Topologia KNX TP: Linee, Aree, Backbone e Accoppiatori di Linea
La topologia KNX TP è gerarchica e deterministica: comprendere le regole previene i problemi di messa in servizio più comuni: conflitti di indirizzamento, corruzione del segnale e sovraccarico di corrente. Imposta la struttura correttamente in fase di progettazione e non dovrai inseguire errori di bus intermittenti in cantiere.
La gerarchia KNX a tre livelli
KNX TP utilizza una gerarchia di indirizzi fisici a tre livelli: backbone, area e linea. Ogni livello è collegato da un dispositivo di accoppiamento che filtra i telegrammi e fornisce isolamento elettrico. Il formato dell'indirizzo Area.Linea.Dispositivo (ad esempio 1.2.45) mappa direttamente questa gerarchia.
| Livello | Accoppiatore | Max segmenti | Limiti | Campo indirizzo |
|---|---|---|---|---|
| Backbone | Accoppiatore d'area (linea backbone) | Fino a 15 aree | Nessun limite di dispositivi sul backbone stesso | X = 0 (backbone) |
| Area | Accoppiatore di linea → Linea d'area | Fino a 15 linee per area | 15 × 64 = 960 dispositivi per area | X = 1–15 |
| Linea | Dispositivi individuali su TP | 64 dispositivi max per linea | 350 m max punto-punto, alimentatore 640 mA | Y.Z = Linea.Dispositivo |
Dimensione teorica massima: 15 aree × 15 linee × 64 dispositivi = 14.400 dispositivi su una singola installazione KNX TP. In pratica, gli edifici commerciali di grandi dimensioni utilizzano un backbone IP invece di estendere il TP, che è più veloce e affidabile.
Struttura dell'indirizzo fisico
Ogni dispositivo KNX ha un indirizzo fisico (PA) univoco nel formato X.Y.Z assegnato in ETS. L'indirizzo codifica esattamente dove si trova il dispositivo nella gerarchia di topologia.
Formato dell'indirizzo fisico — X.Y.Z
X = Area number (1–15; 0 = backbone) Y = Line number (1–15; 0 = line coupler on that area line) Z = Device number (1–255; 0 = line coupler itself) Examples: 0.0.0 → Unaddressed (factory default — bus will not respond) 1.0.0 → Line coupler on area 1, backbone connection 1.1.0 → Line coupler connecting area 1 / line 1 1.1.1 → First device on area 1, line 1 1.1.45 → Device 45 on area 1, line 1 2.3.127 → Device 127 on area 2, line 3
Conflitto di indirizzo
Due dispositivi con lo stesso indirizzo fisico sulla stessa linea causano errori di comunicazione sul bus – entrambi i dispositivi rispondono contemporaneamente, corrompendo i telegrammi. ETS mostrerà un avviso di collisione durante il download. Assegnare sempre gli indirizzi prima della messa in servizio in loco.
Indirizzo 0.0.0 — impostazione predefinita di fabbrica
Tutti i dispositivi KNX vengono forniti con indirizzo 0.0.0 (non indirizzato). ETS non può comunicare con un dispositivo indirizzato a 0.0.0 tramite l'indirizzamento normale – utilizzare il pulsante di programmazione per mettere il dispositivo in modalità programmazione, quindi ETS assegna il PA.
Limiti fisici di linea
Le linee KNX TP hanno quattro limiti rigidi. Superarne uno qualsiasi causa guasti intermittenti o permanenti alla comunicazione bus. Questi sono limiti della specifica IEC 14543-3, non suggerimenti.
64 dispositivi per linea
Inclusa l'alimentazione. I coupler di linea contano come dispositivi sulla linea principale, non sulla sotto-linea. ETS lo impone nella vista topologica.
350 m tra due dispositivi qualsiasi
Distanza massima del cavo misurata lungo il cavo tra i due dispositivi più distanti sullo stesso segmento di linea — non la lunghezza totale del cavo.
700 m di cavo totale per linea
Somma di tutti i cavi principali + tutti i rami derivati sulla linea. Superarla causa riflessioni di segnale ed errori di temporizzazione.
640 mA di corrente dall'alimentatore KNX
La somma di tutte le correnti assorbite dai dispositivi sulla linea non deve superare 640 mA (la corrente nominale massima di un alimentatore KNX 29 V standard). Controllare ogni scheda tecnica del dispositivo in ETS.
Lunghezza massima del derivato: 30 m dal cavo principale a qualsiasi singolo dispositivo su un ramo derivato. È consentita la topologia a stella da un quadro centrale, ma ogni derivato deve essere inferiore a 30 m e il budget totale del cavo rimane valido.
Specifica del cavo KNX TP
Il cavo KNX TP standard è YCYM 2×2×0,8 mm — un doppino intrecciato schermato a quattro conduttori in guaina esterna verde. Ogni coppia è codificata a colori per una funzione specifica e la polarità deve essere mantenuta per tutto il percorso.
Assegnazione conduttori YCYM 2×2×0,8
Pair 1 — KNX bus (green/yellow pair):
Red → KNX bus + (positive, 29V DC)
Black → KNX bus − (negative, 0V)
Pair 2 — spare (red/white pair):
Can be used for:
• Auxiliary 24V DC power to devices without own PSU
• Additional data channel (non-KNX)
• Spare for cable fault workaround
Shielding:
Connect shield to earth at ONE end only (panel end)
Never connect at both ends — creates a ground loopNon invertire mai la polarità sulla coppia bus KNX. Alcuni dispositivi più vecchi sono insensibili alla polarità, ma molti dispositivi KNX TP moderni (specialmente quelli con certificazione di sicurezza) richiedono il corretto orientamento +/-. Standardizzare su rosso = + dal quadro verso l'esterno.
Accoppiatori di linea: filtraggio e isolamento
Un accoppiatore di linea (LC) è un dispositivo KNX TP che collega due segmenti di linea. Ha un proprio indirizzo fisico (ad esempio 1.1.0 per l'accoppiatore tra il backbone dell'area 1 e la linea 1), una tabella di filtraggio degli indirizzi di gruppo scaricata da ETS e fornisce isolamento galvanico tra i segmenti.
Modalità dell'accoppiatore di linea
- Filtro sulla tabella degli indirizzi di gruppo: only telegrams with group addresses in the coupler's filter table are forwarded. Default and recommended — reduces bus load on each line.
- Tutti i telegrammi passano in entrambe le direzioni. Utilizzato durante la messa in servizio o quando la tabella di filtraggio non è ancora configurata. Non lasciare mai in produzione – causa un carico inutile del bus. Blocca tutto:
- Block all: nessun telegramma inoltrato. Utile per isolare un segmento di linea difettoso durante la risoluzione dei problemi.
Accoppiatori di linea specificati
- MDT SCN-LC0160.01: Guida DIN, 2TE, supporta 1.000 indirizzi di gruppo nella tabella dei filtri, ETS6 diretto
- Hager TXS571D: Guida DIN, 4TE, accoppiatore di linea + accoppiatore di area configurabile, 256 voci di filtro
- Siemens 5WG1 140-1AB02: Guida DIN, 2TE, isolamento galvanico, 1.000 voci, certificato KNX
Accoppiatore di linea vs ripetitore di linea
L'accoppiatore di linea e il ripetitore di linea appaiono simili in uno schema elettrico, ma hanno funzioni fondamentalmente diverse. Scegliere quello sbagliato è un errore di progettazione comune.
| Caratteristica | Accoppiatore di linea | Ripetitore di linea |
|---|---|---|
| Indirizzo fisico | Sì – es. 1.1.0 | No – trasparente alla topologia |
| Filtro indirizzo di gruppo | Sì – tabella filtri ETS | No – tutti i telegrammi passano in entrambe le direzioni |
| Separazione topologica | Sì – segmenti indipendenti | No – stessa linea logica |
| Isolamento bus | Sì – isolamento galvanico | Parziale – solo buffering elettrico |
| Estende la lunghezza della linea | Sì (+350 m nuovo segmento) | Sì (+350 m stesso segmento) |
| Isolamento dei guasti | Sì – il guasto sulla sottolinea è isolato | No – il guasto si propaga in entrambe le direzioni |
| Accesso alla programmazione ETS | Sì — indirizzo individuale | Non richiesto |
| Quando usare | Separazione topologica tra piani/zone | Solo estensione fisica della linea, nessuna modifica topologica |
Usa un ripetitore di linea solo quando è necessario estendere il cavo oltre 350 m sulla stessa linea logica. Usa un accoppiatore di linea quando desideri separazione topologica, isolamento dei guasti o inoltro filtrato dei telegrammi tra zone. Un ripetitore non crea una nuova linea — il conteggio dei dispositivi vale ancora per il segmento combinato (max 64 totali).
Accoppiatore di area IP
Un router KNXnet/IP che funge da accoppiatore di area sostituisce il backbone TP con Ethernet standard. Ogni router IP ha un lato TP (collegamento a una linea TP) e un lato IP (collegamento al backbone LAN). Logicamente, si comporta in modo identico a un accoppiatore di area TP – ha un indirizzo fisico e una tabella di filtraggio degli indirizzi di gruppo – ma il trasporto del backbone è IP multicast invece del doppino intrecciato.
MDT KNX IP Router SCN-IP200.02
- • Agisce sia come accoppiatore di linea (lato TP) che come partecipante al backbone IP
- • Indirizzo fisico: 1.0.0 (accoppiatore di area) o 1.1.0 (accoppiatore di linea) a seconda della configurazione
- • Tabella di filtraggio degli indirizzi di gruppo: 1.000 voci – sufficiente per grandi progetti commerciali
- • 4 connessioni tunnel ETS6 simultanee per accesso di engineering
- • Supporto KNXNET/IP Secure (routing AES-128) con progetto ETS6 Secure
- • Guida DIN 2TE — si adatta in un quadro KNX standard accanto agli interruttori magnetotermici
Dimensionamento dell'alimentatore
Ogni linea KNX TP richiede almeno un alimentatore 29V DC. L'assorbimento di corrente è la somma di tutti i dispositivi collegati. Aggiungere sempre un margine di sicurezza del 20% e non mescolare mai due alimentatori sullo stesso segmento di linea senza un'induttanza o un separatore galvanico.
Metodo di calcolo dell'alimentatore
Step 1: List all devices on the line with current draw from ETS datasheet
Step 2: Sum all current draws (mA)
Step 3: Add 20% margin
Step 4: Select PSU rated at or above the result
Example — 28-device office line:
12 × MDT SCN-BMK2.01 (binary input) = 12 × 5mA = 60mA
8 × MDT AKD-0424.02 (4-fold actuator)= 8 × 12mA = 96mA
4 × Gira 509000 (push-button sensor) = 4 × 8mA = 32mA
4 × MDT STC-0321.02 (DALI gateway) = 4 × 25mA = 100mA
Sum = 288mA
+20% = 346mA
→ Select MDT STC-0640.01 (640mA) — comfortable margin| Potenza dell'alimentatore | Numero tipico di dispositivi | Modello comune | Caso d'uso |
|---|---|---|---|
| 160mA | ~8 dispositivi | MDT STC-0160.01 | Piccola linea residenziale, solo sensori di movimento |
| 320mA | ~16 dispositivi | MDT STC-0320.01 | Linea residenziale media, dispositivi misti |
| 640mA | 32+ dispositivi (linea completa) | MDT STC-0640.01 (più comune) | Linee commerciali, gateway DALI, attuatori |
Errori di topologia comuni
Più di 64 dispositivi su una linea senza accoppiatore di linea
Soluzione: Inserire un accoppiatore di linea al dispositivo 64. La sottolinea diventa una linea logica separata (es. 1.2.x → 1.3.x). Aggiungere un secondo alimentatore sulla nuova sottolinea.
Percorso cavo superiore a 350 m punto-punto
Soluzione: Inserire un ripetitore di linea al punto medio per rigenerare il segnale. Il budget totale del cavo per segmento è ancora di 700 m e il numero di dispositivi sul segmento combinato è condiviso.
Alimentatore alla fine della linea
Soluzione: Posizionare l'alimentatore al centro del percorso del cavo (o il più vicino possibile). Questo dimezza la distanza effettiva del cavo dal dispositivo più lontano e distribuisce simmetricamente la caduta di tensione.
Due alimentatori sullo stesso segmento senza induttanza
Soluzione: Aggiungere un'induttanza KNX (es. MDT STC-00CH.01) tra i due alimentatori per isolare le loro uscite DC, oppure utilizzare un separatore galvanico. Due alimentatori senza isolamento che si combattono causano anelli di corrente e instabilità di tensione.
Line coupler left in 'route all' mode in production
Soluzione: Configure the group address filter table in ETS and set the coupler to 'filter' mode. Route-all mode means every telegram on every line is flooded to every other line — wastes bus bandwidth and masks real problems.
Derivazioni più lunghe di 30 m
Soluzione: Ripercorri il cavo in modo che il tronchetto sia inferiore a 30 m. Se la posizione del dispositivo non può cambiare, tira un nuovo segmento dal punto adatto più vicino sul cavo principale – non dal dispositivo stesso.
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