través del protocolo TCP/IP con cables y puertos Ethernet.
KNX-TP (Cable trenzado)
A través de cables de par trenzado, es posible transferir datos a una velocidad de 9.600 bps (Bits por segundo). Actualmente puede parecer una velocidad irrisoria, pero lo cierto es que hay que tener en cuenta que este tipo de dispositivos no necesitan más para poder enviar y recibir telegramas con unos cuantos unos y ceros, y que bajen las persianas de la casa, o se encienda una luz en un sitio determinado.
Para alimentar esta conexión, se suministra una tensión de 30V a los dispositivos que soportan este estándar. El receptor evalúa un cambio en la diferencia de tensión entre ambos conductores, y cuando se reduce esta tensión en unos 5V, el receptor lo considera como la entrada de un cero lógico. En los telegramas que viajan de un dispositivo a otro se albergan bits de control, dirección, datos y comprobación, siendo información de vital relevancia para que los aparatos con este estándar se comuniquen entre sí y hagan lo que nosotros hemos programado previamente.
KNX-PL (Powerline)
Esta variante recoge el mismo concepto que la anterior mencionada, aunque esta vez hace uso de la red eléctrica de nuestro hogar para transferir la información necesaria. A través de la tensión nominal de 230 V de nuestra casa se transmiten los datos entre dispositivos, y estas señales se superponen a la tensión de la red. Es una opción sólida que suele barajarse para instalaciones nuevas o para ampliar una ya existente que haga uso de KNX.
Este estándar no hace uso de ningún bus en específico, utilizando solamente una de las tres fases más el neutro de nuestra red para la transferencia de información. Tampoco necesita de ninguna fuente de alimentación, pues los dispositivos adquieren la energía de la propia red de 230 V de la casa. La velocidad en Powerline asciende a los 1.200 Bit/s. Además, para representar los ceros y unos lógicos, en esta variante se utilizaba el método conocido como "codificación de la modulación de frecuencias por transferencia" (SFSK).
Aquí una frecuencia de 105,6 kHz es considerada un cero lógico, mientras que una de 115,2 kHz generada por el emisor corresponde a un uno lógico.
KNX-RF (Radiofrecuencia)
Es la solución inalámbrica de este estándar, y se suele utilizar cuando no es posible transferir la información por medio de un cable, debido a la ubicación, o porque simplemente interesa más que así sea. Aquellos sensores que requieran de energía para operar pueden hacerlo a través de una batería, independientemente de la red de 230 V.
Su forma de transferencia de datos, tal como su nombre indica, es a través de radiofrecuencia, modulando una onda de señal sobre onda portadora. La combinación de modificar la amplitud, frecuencia y fase de la onda hace posible esta modulación. A través de una ligera variación de la onda portadora es como se representan los ceros y unos lógicos.
Esta variante se divide en dos versiones; KNX RF Ready y RF Multi. Mientras que la frecuencia media de un KNX RF Ready es de 868,3 MHz y únicamente dispone de un canal de comunicación, el RF Multi puede conmutar de un canal a otro.
KNX-IP (TCP/IP)
El estándar KNX evolucionó hasta ser compatible también con el protocolo TCP/IP a través de Ethernet, la cual es una red de comunicación abierta. Hoy día es imprescindible para habilitar redes locales y para el funcionamiento de Internet, y que KNX fuese compatible con este estándar expandía aún más las posibilidades de la domótica.
Los dispositivos que son compatibles con KNX-IP establecen su conexión a través de redes cableadas Ethernet, comunicándose mediante el envío de paquetes de datos desde una dirección IP determinada, nada nuevo en este aspecto si estáis familiarizados con este protocolo. KNX es un estándar que además influye en la eficiencia energética de una casa. Este es el principal reclamo de este tipo de instalaciones por parte de sus fabricantes. Pero es cierto, ya que nos permite programar la puesta en marcha de los distintos dispositivos conectados para que funcionen cuando nosotros queramos, un concepto base en la domótica.
KNX vs Wireless
La mayoría de las instalaciones KNX funcionan a través de cable, y suele ser una de las soluciones más fiables a la hora de domotizar una casa. Esto es debido a que los dispositivos tienen sus propios módulos, interfaces y software para operar, y no requieren de conexiones a Internet congestionadas que pueden causar interferencias debido a los demás dispositivos que tenemos conectados a la red de casa.
KNX es un estándar abierto, por lo que en la parte de software podemos encontrar múltiples maneras para conectar los dispositivos, e incluso programar nuestra propia solución si somos capaces de ello. Domotizar una casa con KNX es algo así como incorporar un núcleo central operacional*, donde gestionar de forma remota el control de luces, persianas, temperatura, generadores y demás.
Su principal ventaja frente a una solución inalámbrica que haga uso de WiFi, Bluetooth, o estándares como Zigbee o Z-Wave, es la fiabilidad y estabilidad de la conexión, donde el límite está en el precio que nos queramos gastar para la instalación. Esto es importante recalcarlo, ya que este tipo de instalaciones suelen ser caras y complejas de poner en marcha si no se tienen los conocimientos adecuados.
Por otra parte, es entendible el porqué los nuevos estándares inalámbricos están sustituyendo a las instalaciones KNX en casa. Y es que poner en marcha dispositivos wireless es tremendamente sencillo y versátil, siendo idóneo si lo que queremos es controlar algunos aspectos individuales de la casa.
El futuro de KNX y la evolución de la domótica en casa
Es evidente que la domótica tiende a estándares de carácter inalámbrico cada vez más. Si bien KNX representa la fiabilidad y control total de una casa, el precio y complejidad de su instalación son la tumba de este estándar frente a los actuales sistemas IoT que hacen uso de asistentes de voz, sensores, y demás dispositivos inteligentes. Tiene pinta que Alexa, Google Home o HomeKit seguirán siendo los principales ecosistemas a escoger por parte del usuario para desarrollar un hogar conectado.
A corto plazo, eso sí, todas las miras están puestas a Matter, estándar que llegará en unos meses para mejorar la interoperabilidad de estos sistemas.
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