Wie funktioniert KNX? Bus, Sensoren, Aktoren und Adressen
Das Prinzip: Bus statt Einzelverdrahtung
In einer klassischen Installation hängt der Schalter direkt im 230-V-Stromkreis der Lampe. Wer von drei Stellen schalten will, braucht eine Kreuzschaltung oder eine Stromstoßschaltung. Jede neue Funktion heißt: neue Leitungen ziehen.
KNX trennt das in zwei Teile:
- Steuern: Alle Geräte hängen an einer gemeinsamen Busleitung. Über sie laufen kleine Datenpakete, die Telegramme.
- Schalten: Die Lasten, also Lampen, Rollladenmotoren oder Steckdosen, bekommen ihre 230 V über eine eigene Lastleitung von einem Aktor.
Welcher Taster welche Lampe schaltet, steht nicht mehr in der Verdrahtung, sondern in der Programmierung. Programmiert wird mit der Inbetriebnahme-Software ETS. Eine Änderung braucht dann oft keine neue Leitung, sondern nur eine neue Zuordnung.
Sensoren und Aktoren
| Gerät | Aufgabe | Beispiele |
|---|---|---|
| Sensor | erfasst etwas und sendet ein Telegramm | Taster, Bewegungsmelder, Präsenzmelder, Wetterstation, Raumthermostat |
| Aktor | empfängt Telegramme und schaltet oder stellt die Last | Schaltaktor, Dimmaktor, Jalousieaktor, Heizungsaktor |
| Systemgeräte | halten den Bus am Laufen und verbinden Teile miteinander | Spannungsversorgung, Linienkoppler, Bereichskoppler, IP-Schnittstelle |
Jedes Gerät hat einen Busankoppler, der die Telegramme sendet und empfängt. Viele Aktoren sitzen als Reiheneinbaugeräte im Verteiler. Von dort geht die Lastleitung zum Verbraucher, genau wie bei einer klassischen Installation.
Linie und Bereich: Wie der Bus aufgebaut ist
Die kleinste Einheit ist die Linie. An ihr hängen die Teilnehmer, also Sensoren und Aktoren, und eine eigene Spannungsversorgung. Mehrere Linien werden über Linienkoppler an eine Hauptlinie angeschlossen. Das ergibt einen Bereich. Mehrere Bereiche verbinden Bereichskoppler über die Bereichslinie.
Die Koppler trennen die Linien elektrisch und filtern die Telegramme: Ein Telegramm, das nur in einer Linie gebraucht wird, bleibt dort. So wird der Bus nicht unnötig belastet. Wie viele Teilnehmer eine Linie tragen kann und wie lang die Leitungen sein dürfen, steht in den Planungsunterlagen von KNX und in den Datenblättern der Hersteller. Diese Seite nennt dafür bewusst keine Zahlen.
Physikalische Adresse und Gruppenadresse
KNX kennt zwei Arten von Adressen. Sie werden in der Ausbildung gern verwechselt.
| Merkmal | Physikalische Adresse | Gruppenadresse |
|---|---|---|
| Schreibweise | mit Punkten, z. B. 1.1.12 | mit Schrägstrichen, z. B. 1/0/3 |
| Aufbau | Bereich.Linie.Teilnehmer | meist dreistufig: Hauptgruppe/Mittelgruppe/Untergruppe |
| Wofür | Wo sitzt das Gerät? Zum Programmieren und für die Fehlersuche | Was soll passieren? Verbindet Sensoren mit Aktoren im Betrieb |
| Eindeutig? | ja, jedes Gerät hat genau eine | eine Funktion, beliebig viele Teilnehmer |
Die physikalische Adresse bekommt ein Gerät bei der Inbetriebnahme. Dazu drückt man am Gerät die Programmiertaste, die Programmier-LED leuchtet, und die ETS schreibt die Adresse hinein.
Die Gruppenadresse ist die eigentliche Funktion. Ein Sensor sendet an eine Gruppenadresse, zum Beispiel „Licht Flur ein/aus“. Jeder Aktorkanal, der mit dieser Gruppenadresse verbunden ist, reagiert. Ein Aktorkanal kann auf mehrere Gruppenadressen hören, etwa zusätzlich auf „Zentral aus“.
Beispiel: Flurlicht von drei Stellen
| Punkt | Klassisch | KNX |
|---|---|---|
| Bedienstellen | zwei Wechselschalter und ein Kreuzschalter, oder drei Taster mit Stromstoßschalter | drei KNX-Taster an der Busleitung |
| Verdrahtung | korrespondierende Leitungen bzw. Steuerleitung zwischen allen Stellen | Busleitung von Taster zu Taster, Lastleitung vom Aktor zur Lampe |
| Logik | steckt in der Schaltung | alle drei Taster senden an Gruppenadresse 1/1/1, Schaltaktor Kanal A hört auf 1/1/1 |
| Später „Zentral aus“ an der Haustür | neue Leitungen zu allen Stromkreisen | Kanal A zusätzlich mit der Gruppenadresse „Zentral aus“ verbinden |
Wie die klassischen Lösungen verdrahtet sind, zeigen die Seiten Kreuzschaltung, Stromstoßschaltung und Treppenlichtschaltung.
Busleitung und Spannungsversorgung
Die Busleitung führt gleichzeitig die Telegramme und die Versorgung der Busankoppler. Kleine Geräte wie Taster brauchen deshalb keinen eigenen 230-V-Anschluss. Verwendet wird eine eigene, für KNX geeignete Busleitung. Welcher Typ das ist, steht in den Herstellerangaben.
Jede Linie braucht ihre eigene KNX-Spannungsversorgung. Sie hat eine Drossel eingebaut, damit die Spannungsquelle die Telegramme auf der Leitung nicht kurzschließt. Ein normales Netzteil ersetzt sie deshalb nicht.
Der Bus arbeitet mit Kleinspannung, die Lastkreise mit 230 V. Beide müssen sicher voneinander getrennt verlegt und angeschlossen werden. Wie genau, regeln Norm und Herstellerangaben. Busspannung, Leitungslängen und Abstände nennt diese Seite bewusst nicht.
Lastseite: Aktorkanal und Leitung bemessen
Auf der Lastseite ist KNX eine ganz normale Installation. Jeder Aktorkanal hat einen höchsten Schaltstrom und oft eigene Angaben für LED-Lasten oder Motoren. Die stehen im Datenblatt des Aktors. Den Strom deiner Last rechnest du mit kW ↔ Ampere aus. Den Querschnitt der Lastleitung bestimmst du wie immer, etwa mit dem Rechner Leitungsquerschnitt.
Was ist der Unterschied zwischen physikalischer Adresse und Gruppenadresse?
Die physikalische Adresse sagt, wo ein Gerät im Bus sitzt: Bereich, Linie, Teilnehmer, geschrieben mit Punkten wie 1.1.12. Sie ist eindeutig und dient zum Programmieren. Die Gruppenadresse sagt, was passieren soll, und wird mit Schrägstrichen geschrieben wie 1/0/3. Viele Geräte können dieselbe Gruppenadresse nutzen.
Warum braucht jede Linie eine eigene KNX-Spannungsversorgung?
Die Busankoppler in der Linie werden über die Busleitung versorgt. Die Linienkoppler trennen die Linien elektrisch, deshalb bekommt jede Linie ihre eigene Versorgung. Diese hat eine Drossel eingebaut, damit die Telegramme auf der Leitung nicht verloren gehen.
Schaltet der KNX-Taster die Lampe direkt?
Nein. Der Taster sendet nur ein Telegramm an eine Gruppenadresse. Geschaltet wird im Aktor, der meist im Verteiler sitzt. Leuchtet die Lampe nicht, lohnt sich deshalb zuerst der Blick auf den Aktor: Viele Aktoren lassen sich von Hand schalten. Geht die Lampe damit an, liegt der Fehler auf der Busseite oder in der Programmierung.
Geht KNX auch ohne Busleitung?
Ja. Neben der Busleitung gibt es KNX auch über Funk (KNX RF) und über das IP-Netzwerk (KNX IP). Das hilft beim Nachrüsten, wenn keine Busleitung gezogen werden kann. Die Begriffe Sensor, Aktor und Gruppenadresse bleiben gleich.