Recolección de energía · 868 MHz · EEP · Teach-in · AES-128 · 9 min de lectura

Sensores EnOcean de recolección de energía: principio de funcionamiento, alcance e instalación

Los sensores EnOcean no requieren baterías ni conexión por cable. La energía se recolecta del entorno ambiente — luz, movimiento mecánico o diferenciales de temperatura — y se almacena en un condensador para alimentar una única transmisión de radio. Comprender el mecanismo de recolección para cada tipo de sensor determina la colocación, orientación y fiabilidad de transmisión esperada durante la vida útil de la instalación.

Principio de recolección de energía

Tres mecanismos de recolección de energía cubren toda la cartera de sensores EnOcean. Cada mecanismo determina cuándo el sensor puede transmitir: los sensores fotovoltaicos transmiten solo cuando hay suficiente luz, los sensores piezoeléctricos transmiten solo cuando se accionan mecánicamente, y los sensores termoeléctricos transmiten continuamente mientras se mantenga un diferencial de temperatura.

Fotovoltaico

Luz interior: 200–1000 lux suficiente
Célula solar convierte la luz ambiental
Condensador cargado continuamente
Transmisión periódica (intervalo 30s–10min)
Sensores de temperatura, humedad, ocupación

Piezoeléctrico

La presión del botón deforma el cristal
Energía mecánica → carga eléctrica
Una pulsación = un telegrama (sin consumo en espera)
Funciona en completa oscuridad
Interruptores basculantes, pulsadores

Termoeléctrico

Efecto Seebeck: calor → tensión
Diferencia de temperatura mínima de 2 K
Caso de uso típico de los actuadores de válvulas de radiador
Funcionamiento continuo con ΔT suficiente
La potencia disminuye a medida que cae el ΔT

Sin mantenimiento: los sensores de recolección de energía correctamente instalados tienen una vida útil nominal superior a 20 años sin reemplazo de batería, sin tendido de cables y sin mantenimiento preventivo. La célula solar y el elemento piezoeléctrico son los únicos componentes de desgaste; ambos están clasificados para toda la vida útil del producto.

Especificación de RF: banda sub-GHz de 868 MHz

EnOcean opera en la banda ISM sub-GHz, que proporciona una penetración superior en paredes y suelos en comparación con los protocolos de 2,4 GHz (Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi). La frecuencia más baja produce longitudes de onda más largas que se difractan alrededor de obstáculos estructurales en lugar de ser absorbidas, lo que proporciona un alcance fiable a través de múltiples pisos de hormigón armado.

Especificación de RF de EnOcean

Frequency bands (regional):
  EU/EEA:     868.3 MHz (SRD band, 25mW ERP)
  North America: 902 MHz  (FCC Part 15.249)
  Japan:      928 MHz

Modulation:    GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
Data rate:     100 kbit/s
Telegram length: 14 bytes (standard), up to 64 bytes (VLD)
Transmit power: ≤10 mW (10 dBm) typical

Range (line of sight):
  Indoor:     30 m (through 2–3 standard walls)
  Outdoor:    300 m (unobstructed)

Typical wall penetration:
  Plasterboard:   3–4 walls
  Brick (30cm):   1–2 walls
  Reinforced concrete: 1 floor (with repeater for 2+)

EnOcean utiliza una estructura de telegrama unidireccional – los sensores solo transmiten; los receptores nunca acusan recibo. Cada telegrama se envía 3 veces con retardos aleatorios (jitter sub-ms) para reducir la probabilidad de colisión en entornos con muchos transmisores.

Tipos de sensores clave y códigos EEP

Cada sensor EnOcean transmite telegramas que se ajustan a un perfil de equipo (EEP) específico. El código EEP define cómo decodificar la carga útil del telegrama. Los receptores y las pasarelas deben configurarse con el EEP correcto para cada ID de emisor del sensor.

Código EEP	Tipo de sensor	Energy Harvesting	Uso típico
F6-02-01	Pulsador de 2 teclas	Piezoeléctrico	Conmutación de luz, control de persianas
D5-00-01	Contacto puerta/ventana	Contacto Reed + condensador	Estado abierto/cerrado de ventana
A5-04-01	Temperatura + humedad	Fotovoltaico	Monitoreo del clima interior
A5-07-01	Ocupación (PIR)	Fotovoltaico	Detección de presencia, HVAC
A5-06-01	Iluminancia	Fotovoltaico	Control de luz natural, automatización de persianas
A5-02-05	Temperatura 0–40°C	Fotovoltaico	Consigna de temperatura ambiente
A5-12-01	Pulso del contador de energía	Fotovoltaico o cableado	Contador de pulsos, medición en kWh

Reglas de instalación

La colocación de los sensores EnOcean sigue reglas sencillas, pero las desviaciones causan fallos intermitentes difíciles de diagnosticar una vez completada la instalación. Verifique la colocación antes del montaje.

Reglas de colocación

Photovoltaic sensors:
  Orient solar cell toward window or primary light source
  Avoid north-facing walls in high-latitude installations
  Minimum 200 lux ambient to maintain transmission interval
  Do not mount in cupboards, behind furniture, or in ducts

Metal surfaces:
  Minimum 20 cm clearance from large metal surfaces
  Metal acts as RF reflector — causes multipath interference
  Electrical distribution panels: mount gateway outside steel enclosure
  Flush-mounted in metal back-box: use surface-mount version instead

868 MHz interference sources:
  Other SRD 868 MHz devices (alarms, DALI emergency systems)
  Density limit: EnOcean specifies max 10 transmitters per 10m²
  for reliable collision-free operation at 30s transmission interval
  Use EnOcean Repeater (e.g. Eltako FRP2) to extend range
  — do not cascade more than 2 repeaters (introduces latency)

Fotovoltaico: orientación crítica

Sensors installed with the solar cell facing away from the room's light source will have insufficient harvesting in winter months or during extended cloudy periods. The transmission interval increases as capacitor charge drops — a sensor that transmitted every 60s in summer may take 10 minutes between telegrams in December if poorly oriented.

Proximidad de metal: reducción de alcance

Los sensores montados directamente sobre rieles DIN de acero o dentro de carcasas metálicas experimentan una reducción de alcance del 70–90%. Utilice cajas traseras de plástico para montaje empotrado, o versiones de superficie cuando sea inevitable una carcasa metálica. La antena EnOcean es típicamente una traza de PCB: el acoplamiento a un plano metálico la desafina significativamente.

Puesta en marcha: procedimiento de aprendizaje

EnOcean utiliza un procedimiento de aprendizaje (teach-in) para registrar el ID del transmisor del sensor con el receptor o gateway. Hasta que se complete el aprendizaje, el receptor ignora todos los telegramas de ese sensor. El procedimiento difiere ligeramente entre dispositivos unidireccionales (1-way) y bidireccionales (2-way).

Secuencia de aprendizaje (sensores 4BS, ej. A5-04-01)

1. Place receiver/gateway in learn mode
   (ETS6 parameter, or physical learn button on standalone receiver)
   Learn mode window: typically 60 seconds

2. On the sensor: activate teach-in telegram
   — Hold learn button until LED flashes (3–5 seconds typical)
   — Or press button 3× rapidly (model-dependent)
   — The teach-in telegram contains sender ID + EEP code

3. Gateway confirms receipt:
   — LED on receiver flashes green
   — ETS6 diagnostic: "New EnOcean device learned, ID: 0xABCD1234"

4. Assign EEP manually if not auto-detected:
   — Some gateways require manual EEP selection after learn
   — Weinzierl KNX ENO 634: EEP assigned per channel in ETS6

5. Verify with Fhem/openHAB or ETS6 group monitor:
   — Activate sensor (press button, cover PIR, change temperature)
   — Confirm telegram appears with correct decoded values

Rx sensitivity verification (optional):
   — Move sensor to intended installation position
   — Check signal strength in gateway diagnostics (RSSI in dBm)
   — Acceptable: better than -90 dBm for reliable operation
   — Below -95 dBm: consider repeater or reposition sensor

Híbrido de batería y energy harvesting

No todos los sensores EnOcean son puramente de energy harvesting. Algunas aplicaciones requieren transmisión en condiciones donde la energía ambiental es insuficiente: sensores de temperatura exterior en la oscuridad invernal, sensores de CO₂ en cuartos técnicos sin ventanas, o sensores de estado de iluminación de emergencia que deben operar durante apagones. Estos utilizan diseños híbridos con una batería de respaldo opcional o un supercondensador.

Aplicaciones híbridas comunes

Sensores de temperatura exterior: fotovoltaico primario, batería de respaldo CR2032 para funcionamiento en oscuridad y meses de invierno
Sensores de CO₂: alta demanda de potencia (medición NDIR) requiere batería o alimentación local de 3V junto con el harvesting
Detectores de inundación: siempre con respaldo de batería — deben transmitir incluso durante cortes de energía, cuando las inundaciones son más probables
Actuadores de válvulas de radiador: primario termoeléctrico (ΔT mínimo de 2K), buffer de supercondensador para períodos de reducción cuando el radiador está frío

Seguridad: código rotatorio AES-128

EnOcean 3.0 introdujo el Nivel de Seguridad 3, que proporciona cifrado AES-128 con un código rotatorio (contador de secuencia) y un Código de Autenticación de Mensaje (MAC). Esto evita ataques de repetición — capturar un telegrama válido y retransmitirlo — que son el principal vector de ataque contra sistemas de sensores inalámbricos.

Niveles de seguridad de EnOcean

Security Level 0: No security (legacy devices, unencrypted)
Security Level 1: Rolling code only (no encryption, replay protection)
Security Level 2: AES-128 encryption, no rolling code
Security Level 3: AES-128 encryption + rolling code + MAC
                  ↑ Required for critical applications (access, alarms)

Security teach-in (Level 3):
  Uses Security Teach-In Telegram (SETT) containing:
    - 128-bit AES encryption key
    - Initial rolling code value
    - Private key (optional, for bi-directional auth)

  SETT must be transmitted in a secure environment
  (on-site during installation, not in the field)

  Once taught in, the receiver validates:
    - AES-128 decryption succeeds
    - Rolling code is strictly incrementing (no replay)
    - MAC matches payload

Compatibilidad con el Nivel de Seguridad 3: No todas las pasarelas EnOcean admiten el descifrado de nivel de seguridad 3. Verifique el firmware de la pasarela y la lista de funciones antes de especificar sensores asegurados para aplicaciones de control de acceso o alarma. El Weinzierl KNX ENO 634 y el MDT SCN-ENC02 admiten ambos AES-128 nivel de seguridad 3 con actualizaciones de firmware disponibles del fabricante.

Guías relacionadas

EnOcean

Pasarela EnOcean a KNX: Puesta en marcha de la pasarela EnOcean KNX

EnOcean

Perfiles de equipo EnOcean (EEP): Familias de perfiles A5, D5, F6

Solutions

Technologies

Knowledge

Company