Как спроектировать KNX-систему: топология, питание шины, щит

Проект KNX начинается не со схемы щита, а со списка функций по помещениям: какой свет включается и диммируется, сколько штор, какой климат, где нужны сценарии и экраны. Из списка получаются устройства, из устройств — линии, питание и щит. Настраиваются все KNX-устройства в одной программе — ETS^[11]. Как её освоить и получить статус KNX Partner — в гайде «Как стать KNX-интегратором».

Проводной KNX требует прокладки шины, и сама Zennio называет это ограничением технологии^[12]. Поэтому топологию, места под щиты и трассы шины фиксируют до черновой отделки, а не после.

Базовая единица — линия витой пары (KNX TP) со своим блоком питания: без него устройства на TP не работают^[3]. Линейный соединитель связывает линию с другими линиями через магистраль; до 15 линий образуют область, до 15 областей объединяются областными соединителями. Вместо магистрали на витой паре можно использовать IP: KNX IP-роутер связывает несколько участков TP через сеть^[3].

Физический адрес показывает место устройства в этой структуре. У Linecoupler адрес X.0.0 означает областной соединитель, X.Y.0 — линейный, X.Y.Z — сегментный^[13]. Те же адреса задают роль IP Router: X.0.0 — областной соединитель, X.Y.0 — линейный, X.Y.Z — сегментный; основной линией для него служит сеть IP, вторичной — линия TP^[14].

Кабель шины и сегменты линии

Шину KNX TP прокладывают отдельным кабелем витой пары: клеммы шины у устройств Zennio рассчитаны на жёсткий проводник диаметром 0,8 мм^[1][5]. В нашем каталоге есть KNX-кабель марки Zennio 1 × 2 × 0,8 мм и 2 × 2 × 0,8 мм и клеммы шины WAGO 243-211 и 243-212 — карточки ниже. Каждая линия и каждый её сегмент получают свой блок питания: соединитель питание из одной линии в другую не передаёт^[15]. Когда линии не хватает тока, создают новую линию или, как в старой топологии, сегмент через повторитель^[2]. Linecoupler работает сегментным соединителем с адресом X.Y.Z в ETS6, а режим повторителя у него есть только в ETS5^[13]; у сегмента должно быть одно подключение к остальной установке^[15]. Предельные длины кабеля задаёт спецификация KNX TP — их закладывают в проект до прокладки. Обзор спецификаций KNX Association публикует в открытом доступе^[3], а проектирование топологии в ETS разбирают в бесплатном онлайн-курсе KNX eCampus^[16]. Какой кабель и куда вести шину до ремонта — в гайде «Что заложить под KNX до ремонта».

В линии KNX TP по топологии TP1-256 допускается до 256 устройств без линейных повторителей. О переходе на TP1-256 KNX Association объявила в 2019 году (статья на knx.org от 10.07.2019): раньше наименьшей частью линии был сегмент на 64 устройства, и до 256 линию добирали четырьмя сегментами через повторители^[2]. Теперь и магистраль области (Line 0), и магистраль системы (Area 0) тоже принимают 256 устройств — включая подключённые к ним линейные соединители^[2].

Устройства с подключением к шине TP1-64 и TP1-256 полностью совместимы и могут стоять на одной линии. Тогда предел считают по формуле (4 × M × TP1-64) + (N × TP1-256) < 257, где M и N — число устройств каждого типа. Например, 32 устройства TP1-64 и 128 устройств TP1-256 дают 4 × 32 + 128 = 256 — это предел линии^[2].

Тип подключения указан в даташите Zennio: у CX40, Tecla RGB, MAXinBOX 1212 и Z50 из примера расчёта ниже, а также у DALI BOX Interface 64 v3 написано «Integrated KNX BCU (TP1-256)»^{[5][21][22][7][23]}. Если тип не указан — как у KNX USB SC, где написано просто «Integrated KNX BCU»^[19], — мы считаем устройство по формуле как TP1-64: это даёт запас.

Каждое устройство берёт от шины ток, и сумма по линии должна уложиться в номинал блока питания. У KUPSupply номинал общий для шины и вспомогательного выхода 29 В: для модели 640 мА условие звучит как IAUX + IBUS ≤ 640 мА^[1]. Исключение — младшая модель: на шину она отдаёт до 160 мА, а вместе с выходом 29 В — до 250 мА^[6].

Считают по максимальному потреблению из даташита. Строка 29 В — при типичном напряжении шины, строка 24 В — худший случай по модели KNX Fan-In^[7]; пример ниже — по 29 В, а калькулятор блока питания KNX по умолчанию считает по 24 В, с запасом. Больше всего берут экраны и клавиши с подсветкой, релейные актуаторы — единицы миллиампер при 29 В. Панели Z50, Z70 v2 и Z100 почти не нагружают шину, но им нужен источник 24–29 В DC^[7]. Если взять его со вспомогательного выхода KUPSupply, ток панели входит в тот же номинал, что и шина^[1].

Пример. В линии контроллер CX40 (36,9 мА^[5]), четыре клавиши Tecla RGB 4 (по 24,0 мА^[21]), актуатор MAXinBOX 1212 (6,3 мА^[22]) и панель Z50 с видеодомофоном, которая питается от вспомогательного выхода: 4,6 мА от шины и 200 мА при 29 В^[7]. От шины получается 36,9 + 96 + 6,3 + 4,6 = 143,8 мА, вместе с выходом 29 В — 343,8 мА. Это больше, чем допускает KUPSupply 320 мА (IAUX + IBUS ≤ 320 мА^[39]), поэтому нужна модель 640 мА^[1] или отдельный источник 24–29 В для панели.

Два блока питания могут работать на одной линии параллельно, если ни один из них не показывает перегрузку; если показывает, точку подключения на шине смещают^[1]. Кнопкой Reset перезапускают всю линию: её держат не меньше 5 секунд^[1].

Откуда питать панели, контроль доступа и аудио?

Вспомогательный выход KUPSupply — 29 В SELV^[1]: он подходит устройствам с диапазоном 24–29 В DC, например Z50 и RemoteBOX^[7][38]. Для IWAC Display v3 даташит указывает внешние 24 В DC^[37]; под него есть блок питания 24 В / 0,75 А на 1 модуль DIN^[41]. Аудиоконтроллеру AudioInRoom нужно 24 В / 2,5 А, и Zennio рекомендует для него ZPS-AUX1^[42] — источник 24–28 В с током до 2,5 А на 3 модуля DIN^[43]. ALLinBOX питается только от собственного встроенного блока: запитывать его по шине от другого блока питания нельзя из-за большого потребления^[44].

Пока устройства помещаются в одну линию по току и адресам, соединитель формально не нужен. Но одна линия с одним блоком питания — единая точка отказа для всей системы^[45], поэтому этажи, корпуса и квартиры обычно разводят по своим линиям и связывают соединителями. Если между щитами есть локальная сеть, магистраль удобно вести по IP: IP Router работает как линейный или областной соединитель, у которого основная линия — сеть IP^[14].

В примере из той же статьи (2025) пятиэтажный дом со 187 устройствами на одной линии разделили на три линии, добавив соединитель и блок питания, — обмен по шине заметно сократился^[45].

• Фильтрация. В режиме «Filter» соединитель пропускает групповую телеграмму на другую сторону, только если её адрес есть в таблице фильтров; таблицу ETS создаёт автоматически^[14][13].
• Программирование за соединителем. Загрузка устройства идёт телеграммами с физическим адресом. В IP Router для них выбирают «Block», «Route» или «Filter»; при «Filter» телеграмма проходит, только если получатель находится на линии TP. Кнопка Pass IA/GA, если ручное управление включено в ETS, временно пропускает все такие телеграммы^[14].
• Питание соединителя. Linecoupler питается от основной линии: без её напряжения он перестаёт маршрутизировать телеграммы и недоступен для ETS. При пропадании вторичной линии маршрутизация тоже останавливается, но с основной стороны устройство программируется^[13].

Для небольшой установки достаточно USB-интерфейса KNX USB SC, он ставится в щит на DIN-рейку^[19]. Если к установке нужен доступ по сети, берут KIPI SC: до 5 одновременных подключений, внешнее питание не требуется^[18]. ZennIoT совмещает KNX-IP интерфейс на 10 туннелей с управлением через Zennio Remote^[20], а в ALLinBOX KNX-IP интерфейс уже встроен^[46].

Туннельные адреса KIPI SC (по умолчанию 15.15.250…15.15.254) не должны совпадать с адресами устройств проекта^[47]. KIPI SC может быть часами установки с синхронизацией по NTP — этот режим включают только на одном устройстве^[47]. Источник времени нужен обязательно: у CX нет часов с батареей, и время приходит с шины^[48].

KNX Data Secure защищает связь внутри KNX-установки, KNX IP Secure — обмен по IP^[8]. Решение о защите принимают на стадии проекта. Часть устройств Zennio KNX Secure не поддерживает — по руководствам это, например, MAXinBOX 24 v2, inBOX 20 v3 и DALI BOX Interface 64 v3^[49][50]. Проект с защищённым устройством обязательно защищается паролем и хранит ключи Tool Key: потерян проект — устройства не перепрограммировать без заводского сброса^[8]. Как включить защиту и какие модели Zennio её поддерживают, разобрано в гайде KNX Secure, а что передать заказчику — в гайде о сдаче системы.

Устройства Zennio ставятся на DIN-рейку 35 мм, ширина каждого указана в даташите в модулях DIN — по сумме ширин подбирают щит. Защиты от короткого замыкания и перегрузки у релейных выходов нет^[9], поэтому автомат перед устройством ставят по рекомендации даташита. Пример расчёта щита квартиры и что ещё заложить до штукатурки — в гайде «Что заложить под KNX до ремонта».

• Не посчитан ток линии. CX40 берёт до 36,9 мА при 29 В и до 45 мА при 24 В^[5], клавиша Tecla RGB 6 — до 24,5 и до 30 мА^[21]. При перегрузке светодиод KUPSupply горит красным, а мигает, когда выход отключился из-за перегрузки или замыкания^[1].
• Забыт вспомогательный выход. Ток панелей с выхода 29 В входит в тот же номинал, что и шина^[1]: у Z70 v2 с видеодомофоном это до 300 мА при 29 В^[30].
• ALLinBOX запитан от чужого блока. Даташит это запрещает: у ALLinBOX свой встроенный блок питания^[44].
• Одна линия на весь объект. Адресация TP1-256 это позволяет, но одна линия с одним блоком питания — единая точка отказа^[45][2].
• Потерян проект ETS с KNX Secure. Без него защищённые устройства не перепрограммировать без заводского сброса^[8]; проект с паролем передают заказчику при сдаче системы.
• Нет источника времени. У CX нет часов с батареей; после загрузки или сбоя шины будильники не срабатывают, пока время не придёт снова^[48].