Dimensionamento dell'alimentatore KNX: PS640 vs PS1280 e calcolo del budget di corrente
Scegliere l'alimentatore KNX sbagliato è una delle cause più comuni di guasti intermittenti del bus, riavvii dei dispositivi ed errori di comunicazione dopo il commissioning. Un dimensionamento corretto richiede la somma del consumo di corrente dei dispositivi per linea, la verifica della caduta di tensione sul dispositivo più lontano e la comprensione di come la topologia influenzi la distribuzione dell'alimentazione.
Fondamenti della corrente di bus
KNX TP (doppino intrecciato) opera a 29 V DC SELV utilizzando la codifica Manchester a 9600 baud. L'alimentatore di bus fornisce contemporaneamente la linea a 29 V che alimenta tutti i dispositivi bus e il portante del segnale dati. Ogni dispositivo collegato alla linea KNX TP assorbe una corrente di riposo da questa linea. La somma di tutte le correnti di riposo dei dispositivi non deve superare la corrente di uscita nominale dell'alimentatore che serve quella linea.
| Tipo di dispositivo | Corrente di riposo tipica | Note |
|---|---|---|
| Attuatori interruttore/tapparella (uscita binaria) | 5–25 mA | Valore inferiore per tipi a relè; superiore per uscite a stato solido con LED di stato |
| Attuatori dimmer | 10–20 mA | Include microcontrollore interno e circuiti di comunicazione |
| Regolatori ambiente / termostati | 10–20 mA | Con display e retroilluminazione aggiungere 5–10 mA |
| Router IP KNX / accoppiatori di linea | 50–80 mA | Corrente elevata – i router IP spesso richiedono un PS640 dedicato per linea |
| Sensori a pulsante con LED | 25–40 mA | LED di stato attivi; verificare i dati del produttore per la corrente LED per pulsante |
| Ingressi binari | 5–10 mA | Ingressi a contatto passivi senza potenziale; bassa corrente di bus |
| Sensori CO2 / meteorologici | 10–20 mA | L'elettronica di misura aggiunge corrente; controllare il datasheet |
Utilizzare sempre i datasheet del produttore: I valori sopra indicati sono intervalli rappresentativi. Ogni prodotto ha un consumo di corrente di bus specificato nella sua scheda tecnica — utilizzare questi valori esatti quando si crea il budget di corrente per un progetto. Le stime basate solo sul tipo di dispositivo possono essere significativamente errate per dispositivi con display integrati o con un elevato numero di LED.
PS640 vs PS1280: specifiche e selezione
Le due dimensioni standard degli alimentatori per bus KNX sono PS640 (uscita 640 mA) e PS1280 (uscita 1280 mA). Entrambi forniscono 29 V DC SELV e incorporano l'induttanza del segnale dati del bus. La regola di selezione è semplice: se la corrente totale di bus calcolata per una linea supera 500 mA, utilizzare un PS1280.
PS640 — 640 mA
- MDT SCN-PS064.01: 4 moduli DIN, 29 V/640 mA, protezione da cortocircuito
- ABB SV/S 30.640.5.1: 4 moduli DIN, diagnostica tramite oggetto KNX
- Adatto per linee fino a circa 50 dispositivi (a seconda del tipo)
- Margine di corrente operativa: utilizzare fino all'80% dell'uscita nominale = 512 mA
- Selezionare PS640 quando la corrente calcolata è inferiore a 500 mA
PS1280 — 1280 mA
- MDT SCP-01281.01: 6 moduli DIN, 29V/1280 mA, display di corrente
- Progettato per linee con molti dispositivi o configurazioni con molti router IP
- Supporta fino a 64 dispositivi KNX su un singolo segmento di linea
- Margine di corrente operativa: utilizzare fino all'80% dell'uscita nominale = 1024 mA
- Selezionare PS1280 quando la corrente calcolata supera 500 mA
Regola di derating all'80%: Non caricare mai un PS640 o PS1280 oltre l'80% della sua corrente di uscita nominale in condizioni di regime. Il restante 20% fornisce margine per la corrente di spunto durante le sequenze di accensione dei dispositivi e consente future aggiunte senza ridimensionare l'alimentatore.
Calcolo del budget di corrente: esempio pratico
Considera un piano uffici servito da una singola linea KNX. I dispositivi su questa linea e il loro consumo di corrente di bus sono elencati di seguito. Tutti i valori provengono dai datasheet dei produttori.
Linea KNX piano uffici — budget di corrente
Device type Qty mA/device Total mA -------------------------------------------------------------- Switch actuators (8-channel) 12 5 mA 60 mA Dimmer actuators (4-channel) 8 10 mA 80 mA Room thermostats with display 6 15 mA 90 mA Push-button sensors with LED 4 8 mA 32 mA Binary inputs (8-channel) 2 8 mA 16 mA -------------------------------------------------------------- TOTAL 278 mA PS640 rated output: 640 mA 80% operating limit: 512 mA Calculated load: 278 mA (54% of rated) Headroom: 234 mA (for 18+ additional devices) Verdict: PS640 is adequate for this line.
Quando è necessario un PS1280: Se questo piano include anche due router KNX IP da 60 mA ciascuno (120 mA aggiuntivi), il totale sale a 398 mA — ancora entro i limiti del PS640. Tuttavia, se il progetto aggiunge un controller di zona audio da 80 mA e altri 20 attuatori, il totale supererebbe 500 mA e diventa necessario un PS1280.
Caduta di tensione: lunghezza del cavo e resistenza
Il cavo KNX TP trasporta sia alimentazione che segnali dati. Quando la corrente scorre attraverso la resistenza del cavo, la tensione di bus diminuisce lungo il cavo. I dispositivi KNX richiedono una tensione di alimentazione minima di 21 V CC ai loro terminali. Se la caduta di tensione è eccessiva, i dispositivi all'estremità della linea possono malfunzionare, perdere la comunicazione o non riavviarsi dopo un ciclo di alimentazione.
Calcolo della caduta di tensione — cavo YCYM 0,8 mm²
Formula: V_drop = I_total × R_loop R_loop = 2 × L × r Where: I_total = total bus current (A) L = cable length from PSU to farthest device (m) r = conductor resistance per metre (Ω/m) YCYM 2×2×0.8mm² (standard KNX cable): r = 0.038 Ω/m per conductor R_loop = 2 × L × 0.038 = 0.076 × L Ω Example: 200m cable, 278mA total current R_loop = 0.076 × 200 = 15.2 Ω V_drop = 0.278A × 15.2Ω = 4.2 V Voltage at farthest device = 29V - 4.2V = 24.8V ✓ (≥ 21V) Example: 350m cable (absolute KNX limit), 278mA R_loop = 0.076 × 350 = 26.6 Ω V_drop = 0.278A × 26.6Ω = 7.4 V Voltage at farthest device = 29V - 7.4V = 21.6V ✓ (marginal) Rule: maximum cable length between PSU and any device = 350m
Le linee ad alta corrente necessitano di tratti di cavo più corti: Se la corrente totale del bus è vicina al limite del PS640 (500 mA), la restrizione del cavo a 350 m diventa più stringente. A 500 mA su 350 m: V_caduta = 0,5 A × 26,6 Ω = 13,3 V — lasciando solo 15,7 V al dispositivo più lontano, che è al di sotto del minimo di 21 V. Per le linee ad alta corrente, mantenere i tratti di cavo a 200 m o meno, oppure installare un ripetitore di linea KNX per creare due sezioni elettriche.
Topologia di linea KNX e distribuzione dell'alimentazione
KNX TP supporta topologie a stella, ad albero e a linea (ma non ad anello). La topologia scelta influisce su come la caduta di tensione si accumula e su come la corrente viene distribuita tra i rami del cavo. In una topologia ad albero — la più comune negli impianti edilizi — più rami si estendono da un punto di distribuzione centrale. Per trovare il caso peggiore di caduta di tensione, tracciare il percorso dall'alimentatore al dispositivo più lontano sommando tutte le lunghezze dei rami lungo tale percorso.
Topologia ad albero — corrente di ramo
In un albero, la corrente in ciascun ramo è uguale solo alla somma delle correnti dei dispositivi su quel ramo, non alla corrente totale di linea. Ciò significa che la caduta di tensione per ramo è inferiore rispetto a una topologia a linea con tutti i dispositivi in serie. Il cavo principale dall'alimentatore al primo nodo trasporta la corrente totale — dimensionare e instradare questo segmento con cura.
Ripetitore di linea KNX (ABB LR/M 1.1)
Un ripetitore di linea KNX divide una linea logica in due segmenti elettrici. Ogni segmento ha il proprio PS640, azzerando il calcolo della caduta di tensione a partire dal ripetitore. I due segmenti rimangono sulla stessa linea logica KNX – il ripetitore è trasparente per ETS6. Massimo 3 ripetitori di linea per linea (3 segmenti). Utile per edifici lunghi o quando le tratte dei cavi superano i limiti di caduta di tensione sicuri.
Divieto di parallelo PS640
Potrebbe sembrare logico collegare due unità PS640 in parallelo per aumentare la capacità di corrente da 640 mA a 1280 mA. Ciò è severamente vietato dallo standard KNX e causerà errori di comunicazione sul bus. Due unità PS640 indipendenti gestiscono i propri clock di codifica Manchester in modo indipendente – saranno leggermente fuori sincronia, creando collisioni di dati sul bus quando entrambe trasmettono simultaneamente.
Configurazioni corrette e vietate
PROHIBITED: two PS640 in parallel on same bus
PS640 (A) ──┐
├── KNX bus ──── devices
PS640 (B) ──┘
Result: data collisions, intermittent bus errors
CORRECT: PS1280 (internally synchronised dual supply)
PS1280 ──── KNX bus ──── devices (up to 1280mA total)
CORRECT: two PS640 with line repeater (separate segments)
PS640 (A) ── Segment 1 ── Repeater ── Segment 2 ── PS640 (B)
Same logical line, two separate electrical buses — no collision
Each segment independent: PS640 (A) powers Segment 1 only
Note: the PS1280 is essentially two internally synchronised
PS640 cores in one housing — parallel operation is safe
because clock synchronisation is handled internally.Misura di messa in servizio
Dopo aver alimentato e messo in servizio tutti i dispositivi su una linea KNX in ETS6, misurare la corrente effettiva del bus all'uscita del PS640. Utilizzare una pinza amperometrica sul filo di uscita positivo dal PS640 al bus. Questa misura conferma il budget di corrente stimato, identifica eventuali carichi aggiuntivi imprevisti e stabilisce la base per la pianificazione di future espansioni.
Procedura di misura di messa in servizio
1. Power up all devices on the line 2. Wait 60 seconds for all devices to complete restart 3. Clamp meter on positive bus output wire from PS640 4. Record measured current (mA) 5. Compare with calculated budget Headroom calculation: PS640 80% limit = 512 mA Measured current = 278 mA (example) Headroom = 512 - 278 = 234 mA Equivalent additional devices ≈ 234 / 10 = 23 standard actuators If measured current > calculated: - Check for undocumented devices on the line - Verify no short circuit on bus cable (remove devices one by one) - Check for damaged bus cable reducing insulation resistance
Requisiti di documentazione del quadro
Ogni schema di quadro KNX dovrebbe includere una tabella del budget di corrente di bus per linea. Questa tabella diventa parte della documentazione as-built e consente ai futuri tecnici di manutenzione di valutare la capacità di espansione senza dover riesaminare l'impianto.
Tabella del budget di corrente di bus — formato dello schema di quadro
KNX Line 1.1 — Office Floor West Power supply: MDT SCN-PS064.01 (PS640, 640mA) Panel: DB-L01, DIN rail 3 Device Model Qty mA Total Switch actuator MDT SA-1216 12 5 60 Dimmer actuator MDT AKD-0424 8 10 80 Room thermostat MDT SCN-RT55P 6 15 90 Push-button sensor MDT BE-TA5508 4 8 32 Binary input MDT BE-0800 2 8 16 Calculated total: 278 mA Measured total (post-commissioning): 284 mA PS640 80% limit: 512 mA Remaining headroom: 228 mA Farthest device cable length: 185 m Voltage at farthest device (calculated): 25.4 V
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