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Energieautarke Funksysteme

Ohne Batterie und Kabel

Die Idee eines Smart Home beschreibt einen Lebensstil, der durch vernetzte und automatisierte Systeme erweitert wird, um durch intelligentere Geräte und Applikationen einen Mehrwert für die Bewohner zu schaffen. In einer Zeit, in der die Zahl der Kommunikationsnetze in Gebäuden immer weiter ansteigt, ändern sich hierbei auch die Anforderungen für die Informationsübertragung. Datenübertragung soll mobil und flexibel sein und dabei so wenig Energie wie möglich benötigen.

Schaltmodul mit unterschiedlichen Funkprotokollen (Bild: ZF Friedrichshafen AG)

(Bild: ZF Friedrichshafen AG)

Neue Perspektiven bieten Technologien für drahtlose und batterielose Datenübertragung. ZF Friedrichshafen hat hierfür energieautarke Funkschalter entwickelt, die einfach und effektiv im Gebrauch und ohne Kabel oder Batterien zu installieren sind und sich daher für Steuerungslösungen in unterschiedlichsten Umgebungen und Applikationen eignen. Die energieautarken Funkschalter ermöglichen eine einfache Installation in Neubauten, in alten oder renovierten Gebäuden als auch in Industriebauten. Einfach lässt sich die Position von Schaltern verändern und sogar Installationen auf Oberflächen wie Glas, Holz oder Beton werden möglich. Der Generator, das Kernelement der Energy Harvesting Technologie des Unternehmens, ist in monostabiler und bistabiler Form verfügbar. Er basiert auf dem induktiven Prinzip, die benötigte Funkenergie wird also ausschließlich über die mechanische Betätigung des Schalters erzeugt. Die Datenübertragung erfolgt dann kabellos über Funk. Das ZF Sortiment mit energieautarken Produkten reicht vom Generator alleine über das Funkmodul, Wipp- und Schnappschalter für die Industrieautomation hin zu Schaltmodulen mit unterschiedlichen Protokollversionen. Empfänger sind als integrierte Empfänger oder als separate Einheiten im Gehäuse bzw. als steckbare Empfängerleiterplatte verfügbar. Das erste batterielose und kabellose Schaltmodul für die Kommunikation im KNX-RF Ready S-Mode-Protokoll wurde von ZF entwickelt. Die Betätigung des Schaltmoduls erzeugt genügend elektrische Energie für die Kommunikation und benötigt für den normalen Betrieb keine Spannungsversorgung. Es ist damit komplett wartungsfrei und kann über die ETS (ab ETS5) konfiguriert werden. Ausschließlich für den Programmiermodus bei der Inbetriebnahme oder bei Anwendungsänderungen wird die als Zubehör erhältliche Spannungsversorgung benötigt.

Vielseitige Anwendungsszenarien

Egal ob als Lichtschalter mit oder ohne Dimmen, oder als Rollladenschalter, das Funklichtschaltmodul lässt sich funktional und vielseitig einbinden und schafft so Freiheitsgrade in der Planung. Das intelligente Bedienkonzept ermöglicht dem Systemintegrator bis zu sechs unterschiedliche Funktionen zu realisieren. Die zur Verfügung stehenden Funktionen Dimmen, Beschattungsbedienung Szenenaufruf, Wertsender oder klassischer Toggle-Betrieb ermöglichen es, jedes KNX-RF-Tastmodul an die Bedürfnisse des Anwenders anzupassen. Durch die Kommunikation ohne die Verwendung eines Gateways sind vielfältige Einsatzmöglichkeiten denkbar, z.B. an flexiblen Raumteilern in Zweckbauten, an Glaswänden oder auch direkt an einem Rednerpult. Das bereits in Serie lieferbare Funklichtschaltmodul kommt einbaufertig und ist zudem bauraumkompatibel zu handelsüblichen Rahmen und Blenden für energieautarke Lichtschaltermodule. Es lässt sich auch mit kundenspezifischen Bedien- und Designteilen kombinieren. In Zusammenarbeit mit ON Semiconductor hat ZF außerdem ein Reference Design für einen Energy Harvesting Generator kombiniert mit RSL10 SIP, einem Bluetooth 5 Low Energy zertifizierten System-in-Package, entwickelt. Dadurch kann der ZF Generator für Bluetooth-Low-Energy-Anwendungen eingesetzt werden. Die System-in-Package-Lösung von ON Semiconductor basiert auf dem energieeffizientesten Bluetooth 5 Funkchip zur Entwicklung von kostengünstigen und wartungsfreien batterielosen 2,4GHz-Applikationen. Durch die Verwendung des Bluetooth-Low-Energy-Standard ist eine einfache Anbindung an BLE Scanner oder mobile / Lichtapplikationen (IOS and Android). Ein weiterer Funkstandard, der sich bei ZF aktuell in der Umsetzung befindet, ist ein Funk-Lichtschaltmodul, das über ZigBee 3.0 Green Power kommuniziert.

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