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Home Automation: Die Trends
Alfred Vollmer Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen. Markanter als dieses Sprichwort kann man die langsame, ja
schon fast zähe Entwicklung der letzten Jahre im Bereich Home Automation nicht charakterisieren. Dennoch hat sich
schon wirklich einiges bewegt: Die Standards scheinen jetzt endgültig festgelegt zu sein und auf der Hardware-Seite
gibt es bei den Powerline-Modem-ICs
mittlerweile auch mehrere Anbieter.
Kein Wunder, dass jetzt nach einer
genauen
Überprüfung/Anpassung
des „Erbguts“ auch immer mehr Endgeräte-Hersteller das „Eichhörnchen“
Home Automation anfüttern, so dass
es wächst, gedeiht und sich wohl bald
kräftig vermehrt.
A
uf der Messe HomeTech 2002, die
vom 27.2. bis 3.3.2002 in Berlin stattfand,
kristallisierte sich vor allem ein großer
Trend im Bereich der Home Automation, also bei der Automatisierung im Eigenheim bzw. in Privatwohnungen (im
Gegensatz zur Gebäude-Automatisierung von größeren, gewerblichen Gebäuden), ab und dieser Trend heißt ganz
klar No New Wires (keine zusätzlichen Kabel) in Kombination mit Plug&Play-Funktionalität. Somit bleibt neben den Funksystemen z. B. auf Bluetooth-Basis nur
die Powerline-Kommunikation über die
Netzleitung als Verfahren zur Datenübertragung. Plug&Play heißt in diesem
Rahmen übrigens, dass die gesamte
Konfigurierung automatisch abläuft und
zur Inbetriebnahme keinerlei Zusatzgeräte (wie z. B. ein Laptop) nötig sind.
Unter Federführung der CECED (European Committe of Manufacturers of Domestic Equipment) haben sich die europäischen Hersteller von Haushaltgeräten zusammen gefunden, um Standards
Grafik: Siemens electrogeräte
für Home Automation zu definieren und
zu testen. Zu dieser Arbeitsgruppe des
CECED gehören Vertreter von Bosch-Siemens Hausgeräte, Candy, Electrolux, Fagor, Liebherr, Merloni Electrodomestici,
Miele und Whirlpool, die zusammen gut
75% des Marktes in Westeuropa repräsentieren. Dabei haben sich die Unternehmen darauf geeinigt, dass die Interoperabilität gewahrt sein muss, so dass
zunächst einmal Spezifikationen und Interoperabilitäts-Profile für Weiße Ware
erstellt werden müssen, um zu gewährleisten, dass die Geräte der einzelnen
Hersteller sinnvoll miteinander kommunizieren.
Vier Punkte haben sich die Unternehmen dabei auf die Fahnen geschrieben:
elektronik industrie 05-2002
offener, lizenzgebührenfreier, professionell unterstützter und gepflegter
Standard, so dass auch Geräte jenseits
der Weißen Ware von der Heizung
über Licht und Sicherheit bis hin zum
Garagentor-Öffner eingebunden werden können.
Niedrige Kosten, die den Marktpreisen
der Geräte angepasst sind.
Automatische Konfiguration innerhalb
eines Systems, um die Kosten einer
professionellen Installation zu vermeiden.
No new wires, denn jeglicherlei zusätzliche Verkabelung bedeutet immense
Zusatzkosten.
Erste Serienprodukte
Modem-IC für Powerline
Bereits seit einigen Jahren bietet STMicroelectronics das Powerline-Modem-IC ST7537 an und jetzt ist der
Nachfolge-Chip ST7538 in Mustern
erhältlich. Bei dem FSK-Transceiver
ST7538 handelt es sich um ein speziell
für Powerline-Anwendungen gemäß
der CENELEC-Spezifikation EN 50065
ausgelegtes Halbduplex-Modem, das
an einer einzigen Versorgungsspannung zwischen 7,5 und 12,5 V arbeitet
und einen Leitungstreiber mit programmierbarer Spannungs- und Stromsteuerung sowie einen 5-V-Linearregler (Maximalbelastung: 100 mA) ent-
Ein
hält. Die Stromaufnahme beträgt unter 3 mA; das Vorgängermodell benötigte noch 35 mA.
Darüber hinaus sind Funktionen wie
Watchdog, Takt-Ausgang, PräambelErkennung, Time-Out und Band-inUse bereits implementiert. Das ST
7538 arbeitet mit programmierbaren
Nutzdatenraten von maximal 2400
bit/s, wobei acht verschiedene Übertragungsfrequenzen programmierbar
sind.
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STMICROELECTR.
Während Miele auf der Domotechnica
2001 noch im Rahmen einer Konzeptstudie seine Fachhändler nach deren
Meinung zum Thema Miele@Home befragte (siehe elektronik industrie 5/2001,
Seite 28), zeigte Siemens electrogeräte
auf der HomeTech 2002 unter dem Namen smart@Home praktikable Lösungen, um Hausgeräte via Internet zu vernetzen. PDA und Handy werden bei
smart@Home gleich mit ein bezogen.
Bereits vor Ende diesen Jahres sollen die
ersten Geräte lieferbar sein.
Siemens electrogeräte (und damit sicherlich auch bald Bosch) setzt dabei
bewusst auf „Plug&Use-Lösungen“, die
der Anwender selbst vernetzen kann
und die per Telefon bzw. Internet immer 53
SPEZIAL
H O M E A U TO M AT I O N
SPEZIAL
H O M E A U TO M AT I O N
Powerline-Modem-IC
Als komplette Systemlösung für Steueranwendungen hat der israelische
Halbeiter-Hersteller Itran das Powerline-Modem IT800SCP in Kooperation
mit Microsoft komplett neu entwickelt, wobei der SCP-Stack
(SCP: Simple Control Protocol)
von Microsoft gleich fest in der
Hardware verankert wurde.
Mit Hilfe eines im ITP800-Core
implementierten, patentierten
DCSK-Modulationsverfahrens
(DCSK: Differential Code Shift
Keying) lässt sich eine robuste
Datenkommunikation bei Übertragungsraten von maximal 7,5 kbit/s
realisieren. Dabei unterstützt das IC
mehrere Datenraten bzw. Modi vom
Standard-Modus (SM) mit 7,5 kbit/s
erreichbar sind. Auch für die im Servicebereich so nützliche Ferndiagnose hat
das Unternehmen eine marketingtechnisch-positive Beschreibung gefunden
(wer will schon zugeben, dass ein Gerät
einmal defekt sein könnte?): „Ist das
Hausgerät via smart@Home vernetzt,
kann beispielsweise eine Ferndiagnose
bei veränderten Gerätewerten selbstverständlich sein (z. B. ein Temperaturanstieg in der Gefriertruhe), genauso wie
die damit automatisch verbundene Benachrichtigung des Kundendienstes.“
Die in letzter Zeit oft propagierte Kombination aus intelligentem Kühlschrank
und Online-Shopping soll so ebenfalls
möglich werden, denn „nach intelligenter Überprüfung des Kühlschrank-Inhalts wird automatisch ein Mindestbestand ermittelt und bei Bedarf selbständig bei einem Einkaufsdienst nachbestellt“.
Die Kosten
Die große Frage lautet schlicht und einfach: Wieviel ist dem Anwender die Vernetzungsmöglichkeit wert bzw. wie viel
ist er/sie bereit zu zahlen? Siemens electrogeräte hat jetzt als erstes Unternehmen Flagge gezeigt und eine konkrete
Preisdimension genannt.
Die Vermittlung der Grundintelligenz ist
dabei geräteseitig als Einschublösung
vorgesehen. Sollen dann jeweils die einzelnen Geräte vernetzt werden, ist ein
zusätzliches Zubehör von Nöten, welches in einen bereits vorhandenen
Schaft eingefügt wird. Je nach Ausbaustufe sind bei Siemens electrogeräte für
die Vernetzung von vier Hausgeräten inklusive Anschluss an einen Server ca.
1000 € bzw. mit dem funkgesteuerten
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über den Robust-Modus (RM) mit 5
kbit/s bis zum extrem robusten Modus
(ERM) mit 1,25 kbit/s. Das IC ist in der
Lage, auch in den europäischen
CENELEC-Bändern zu arbeiten – und
zwar im Robust-Modus bei 2,5 kbit/s
oder im extrem robusten Modus bei
0,625 kbit/s. Es entspricht diversen
Bedienelement (Siemens SimPad) 2000
€ geplant. Dieser Preis dürfte jedoch
bald sinken, denn bereits für 2003 prognostiziert Ulrich Fiedler „einen Zielpreis
für einen kompletten Modem-Knoten
inklusive Stromversorgung von zehn
Dollar bei höheren Stückzahlen“.
Dabei betont das Siemens electrogeräte
bewusst die Offenheit des Systems für
die Vernetzung, so dass sich Geräte alle
Hersteller, die nach dem Konnex-Standard (EHS/KNX; Kommunikation per Powerline) arbeiten, miteinander vernetzen lassen. Die Nutzdatenrate beträgt
somit 2400 bit/s. Nähere technische Details zu diesem Thema finden Sie in elektronik industrie 6/2000 ab S. 62 unter der
Überschrift „EHS: Technische Aspekte
der Home Automation“ (auch über das
Internet-Archiv abrufbar).
2400 bit/s ist zwar für die meisten Computer-Anwendungen völlig unbrauchbar, aber für Automatisierungs-Zwecke
vollauf ausreichend. „Unsere Kunden fragen nicht nach höheren Datenraten als
2400 bit/s und die Unternehmen aus
den Bereichen Elektro-Installation, Haushaltsgeräte etc. haben primär Interesse
an Powerline“, erläutert Ulrich Fiedler,
Marketing Manager Home Utility im Industrial Technical Marketing Europe bei
STMicroelectronics. „Mittlerweile muss
man als Hersteller von Haushaltsgeräten
allein schon aus Image-Gründen eine
Vernetzungsmöglichkeit anbieten.“
weltweiten Standards wie beispielsweise FCC part 15, CENELEC (Band A
und B) sowie Fernost-Standards und
arbeitet nahe an der Toleranzgrenze
des additiven weissen Gauss'schen Rauschens.
Der zum Patent angemeldete
Forward Short Block Soft Decoding Error Correction Algorithm
(Korrektur-Algorithmus für Software-Decodierfehler bei in Vorwärts-Richtung übertragenen
kurzen Blöcken) sowie spezielle
Synchronisations-Algorithmen
sollen eine robustere Kommunikation ermöglichen.
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ITRAN
so dass theoretisch größere Bandbreiten möglich sind. In der Praxis ist dort jedoch der X.10-Standard sehr verbreitet,
der entweder per HF oder aber meist
mit 60 bit/s per Powerline arbeitet. Viele
Millionen dieser sehr einfachen und
qualitativ meist nicht besonders überzeugenden Produkte sind schon in den
Warenhäusern verkauft worden. Da X.10
im Nulldurchgang der Sinuswelle überträgt, wäre die Übertragungsrate eines
derartigen Systems in Europa sogar auf
50 bit/s beschränkt, da unsere Netzfrequenz nur 50 Hz beträgt.
Andererseits zielen die meisten Vernetzungs-Bestrebungen jenseits des Atlantiks primär auf die sehr schnelle Kommunikation ab, wie z. B. zwischen dem
PC und dem Drucker. „Die Amerikaner
arbeiten weniger an der Steuerung von
Haushaltsgeräten“, bestätigt Ulrich Fiedler. „Einer der Hauptgründe dafür ist die
Tatsache, dass die meisten Haushaltsgeräte in den USA noch nicht elektronisch, sondern zu 100% mechanisch gesteuert werden.“ Wer jemals eine amerikanische Waschmaschine gesehen hat,
wie sie auch heute noch in jedem Warenhaus massenhaft verkauft wird, kann
letzteres nur bestätigen. Europa hat somit beste Chancen und die gilt es jetzt
zu nutzen.
Was tut sich in den USA?
In Europa ist das CENELEC-Band mit seiner Bandbreite von 145 kHz relativ begrenzt, aber in den USA stehen zur Powerline-Kommunikation immerhin etwa 600 kHz Bandbreite zur Verfügung,
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KONNEX
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SIEMENS ELECTROGERÄTE
elektronik industrie 05-2002