Diplomarbeit Projekt digitalSTROM STFW · Lüftung, Klima), sondern auch die Anbindung von (z.B....

Diplomarbeit

Projekt digitalSTROM

STFW

Projekt digitalSTROM STFW

Benjamin Schwendinger Seite 2/48 1. September 2015

Impressum

Kunde Schweizerische Technische Fachschule Winterthur (STFW)

Schlosstalstrasse 139

8408 Winterthur

Tel.: 052 260 28 00

Auftraggeber Giovanni Magaldi (GM)

Tel.: 052 260 28 48

E-Mail: [email protected]

Verfasser Benjamin Schwendinger (BS)

Tel.: 079 931 89 48


Schulexperte Peter Schafferer (PS)

Tel.: 052 243 17 37


Firmenexperte Raymond Kleger (RK)

Tel.: 052 765 22 15


Starttermin 30.03.2015

Eingabetermin 01.09.2015

Lehrgang Dipl. Techniker HF, Elektrotechnik an der Schweizerischen Technischen

Fachschule Winterthur

mailto:[email protected]






Inhaltsverzeichnis

1 Management Summary ................................................................................................................ - 6 -

2 Einleitung ...................................................................................................................................... - 7 -

2.1 Gebäudeautomation ............................................................................................................ - 7 -

2.2 Idee und Geschichte ............................................................................................................ - 8 -

2.3 Vision der Zukunft ................................................................................................................ - 8 -

2.4 Smart Home ......................................................................................................................... - 9 -

3 digitalSTROM ............................................................................................................................. - 10 -

3.1 Idee und Geschichte .......................................................................................................... - 10 -

3.2 Das digitalSTROM Farbkonzept ........................................................................................ - 11 -

3.3 Aufbau und Funktion ......................................................................................................... - 12 -

3.3.1 Ausbaufähigkeit ............................................................................................................. - 12 -

3.3.2 Funktionsweise .............................................................................................................. - 13 -

3.4 Die wichtigsten Komponenten ........................................................................................... - 14 -

3.4.1 digitalSTROM-Meter ...................................................................................................... - 14 -

3.4.2 digitalSTROM-Filter ....................................................................................................... - 14 -

3.4.3 digitalSTROM Server ..................................................................................................... - 14 -

3.4.4 Licht ............................................................................................................................... - 14 -

3.4.5 Beschattung ................................................................................................................... - 15 -

3.4.6 Zugang ........................................................................................................................... - 15 -

3.4.7 Heizung .......................................................................................................................... - 15 -

3.4.8 Geräte ............................................................................................................................ - 15 -

3.5 Installation .......................................................................................................................... - 16 -

3.6 Planung .............................................................................................................................. - 17 -

3.6.1 Grundlagen .................................................................................................................... - 17 -

3.6.2 Raumkonzept ................................................................................................................. - 17 -

3.6.3 Umbau ........................................................................................................................... - 18 -

3.6.4 Neubau .......................................................................................................................... - 18 -

3.7 Bedienung .......................................................................................................................... - 19 -

3.7.1 Bedienung über die vorhandene Installation ................................................................. - 19 -

3.7.2 Bedienung und Visualisierung mit dem Smartphone .................................................... - 19 -

3.7.3 Bedienung und Visualisierung mit dem Computer ........................................................ - 20 -



3.8 Programmierung ................................................................................................................ - 21 -

3.8.1 Start des Systems .......................................................................................................... - 21 -

3.8.2 Netzwerkverbindung herstellen ..................................................................................... - 21 -

3.8.3 Login am digitalSTROM-Server ..................................................................................... - 22 -

3.8.4 Der digitalSTROM Konfigurator ..................................................................................... - 23 -

3.8.5 Die digitalSTROM Apps ................................................................................................. - 24 -

4 Projekt digitalSTROM STFW ..................................................................................................... - 25 -

4.1 Grundlagen ........................................................................................................................ - 25 -

4.2 Zielsetzung ........................................................................................................................ - 25 -

4.2.1 Ziele des Diplomanden .................................................................................................. - 25 -

4.2.2 Ziele und Nutzen der STFW .......................................................................................... - 25 -

4.3 Meilensteine ....................................................................................................................... - 26 -

4.4 Terminplan ......................................................................................................................... - 26 -

4.5 Aufwandschätzung ............................................................................................................ - 26 -

4.6 Materialauflistung............................................................................................................... - 27 -

4.7 Budgetkostenplan .............................................................................................................. - 28 -

4.8 Allgemeine Anforderungen ................................................................................................ - 29 -

4.8.1 Elektroinstallation ........................................................................................................... - 29 -

4.8.2 Beleuchtungssteuerung ................................................................................................. - 29 -

4.8.3 Jalousie und Beschattungssteuerung............................................................................ - 29 -

4.8.4 Energiemessung ............................................................................................................ - 29 -

4.8.5 Anwesenheitssimulation ................................................................................................ - 29 -

4.8.6 Alarmfunktion ................................................................................................................. - 29 -

4.8.7 Steuerung über Apps ..................................................................................................... - 29 -

4.8.8 Netzwerk und Kommunikation ....................................................................................... - 29 -

4.9 Funktion der Räume .......................................................................................................... - 30 -

4.9.1 Technik .......................................................................................................................... - 30 -

4.9.2 Entree ............................................................................................................................ - 30 -

4.9.3 Kind ................................................................................................................................ - 30 -

4.9.4 Eltern ............................................................................................................................. - 30 -

4.9.5 Küche ............................................................................................................................. - 30 -

4.9.6 Wohnen ......................................................................................................................... - 30 -

4.9.7 Bad................................................................................................................................. - 30 -



4.10 Modell ................................................................................................................................ - 31 -

4.10.1 Aufbau Modellwand ................................................................................................... - 32 -

4.10.2 Einbau der elektrischen Komponenten...................................................................... - 33 -

4.10.3 digitalSTROM Beschriftungskonzept ......................................................................... - 34 -

4.10.4 Programmierung Modellwand .................................................................................... - 35 -

4.11 Probleme und Lösungsfindung .......................................................................................... - 36 -

4.12 Abweichungen zum Pflichtenheft ...................................................................................... - 37 -

5 Analysen ..................................................................................................................................... - 38 -

5.1 SWOT- Analyse ................................................................................................................. - 38 -

6 Vergleich mit KNX ...................................................................................................................... - 39 -

6.1 Allgemein ........................................................................................................................... - 39 -

6.1.1 Hardware ....................................................................................................................... - 39 -

6.1.2 Software ......................................................................................................................... - 39 -

6.2 Vor- und Nachteile ............................................................................................................. - 40 -

6.3 Bedienungskonzept KNX vs. digitalSTROM ..................................................................... - 40 -

6.4 Kostenvergleich ................................................................................................................. - 40 -

7 Fazit ............................................................................................................................................ - 41 -

8 Schlusswort ................................................................................................................................ - 42 -

9 Danksagung ............................................................................................................................... - 43 -

10 Erklärung ............................................................................................................................... - 44 -

11 Verzeichnisse ........................................................................................................................ - 45 -

11.1 Quellenverzeichnis ............................................................................................................ - 45 -

11.2 Abkürzungsverzeichnis ...................................................................................................... - 46 -

11.3 Abbildungsverzeichnis ....................................................................................................... - 47 -

12 Anhang .................................................................................................................................. - 48 -



Mit dem Fortschritt der Technik und den Entscheidungen der Strompolitik erfreut sich die

Gebäudeautomation immer grösserer Beliebtheit. Viele Hersteller und Entwickler versuchen sich auf

dem Markt der Neuen Technologien zu behaupten.

In dieser Diplomarbeit wird das Smart Home Produkt digitalSTROM näher betrachtet und präsentiert.

Für die schweizerische technische Fachschule Winterthur wurde ein Vorführmodell erstellt, welches

einen direkten Vergleich zu anderen Produkten aus dem Sektor der Gebäudeautomation ermöglicht.

Ziel ist es vor allem die Vor und Nachteile von digitalSTROM kennen zu lernen und vergleichen zu

können.

In dieser Arbeit werden die Geschichte und die Funktionen von digitalSTROM behandelt, die

wichtigsten Komponenten vorgestellt und es wird auf die Planung, Bedienung und die

Programmierung eingegangen.

Es wird der Aufbau der Modellwand und deren Anforderungen beschrieben. Des Weiteren habe ich

einen Vergleich zu dem wohl grössten Konkurrenten KNX gezogen und das Produkt durch eine

SWOT Analyse bewertet.

In einem Fazit wird digitalSTROM meiner persönlichen Wertung unterzogen.

1 Management Summary



2.1 Gebäudeautomation

Unter dem Begriff Gebäudeautomation fallen Systeme, die Kontroll-, Steuer- und Regelaufgaben in

einem Gebäude übernehmen.

Diese Systeme kommunizieren über einen BUS. Mit der entsprechenden Parametrierung werden

Befehle und Informationen von Sendern erhalten. Diese werden zu den Aktoren weitergeleitet und die

entsprechenden Funktionen werden ausgeführt.

Gebäudeautomationssysteme werden heute vor allem in grossen Industrieanlagen und öffentlichen

Bauten eingesetzt, aber auch im privaten Sektor nimmt die Bedeutung immer mehr zu.

Eine moderne Gebäudeautomation verbindet heutzutage mehrere Gewerke untereinander und regelt

deren Betrieb.

Sie gliedert sich in drei Ebenen: Managementebene, Automationsebene und Feldebene. [1]

Abbildung 1 Ebenen der Gebäudeautomation

2 Einleitung



2.2 Idee und Geschichte

Mitte den 80er Jahren sind bereits die ersten Überlegungen entstanden, BUS-Technologien in

elektrischen Installationen und der Gebäudetechnik einzusetzen.

Die Hersteller haben schnell erkannt, dass sich für spezifische Systeme eine breite

Marktdurchdringung schwierig gestalten würde. Deshalb haben sich führende Firmen der Elektro-

Branche 1990 im Rahmen der EIBA zusammengeschlossen, mit dem Ziel, einen offenen Standard in

den Markt einzuführen. Mittlerweile ist die EIBA vor allem unter dem Namen KNX vielen ein Begriff.

Der KNX Standard ist der erste offene Weltstandard für Haus- und Gebäudeautomation. [2]

2.3 Vision der Zukunft

Ich sehe die Zukunft der Gebäudeautomation in der „totalen Vernetzung“ der elektronischen Bauteile.

Immer mehr Hersteller bringen Produkte auf den Markt, die sich durch BUS-Systeme miteinander

verbinden lassen. Einige dieser Systeme haben sich als offene Standards auf dem Markt durchgesetzt

und lassen sich mit anderen Technologien verbinden.

Mit dem Fortschritt der Technik haben sich auch die Ansprüche an eine Gebäudeautomation erhöht.

Es wird immer wichtiger die verschiedenen Gewerke untereinander zu verbinden und deren Effizienz

zu steigern. Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt, der immer mehr in den Vordergrund rückt, ist das

Wohlbefinden des Menschen. Ziel der modernen Gebäudeautomation wird es sein, das Gebäude

effizient zu steuern, um den gewünschten Komfort zu erreichen.

[X] Grundinformationen teilweise aus externer Quelle (siehe Quellenverzeichnis)



2.4 Smart Home

Smart Home ist ein Oberbegriff für Steuerungen und Systeme in Wohnhäusern, die für die Erhöhung

der Wohn- und Lebensqualität sorgen. Dabei spielen vor allem Sicherheit, Komfort und effiziente

Energienutzung eine wesentliche Rolle.

Unter Smart Home versteht man nicht nur die Vernetzung von (z.B. Lampen, Jalousien, Heizung,

Lüftung, Klima), sondern auch die Anbindung von (z.B. Kühlschrank, Herd, Waschmaschine). Auch

die Multimedia-Anbindung, deren zentrale Speicherung und Verfügbarkeit fällt unter diesen Begriff.

Von einem Smart Home spricht man insbesondere, wenn sämtliche im Haus verwendeten Sensoren

(z.B.: Taster, Thermostate, Helligkeitssensoren), Geräte und Aktoren (z.B.: Schalt- Jalousie Aktoren)

untereinander vernetzt sind. Die Geräte können Daten senden, empfangen, speichern und über eine

Logik miteinander kommunizieren.

Eng verwandt mit Smart Home ist Smart Metering, dort liegt der Schwerpunkt auf der Messung und

Regulierung des Energieverbrauchs. [3]

Abbildung 2 Beispiel für Smart Home



DigitalSTROM ist ein BUS-System, das über die

Elektroinstallation kommuniziert (230V). Es wird

vorwiegend im Smart Home zur intelligenten

Anbindung verschiedener Geräte eingesetzt.

Abbildung 3 dS Prinzip

3.1 Idee und Geschichte

Die digitalSTROM AG ist im Jahr 2001 gegründet worden. Sie spezialisiert sich auf die Vernetzung

elektrischer Geräte durch einen intelligenten Chip, der über die Elektroinstallation kommuniziert.

Die beiden Erfinder Wilfried Beck und Ludger Hovestadt haben zusammen mit Anita Beck und

Katharina Schroeder-Boersch, im Jahr 2004, die AIZO AG gegründet um digitalSTROM weiter zu

entwickeln und zu verbreiten.

Nach siebenjähriger Entwicklungsphase und Zusammenarbeit mit der ETH Zürich erfolgte 2011 der

Markteintritt für digitalSTROM.

Das deutsch-schweizerische Unternehmen mit Hauptsitz in Zürich-Schlieren, vertreibt heute das

Produkt in Deutschland, Österreich und der Schweiz.

Einzelne Projekte werden auch in weiteren meist europäischen Ländern realisiert.

Am deutschen Standort in Wetzlar werden Teile der Hardwarekomponenten von digitalSTROM

produziert.

Der Schweizer Bauunternehmer Balz Halter ist Hauptaktionär und Verwaltungsrat der digitalSTROM

AG. Geschäftsführer ist Martin Vesper.

Im 1. Januar 2014 wurde die AIZO AG in die digitalSTROM AG umbenannt, um die Marke und das

Produkt untereinander zu verschmelzen.

DigitalSTROM steht als Smart Home Produkt für digitalen Lebensstil und ein ganzheitliches

Vernetzungskonzept. [4]

3 digitalSTROM



3.2 Das digitalSTROM Farbkonzept

Um einen Überblick über das System zu schaffen, hat digitalSTROM ein Farbkonzept für die Planung

und Installation ausgearbeitet. Die Anwendungsmöglichkeiten der einzelnen Komponenten sind in

diesem Konzept klar definiert.

Jede Farbgruppe bezeichnet einen bestimmten Anwendungsbereich. So werden nicht nur die

Komponenten in den jeweiligen Farben ausgeliefert, auch bei der Parametrierung mit dem

digitalSTROM-Konfigurator über den Internet-Browser finden sich diese Farben wieder. [5]

Abbildung 4 dS Farbkonzept



3.3 Aufbau und Funktion

Komponenten: digitalSTROM- Filter digitalSTROM- Meter digitalSTROM- Server digitalSTROM- Klemme

Abbildung 5 Typisches Anschlussschema im Verteiler

Für eine funktionierende digitalSTROM-Installation bedarf es mindestens einen Meter, einen Filter und

eine Klemme. Für die Konfiguration wird der digitalSTROM-Server benötigt.

Die Filter, Meter und der Server werden vorwiegend in der Elektroverteilung eingebaut. Nach Angaben

von digitalSTROM empfiehlt es sich in einem Objekt mit Etagenverteilern, in jeder Etage Filter und

Meter zu installieren. Die Sensoren und Aktoren werden üblicherweise in den Schalterdosen oder

Lampenauslässen montiert.

Abbildung 6 dS Prinzip Verteilung und Installation

3.3.1 Ausbaufähigkeit

Eine digitalSTROM-Installation kann beliebig ausgebaut werden, jedoch sind die Teilnehmer pro Meter

auf 128 Stück begrenzt. Innerhalb der Installation können 62 digitalSTROM-Meter eingesetzt werden.

Neben dem Einsatz von digitalSTROM-Metern, lassen sich mithilfe eines digitalSTROM-Servers

komplexe Funktionalitäten realisieren. Es können zusätzliche Funktionen wie eine Zeitschaltuhr,

Leistungsmessung, die Ansteuerung mittels Smartphone etc. umgesetzt werden. Detaillierte

Informationen können im digitalSTROM-Anwenderhandbuch unter dem Register „Bedienen“

nachgelesen werden. [5]



3.3.2 Funktionsweise

Bei der Inbetriebnahme registriert der digitalSTROM-Meter automatisch alle, die im zugehörigen

Stromkreis installierten digitalSTROM-Geräte. Dies ermöglicht die sofortige Verwendung aller

Komponenten nach der Installation.

Wird zum Beispiel ein Taster betätigt, welcher an einer digitalSTROM-Taster Klemme angeschlossen

ist, so sendet diese auf dem Rück-Kanal ein Telegramm mit den nötigen Informationen zum

digitalSTROM-Meter. [5]

Abbildung 7 dS Rück-Kanal

Der digitalSTROM-Meter sendet daraufhin auf dem Hin-Kanal ein Telegramm an alle, im Stromkreis

registrierten, digitalSTROM-Geräte. Das Telegramm enthält den Befehl für die digitalSTROM-Geräte.

Diese geben für die aufgerufene Aktion die gespeicherten Gerätewerte aus (zum Beispiel: Licht

einschalten). Zudem misst er die aktuelle Leistung im angeschlossenen Stromkreis. [5]

Abbildung 8 dS Hin-Kanal



3.4 Die wichtigsten Komponenten

3.4.1 digitalSTROM-Meter

Abbildung 9 dS Meter

Macht aus „normalem“ Strom den vielseitigen „digitalSTROM“

Bildet das „Rückgrat“ der digitalSTROM-Installation

Regelt die gesamte Vernetzung und Kommunikation der

angeschlossenen Geräte

Ermöglicht die Nutzung der vielfältigen intelligenten „Plug &

Play“-Funktionen

Misst präzise den Stromverbrauch

3.4.2 digitalSTROM-Filter

Abbildung 10 dS Filter

Filterung von netzseitigen Störungen

Sicherung der Signalqualität

Entkopplung anderer Installationen vom digitalSTROM-

System

Es werden maximal drei Filter benötigt – ein Filter pro

Aussenleiter (Phase).

3.4.3 digitalSTROM Server

Abbildung 11 dS Server

Sichere Schnittstelle vom digitalSTROM zum Internet

Fernzugriff per Computer oder Smartphone

Plattform für digitalSTROM-Apps

Verbindung mit allen digitalSTROM-Metern (dSM) über den

dS485 BUS

3.4.4 Licht

Abbildung 12 dS Licht

Einschalten / Ausschalten

Dimmen (bei Verwendung dimmbarer Leuchtmittel)

Trennt bei Überlast oder Kurzschluss die angeschlossene Last

und schaltet sie danach wieder zu

LED-Statusanzeige



3.4.5 Beschattung

Abbildung 13 dS Beschattung

Zusätzlicher Taster-Eingang für die direkte Bedienung der

angeschlossenen Jalousie

Ermöglicht Einstellung, Speicherung und Abruf verschiedener

Jalousien-Positionen

Automatische Endlagenerkennung

Steuerung der Jalousie über die 230 Volt-Leitung via

digitalSTROM-Kommandos

Schaltet bei Überlast den Ausgang ab

LED-Statusanzeige

3.4.6 Zugang

Abbildung 14 dS Zugang

Zusätzlicher Taster-Eingang ermöglicht auch den direkten

Anschluss des Klingeltasters

Reagiert direkt auf „Klingel“-Ereignisse im digitalSTROM-Netz

Trennt bei Überlast oder Kurzschluss die angeschlossene Last

und schaltet sie danach wieder zu

LED-Statusanzeige

3.4.7 Heizung

Abbildung 15 dS Heizung

Heizungsaktor für thermoelektrische Stellventile

Installationsklemme (Lüsterklemme) und Aktor in einem Gerät

Anschluss Versorgung 230 V

Bis zu zwei Stellventile anschließbar

Keine notwendigen Steuer- und BUS-Leitungen oder

Funkverbindungen

3.4.8 Geräte

Abbildung 16 dS Joker Klemme

Einfache Konfiguration von digitalSTROM-Funktionen für

elektrische Geräte (Lampen, Klimageräte, Kaffeemaschinen etc.)

Zusätzlicher Taster-Eingang, mit dem der Ausgang auch ohne

digitalSTROM geschaltet werden kann

Schaltet bei Überlast den Ausgang ab

LED-Statusanzeige



3.5 Installation

Die Installation in der Verteilung ist bei einem Neubau einfach und schnell zu realisieren, bei einem

Umbau wird der Arbeitsaufwand in der Verteilung etwas grösser.

Die Installation der digitalSTROM-Klemmen erfolgt üblicherweise in den Schalterdosen. Die Klemmen

können aber auch in der Verteilung oder an anderen Orten eingebaut werden.

Die Klemmen werden einfach in die Elektroinstallation integriert und angeschlossen, dabei ist auf das

Farbkonzept zu achten. Die Klemmen nehmen viel Platz in Anspruch, dies ist bei der Planung und

Verdrahtung der elektrischen Installation zu berücksichtigen.

Nach der erfolgreichen Installation ist das digitalSTROM-System bereits betriebsbereit, da die

Klemmen bereits mit einer Standardkonfiguration ausgeliefert werden. Diese können nun über den

digitalSTROM-Server und dem Browser konfiguriert werden. [5]

Abbildung 17 Beispiel Installation



3.6 Planung

Zu der Planung gehören die grundlegenden Informationen der digitalSTROM Komponenten. Sie

geben Hinweise für eine effiziente und reibungslose Ausführung der digitalSTROM-Installation. [5]

3.6.1 Grundlagen

Anhand der 3-teiligen Produktebezeichnung lassen sich die Eigenschaften des Produktes einfach und

schnell erkennen. Detaillierte Angaben zu den digitalSTROM-Produkten und deren Bezeichnungen

sind im digitalSTROM-Katalog zu finden.

So zum Beispiel für die Produktebezeichnung GE-TKM210:

1. Teil: GE (gelb) für den Anwendungsbereich Licht

2. Teil: TKM für die Taster-Klemme

3. Teil: 210 für Taster-Klemmen mit einem Dimmer-Ausgang [5]

3.6.2 Raumkonzept

Ein Raum ist ein weitgehend abgeschlossener Funktionsbereich innerhalb einer digitalSTROM-

Installation. Werden innerhalb eins Raums Taster betätigt oder Stimmungen (Szenen) aufgerufen,

wirkt sich dies auf die zum Raum gehörenden Komponenten aus. In der Werkseinstellung des

digitalSTROM-Meters ist ein Raum (Hauptraum) für den verbundenen Stromkreis vorkonfiguriert.

Standardmässig werden alle am digitalSTROM-Meter angeschlossenen Komponenten automatisch

diesem Hauptraum zugeordnet und können bereits ohne weitere Konfiguration verwendet werden. [5]

Abbildung 18 dS Meter Grundkonfiguration



3.6.3 Umbau

Bei einem Umbau müssen die Platzverhältnisse im bestehenden Verteiler überprüft werden.

Es muss darauf geachtet werden, dass für den Einsatz eines digitalSTROM-Servers eine LAN-

Anbindung an ein lokales Netzwerk oder Internet benötigt wird. Diese Netzwerkanbindung kann auch

über Glasfaser oder Powerline erfolgen. Bei Umbauten sollten nicht mehr als vier Räume pro

digitalSTROM-Meter erstellt werden. Falls dies nicht möglich ist, sollten zuerst die viel genutzten

Räume, dann die weniger oft genutzten Räume erstellt werden. Dadurch wird der Zugriff in der

Speicherverwaltung des digitalSTROM-Meters optimiert. [5]

3.6.4 Neubau

Für die Planung von Neubauten wird empfohlen, pro Raum einen separaten digitalSTROM-Meter

einzusetzen. Ist dies nicht möglich, sollten auch hier nicht mehr als vier Räume pro Meter erstellt

werden. Es empfiehlt sich eine Liste aller vom Endverbraucher gewünschten Anwendungen und

Geräten zu erstellen. Daraus lassen sich die benötigten digitalSTROM-Komponenten, deren Leistung,

die Art der Verbraucher (induktiv, kapazitiv oder ohmsche Last) bestimmen.

In der Installation ist zu beachten, tiefe Schalterdosen zu verwenden um für ausreichenden Platz für

die digitalSTROM-Geräte zu sorgen. [5]



3.7 Bedienung

Die DigitalSTROM Komponenten können auf verschiedene Arten angesteuert und bedient werden.

Die Programmierung erfolgt über den Internet-Browser. Es wird keine zusätzliche Software benötigt.

3.7.1 Bedienung über die vorhandene Installation

Über handelsübliche Taster können verschiedene Szenarien der digitalSTROM-Installation abgerufen

werden. Ein kurzer Tastendruck genügt um zum Beispiel eine Leuchte einzuschalten. Bei einem

Doppeldruck auf denselben Taster wird dann aber eine Lichtstimmung abgerufen und mehrere

Leuchten werden aktiviert. Mit einem langen Tastendruck über 3 Sekunden kann zum Beispiel eine

Panikfunktion aktiviert und die ganze Beleuchtung des Hauses eingeschaltet werden.

3.7.2 Bedienung und Visualisierung mit dem Smartphone

Mit der digitalSTROM-App, die kostenlos heruntergeladen werden kann, können alle entsprechenden

Geräte angesteuert werden. Auch der Energieverbrauch wird visualisiert. In der Applikation werden

die erstellen Räume angezeigt. Klickt man auf einen Raum, können die konfigurierten Stimmungen

abgerufen oder zum Beispiel die Leuchten und Jalousien angesteuert werden. Über die App können

die digitalSTROM-Komponenten ebenfalls konfiguriert werden.

Abbildung 19 Beispiel dS App



3.7.3 Bedienung und Visualisierung mit dem Computer

Über den digitalSTROM-Konfigurator werden die digitalSTROM-Komponenten in erster Linie

konfiguriert, jedoch lassen sich darüber auch die einzelnen Komponenten ansteuern und bedienen.

Der Konfigurator bietet dem Bediener auch noch eine Verbrauchsanzeige auf der, der

Energieverbrauch visualisiert wird.

Abbildung 20 dS Konfigurator Verbrauchsanzeige



3.8 Programmierung

3.8.1 Start des Systems

Nachdem alle digitalSTROM-Komponenten installiert wurden, kann das digitalSTROM-System unter

Spannung gesetzt werden. Dabei fällt auf, dass die Leuchtdioden der digitalSTROM-Komponenten zu

blinken beginnen.

Beim erstmaligen Einschalten des digitalSTROM-Systems werden die digitalSTROM-Geräte im

digitalSTROM-Meter registriert. Dies kann je nach Grösse der Installation 5-10 Minuten dauern.

Ist die Registration abgeschlossen und das System betriebsbereit, wird dies am digitalSTROM-Meter

durch eine dauerhaft grün leuchtende LED signalisiert.

Bei der Erstinbetriebnahme empfiehlt es sich die digitalSTROM-Meter nacheinander und einzeln in

Betrieb zu nehmen. [5]

3.8.2 Netzwerkverbindung herstellen

Der digitalSTROM-Server unterstützt den Universal Plug and Play Standard (UPnP). Ein Standard der

entwickelt wurde um die Netzwerkkonfiguration von Geräten zu vereinfachen.

Mithilfe eines handelsüblichen RJ45-Netzwerkkabels wird der digitalSTROM-Server mit einem DHCP-

fähigen Router verbunden. Somit kann der Server im Netzwerk erkannt werden.

Mit dem Browser wird die Konfigurationsoberfläche des Servers geöffnet.

Später kann man sich über ein drahtloses Netzwerk mit dem Router verbinden, um sich für die

Konfiguration und den Tests der digitalSTROM-Installation frei im Gebäude bewegen zu können.

Über dieses WLAN kommuniziert auch die digitalSTROM-App mit dem digitalSTROM-Server. [5]

Abbildung 21 digitalSTROM Server Netzwerkerkennung



3.8.3 Login am digitalSTROM-Server

Um sich auf dem digitalSTROM-Server anmelden zu können, müssen im Login-Fenster

Benutzername und Passwort eingegeben werden.

Je nach Einstellungen des Browsers wird beim Aufbau der gesicherten Verbindung zum

digitalSTROM-Server eine Sicherheitswarnung angezeigt.

Abbildung 22 Sicherheitswarnung Google Chrome

Hier kann man problemlos die unsichere Verbindung fortsetzen um zum Login-Fenster zu gelangen.

Im automatisch geöffneten Fenster müssen folgende Zugangsdaten eingegeben werden.

Benutzername: dssadmin

Passwort: dssadmin

Abbildung 23 dSS Anmeldefenster

Dieses Passwort kann später im digitalSTROM-Konfigurator jederzeit geändert werden. Siehe dazu

Kapitel 5.2.6 im digitalSTROM Installationshandbuch. [5]



3.8.4 Der digitalSTROM Konfigurator

Nach dem erfolgreichen Login auf den digitalSTROM-Server gelangt man zum digitalSTROM-

Konfigurator. Er ist eine webbasierte Anwendung des digitalSTROM-Servers und ermöglicht dem

Benutzer die digitalSTROM-Komponenten nach seinen Vorstellungen zu konfigurieren.

Über den digitalSTROM Konfigurator können alle Einstellungen für den digitalSTROM-Server, die

digitalSTROM-Meter sowie die digitalSTROM-Klemmen vorgenommen werden.

Über den Konfigurator können Applikationen installiert sowie deinstalliert werden. Er ermöglicht es

Einstellungen vorzunehmen, welche Geräte auf eine bestimmte Aktion reagieren sollen. Die Raum

sowie die Gruppenaufteilung kann über den Konfigurator vorgenommen werden. Auch können die

Systemeinstellungen verändert werden und es wird die installierte Hardware aufgelistet.

Abbildung 24 digitalSTROM Konfigurator



3.8.5 Die digitalSTROM Apps

Mit den digitalSTROM-Apps können zusätzliche Funktionen realisiert werden. Die Applikationen

werden über den digitalSTROM-Konfigurator installiert und es können laufend neue Anwendungen

implementiert werden. Mit diesen Apps bietet digitalSTROM sehr viele Möglichkeiten andere Systeme

zu integrieren.

Einige der nützlichsten Apps sind:

Anwesenheitssimulation

Bewegungsmelder

Scene Responder

Verbrauchsanzeige

Benachrichtigungen

Heizungssteuerung

Hue Steuerung

Sonos Steuerung

Über diese Applikationen lassen sich zum Beispiel andere offene Systeme (z.B.: Phillips Hue,

Sonos...) in digitalSTROM einbinden und ansteuern. Dadurch sind sehr viele Funktionen relativ

einfach programmierbar.

Über den „Scene Responder“ können zum Beispiel Stimmungen unter gewissen Bedingungen

ausgeführt werden. Mit der App „Benachrichtigungen“ lassen sich E-Mails mit einem hinterlegten Text

an die angegebene Adresse versenden wenn zum Beispiel ein Alarm ausgelöst wurde.

Abbildung 25 digitalSTROM Apps



4.1 Grundlagen

Durch einen fehlenden Arbeitsplatz hat mir die STFW das Angebot unterbreitet, meine Diplomarbeit

über digitalSTROM zu schreiben. Da ich beruflich in der Gebäudeautomation tätig bin, habe ich mich

gerne diesem Projekt angenommen.

Grundlage dafür bilden die Konzepte, die für die Realisierung dieses Projekts ausgearbeitet wurden.

Die schweizerische technische Fachschule Winterthur will digitalSTROM mit anderen alternativen

BUS-Systemen vorstellen.

4.2 Zielsetzung

Die gemeinsamen Ziele wurden im Vorfeld besprochen und bereits mit dem Diplomarbeitsvorschlag

eingereicht.

Als übergeordnetes persönliches Ziel ging es für mich in erster Linie darum digitalSTROM näher

kennen zu lernen. Die Vorteile und Nachteile zu verstehen, sowie einen Eindruck und Gefühl für die

weitere Entwicklung und das Potential zu erhalten.

4.2.1 Ziele des Diplomanden

Geschichte und Funktionsweise von digitalSTROM erfahren und verstehen

Mögliche Fehlerquellen identifizieren

Vor- und Nachteile gegenüber KNX erkennen

Preis- Leistungsverhältnis gegenüberstellen und beurteilen

4.2.2 Ziele und Nutzen der STFW

Licht und Jalousiesteuerung realisieren

Energiemessungen visualisieren

Steuerung über Apps und über das Internet ermöglichen (LAN/WWW)

Anwesenheitssimulation realisieren

Alarmfunktion über Bewegungsmelder bei Abwesenheit realisieren

4 Projekt digitalSTROM STFW



4.3 Meilensteine

Vorbereitungsphase

Freigabe Pflichtenheft 31.03.2015

Beschaffung aller Komponenten 30.04.2015

Implementierung und Test

Implementierung 31.06.2015

Testphase 31.07.2015

Einführung

Fertigstellung und Abnahme 17.08.2015

Instruktion und Einweisung der Verantwortlichen 26.09.2015

Voraussichtliche Abgabe 17.08.2015

4.4 Terminplan

Kalenderwoche

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Anlieferung Gestell

Produktion Schalttafel

Folierung Blech

Transport zu STFW

Anlieferung Material

Zusammenbau der Komponenten

Verdrahtung und Installation

Programmierung und Inbetriebnahme

Fertigstellung der Dokumentation

Schlusskontrolle

Abgabe Diplomarbeit

4.5 Aufwandschätzung

Informationsbeschaffung:

Interviews 10h

Recherchen im Internet 15h

Sonstige 10h

Ausarbeitung:

Erstellen Grobkonzept 10h

Erstellen Terminprogramm 5h

Technische Phase 55h

Praktische Phase 55h

Analyse Ergebnisse 15h

Zusammenfassung/Dokumentation

Gestaltung Diplomarbeit 40h

Nachbearbeitung 10h

Aufwandschätzung gesamt: 225h



4.6 Materialauflistung

Produkt Anzahl

digitalSTROM Server 1

digitalSTROM Meter 11 2

digitalSTROM Meter 12 1

digitalSTROM Filter 1

digitalSTROM Netzteil 1

Licht Klemme M 9

Licht Schnurdimmer S 1

Schatten Klemme L Jalousie 4

Automatisierungs-Klemme 200 1

Joker Taster-Klemme 200 1

Joker Taster-Klemme 210 4

Klemme M Zugang Klingel-Aktor 1

Klima Blaue Klemme 1

Raumklima Sensor 1

Joker Klemme L 4

LED Pfeil 230V für Jalousie (Rot) 4

LED Pfeil 230V für Jalousie (Grün) 4

LED für 230V für Lichtsimulation (Orange)

7

Werkzeugmobil melonengelb 1

Storen Taster 1-Kanal 2

Storen Taster 2-Kanal 1

Doppeldrucktaster unbeleuchtet 5

Drucktaster unbeleuchtet 4

EB Steckdose Feller 1

Spots für Beleuchtung 11

LS-Schalter Hager C13A 3

WLAN Router 1



4.7 Budgetkostenplan

digitalSTROM Komponenten Preis/Stück Anzahl Gesamtpreis

digitalSTROM Server 403,00 1 403,00

digitalSTROM Meter 11 225,50 2 451,00

digitalSTROM Meter 12 240,00 1 240,00

digitalSTROM Filter 58,80 1 58,80

digitalSTROM Netzteil 41,50 1 41,50

Licht Klemme M 94,00 9 846,00

Licht Schnurdimmer S 112,00 1 112,00

Schatten Klemme L Jalousie 132,00 4 528,00

Automatisierungs-Klemme 200 94,00 1 94,00

Joker Taster-Klemme 200 94,00 4 376,00

Joker Taster-Klemme 210 94,00 1 94,00

Klemme M Klingel- Aktor 94,00 1 94,00

Klima Blaue Klemme 94,00 1 94,00

Raumklima Sensor 139,00 1 139,00

Joker Klemme L 112,00 4 448,00

digitalSTROM Komponenten Zwischensumme: 4019,30

Zusätzliches Material Preis/Stück Anzahl Gesamtpreis

Gestell, Alu Blech, Folierung 1500,00 1 1500,00

Storen Taster 1-Kanal 51,40 2 102,80

Storen Taster 2-Kanal 110,35 1 110,35

Doppeldrucktaster unbeleuchtet 38,55 5 192,75

Drucktaster unbeleuchtet 19,50 4 78,00

EB Steckdose Feller 15,00 1 15,00

Spots für Beleuchtung 25,00 9 225,00

LS-Schalter Hager C13A 15,55 3 46,65

Installationsmaterial 20,00 20 400,00

WLAN Router 150,00 1 150,00

Zusätzliches Material inkl. 10% Reserve Zwischensumme: 3102,60

Übernahme Gesamt: 7121,90



4.8 Allgemeine Anforderungen

4.8.1 Elektroinstallation

Die Elektroinstallation ist nach NIN 2015 auszuführen. Die Vorführwand wird einphasig mit 230 Volt

betrieben. Die Sicherung des Stromkreises, an welche diese angeschlossen wird, darf nicht grösser

als 13 Ampere sein. Auf der Vorführwand ist eine Erdung anzubringen mit welcher der Rahmen und

das Gestell verbunden werden.

4.8.2 Beleuchtungssteuerung

Die Beleuchtungssteuerung erfolgt über die entsprechenden digitalSTROM-Komponenten. Zur

Ansteuerung werden Feller Produkte eingesetzt.

4.8.3 Jalousie und Beschattungssteuerung

Die Steuerung der Jalousie erfolgt über die entsprechenden digitalSTROM-Komponenten.

Zur Ansteuerung werden Feller Produkte eingesetzt.

4.8.4 Energiemessung

Die Energiemessung erfolgt über die installierten digitalSTROM-Komponenten.

Die Visualisierung ist über eine App (Smartphone) oder über den Internet-Browser (Laptop) möglich.

Um Zugriff auf die Daten zu erhalten, muss sich der digitalSTROM-Server in einem Netzwerk

befinden.

4.8.5 Anwesenheitssimulation

Die Anwesenheitssimulation wird über eine Bedienstelle im Entree oder über eine App aktiviert. In die

Simulation sind Lichtschaltungen und Jalousiebewegungen einzubinden.

4.8.6 Alarmfunktion

Über den Bewegungsmelder im Eingangsbereich soll eine Alarmfunktion bei Abwesenheit realisiert

werden. Bei Alarm soll sich das ganze Licht im Haus einschalten und die Jalousien nach oben fahren.

Erwünscht ist eine Benachrichtigung über eine entsprechende App oder per E-Mail.

4.8.7 Steuerung über Apps

Folgende Funktionen müssen über Apps betätigt und/oder visuell dargestellt werden:

Beleuchtungs- und Jalousiesteuerung

Energiemessung

Abwesenheitssimulation

Alarmfunktion über Bewegungsmelder bei Abwesenheit

4.8.8 Netzwerk und Kommunikation

Um die Steuerung über Apps und über das Internet zu realisieren, ist der digitalSTROM-Server in ein

Netzwerk einzubinden. Für Schulungszwecke empfehle ich einen Router in die Vorführwand

einzubauen, mit dem der digitalSTROM-Server kommuniziert. Die Schüler und Dozenten haben somit

die Möglichkeit sich am Router anzumelden und erhalten dadurch Zugriff auf die Funktionen. Dies

kann natürlich auch über das Schulnetzwerk realisiert werden, ist aber mit der IT-Abteilung abzuklären

und freizugeben.



4.9 Funktion der Räume

Die Funktionen der Räume basieren auf ein bereits bestehendes Modell. Mit der Firma Helbling und

dem Unternehmen digitalSTROM war abzuklären, ob die gewünschten Funktionen und Ziele der

beteiligten Personen realisierbar sind.

Im Allgemeinen galt es, eine optimale Funktionalität der Vorführwand für die STFW zu schaffen.

4.9.1 Technik

Licht S0 schaltbar über Taster

Heizventile ansteuerbar über Raumthermostat in Wohnzimmer

4.9.2 Entree

Licht S1 schaltbar über Taster.

Abwesenheitssimulation aktivierbar über einen Kippschalter

Bewegung simulierbar über einen Kippschalter

Alarm simulierbar über einen Kippschalter

4.9.3 Kind

Licht D0 dimmbar über Taster

Jalousie M1 steuerbar über Taster

Steckdose S2 schaltbar über Taster

4.9.4 Eltern




Jalousie M2 steuerbar über Taster

Panikfunktion über Taster (Alle Leuchten ein)

4.9.5 Küche


4.9.6 Wohnen




Jalousie M3 und M4 steuerbar über Taster

4.9.7 Bad


Ventilator S7 wird 1 Minute nachdem das Licht ausgeschaltet wird aktiviert



4.10 Modell

Die Vorführwand wird basierend auf einem bestehenden Modell erstellt. Grund für diese Entscheidung

ist der möglichst direkte Vergleich zu anderen Systemen. Die STFW besitzt bereits mehrere Modelle

mit verschiedenen BUS-Systemen.

Abbildung 26 Modell digitalSTROM

Abbildung 27 Bestehendes Modell



4.10.1 Aufbau Modellwand

Bei der Firma Helbling Schalttafelbau AG konnte ich zusammen mit einem Mitarbeiter das

Grundgerüst für mein Modell schaffen. Innerhalb von 5 Stunden hatten wir den Rahmen fertiggestellt

und für den Abtransport bereit gemacht. Es war für mich eine sehr interessante Erfahrung bei der

Erstellung dieses Modells mitzuwirken.

Abbildung 28 Aufbau Rahmen bei der Firma Helbling

Abbildung 29 Fertiges Modell ohne elektrische Komponenten



4.10.2 Einbau der elektrischen Komponenten

Bei meinem neuen Arbeitgeber konnte ich die Installation der elektrischen Komponenten vornehmen.

Da ich zusammen mit meinen Experten beschlossen habe, alle digitalSTROM-Komponenten sichtbar

zu machen, war es besonders zeitintensiv die Verdrahtung für dieses Modell zu planen. Damit

beabsichtigen wir einen besseren Vorführeffekt zu erreichen und das Modell besser zu erklären.

Abbildung 30 Installation Front

Abbildung 31 Installation Rückseite



4.10.3 digitalSTROM Beschriftungskonzept

Für die sichtbaren digitalSTROM-Klemmen haben sich, meine Experten und ich, dazu entschieden ein

Beschriftungskonzept auszuarbeiten. Dieses Konzept beinhaltet die räumliche Zuordnung sowie die

Beschriftungen der Sensoren und Aktoren. Hierbei ist klar ersichtlich, welche Klemme zu welchem

Raum gehört und welche Funktion diese erfüllt.

Abbildung 32 dS Beschriftungskonzept



4.10.4 Programmierung Modellwand

Die Programmierung der Modellwand hat mich vor eine grössere Herausforderung gestellt, als ich

zuvor angenommen habe. Die Konfiguration über den Browser war teilweise etwas langsam und hat

mir viel Geduld abverlangt. Es sind auch Fehlermeldungen aufgetaucht, da einzelne Geräte nicht

erreicht werden konnten. Bei einem weiteren Versuch hat dies jedoch wieder funktioniert.

Die Programmieroberfläche musste ich erst kennen lernen und mich damit auseinander setzen.

Abbildung 33 digitalSTROM Konfiguration Hardware



4.11 Probleme und Lösungsfindung

Zwei digitalSTROM-Meter haben nicht funktioniert, was eine längere Fehlersuche ausgelöst

hat. Da ich zum ersten Mal digitalSTROM-Komponenten installiert und angeschlossen habe,

suchte ich den Fehler erst in der Installation. Nachdem ich die Meter gewechselt hatte,

konnten alle Teilnehmer erfolgreich registriert werden.

Die gewünschte Panik Funktion im Raum „Eltern“ mit der Lichtgruppe D1 über einen Taster zu

kombinieren, konnte nicht zufriedenstellend gelöst werden. Neu wird diese Funktion über

einen Doppeldrucktaster gelöst.

Die Beschriftung der Jalousie im Raum „Kind“ ist beim Schalter falsch. Dieser Fehler wurde

leider bei der Überprüfung der Druckfolie übersehen.

Die Lichtgruppe S3 im Raum „Eltern“ wäre besser unabhängig von der Steckdose S3

geschaltet worden. Diese Lichtgruppe hätte mit einem Dimmer optimiert werden können.

Manche Klemmen wurden im Browser einmal inaktiv und einmal aktiv dargestellt, obwohl sich

an der Installation nichts geändert hat.

Die Leuchte im Raum „Technik“ flackert manchmal aus unerklärlichen Gründen.

Im ausgeschalteten Zustand der digitalSTROM-Klemmen lässt sich eine Spannung zwischen

Neutralleiter und Aussenleiter messen. Diese bricht unter Last zusammen.

Auf der Modellwand sieht man die verbauten Leuchtdioden auch im ausgeschalteten Zustand

leuchten.

Abbildung 34 Modellwand im ausgeschalteten Zustand



4.12 Abweichungen zum Pflichtenheft

Durch laufend gesammelte Erfahrungen, aufgetretene Probleme und neue Ideen, ist das

Vorführmodell etwas von der ursprünglichen Planung abgewichen.

Die Marketinganalyse konnte ich aus zeitlichen Gründen nicht mehr erstellen. Für mich wäre

es sehr interessant gewesen herauszufinden, wie digitalSTROM ihr Marketingkonzept

aufbaut. Diese Analyse hätte den Rahmen dieser Diplomarbeit um einige Stunden erweitert.

Bei der Erstellung des Terminprogrammes habe ich die Ferienzeit, mögliche Komplikationen

und Zwischenfälle nicht berücksichtigt. Was sich sehr auf mein Zeitmanagement ausgewirkt

hat.

Die allgemeinen Anforderungen haben sich um ein paar wenige Punkte erweitert, welche in

der Diplomarbeit aufgeführt sind.



5.1 SWOT- Analyse

DigitalSTROM muss sich auf dem hart umkämpften Markt der neuen Technologien erst bewähren.

Bei der genaueren Betrachtung der SWOT-Analyse liegen die Stärken und Schwächen sowie

Chancen und Risiken eng beieinander. Obwohl die Idee hinter digitalSTROM in der Theorie genial ist,

fällt diese in der Praxis noch eher nüchtern aus. Um umfassende technologische Kompetenzen

aufbauen zu können, sollten weitere Entwicklungen intensiv verfolgt werden.

Stärken digitalSTROM Schwächen digitalSTROM

Mittlere Kosten und geringer Aufwand für Installation Multifunktionales „Smart Home“ Produkt Ansteuerung ohne zusätzliche Verkabelung Grosses Interesse von Kunden und Vertreiber

Beschränkte Möglichkeiten bei komplexen Installationen Nur kleine Lasten schaltbar Keine Langzeiterfahrungen Mehrere „Tastenkombinationen“ Wenig Erfahrung auf dem Markt

Chancen Gebäudeautomation Risiken Gebäudeautomation

Nachfrage nach energieeffizienter Installation wächst Benutzerfreundlich, einfache Bedienung Innovativ und intelligent

Grosse Konkurrenz im Bereich „Home Automation“ Wenig bekannt bei Kunden und Installateuren Hoher Preis gegenüber einer konventionellen Elektroinstallation

5 Analysen



6.1 Allgemein

Auf dem Markt der Gebäudeautomation ist KNX der Nachfolger der BUS-Systeme EIB, BatiBUS und

EHS. Technisch gesehen ist KNX eine Weiterentwicklung des EIB durch Erweiterung von

Konfigurationsmechanismen und Übertragungsmedien, die ursprünglich für BatiBUS und EHS

entwickelt wurden. KNX ist mit EIB kompatibel.

Der KNX-Standard wurde mittlerweile auch von den USA und vielen asiatischen Ländern für den

Hausbau übernommen.

Alle größeren Hersteller von Elektroinstallationsprodukten sowie Heizungsausrüster bieten mittlerweile

KNX-kompatible Geräte an. Laut einer Umfrage ist KNX das meist eingesetzte BUS-System in der

Gebäudeautomation. [6] [7]

6.1.1 Hardware

Die KNX-Anlage wird von einer gedrosselten Spannungsquelle mit 29 Volt Gleichspannung versorgt.

Diese Spannung versorgt die BUS-Ankoppler, die untereinander kommunizieren.

Zwischen dem Verbraucher und der Netzspannung wird ein Steuergerät, „Aktor“ genannt, eingebaut.

Der Aktor ist an den KNX-BUS angeschlossen und erhält von diesem Daten in Form von

sogenannten Telegrammen. Diese Telegramme stammen entweder direkt von einem Sensor oder von

einem Computer.

Die BUS-Leitung besteht in der Regel aus zwei Ader-Paaren (rot-schwarz und weiss-gelb), wovon

jedoch nur rot-schwarz verwendet wird.

Durch das CSMA/CA-Prinzip werden Telegrammverluste im Fall von BUS-Kollisionen vermieden. Der

KNX-BUS kommuniziert mit einer Übertragungsrate von 9600 bit/s, was bei korrekter Programmierung

auch für mehrere 10.000 Geräte ausreichend ist. Durch die Verbreitung des Ethernets wurden zeitnah

KNX-IP Koppler entwickelt, welche übergeordnet auch deutlich schneller kommunizieren können und

der BUS somit die höheren Übertragungsgeschwindigkeiten nutzen kann. [6]

6.1.2 Software

Die Programmierung der Systemgeräte und das Zuweisen der Adressen erfolgt mit einer speziell dafür

entwickelten Software, der ETS.

Die ETS wird von der KNX Association vertrieben und ist kostenpflichtig erhältlich. [9]

6 Vergleich mit KNX



6.2 Vor- und Nachteile

KNX

Vorteile Nachteile

Offener Standard Über 380 Hersteller Weltweit verfügbar

Die Produkte sind teuer Bei einem Umbau ist eine Nachrüstung schwierig Mehr Platzbedarf

digitalSTROM

Vorteile Nachteile

Keine eigenen BUS-Leitungen nötig Einfach erweiterbar Apps für Einbindung anderer Systeme

Kaum Langzeiterfahrungen Auswirkungen auf das Versorgungsnetz möglich Wenig verbreitet

6.3 Bedienungskonzept KNX vs. digitalSTROM

Grundsätzlich bieten beide Systeme identische Bedienungsmöglichkeiten. Es ist sowohl die

Ansteuerung über Taster, Smartphones oder Computer möglich.

Besonders gegenüberstellen möchte ich die Bedienung über die Taster.

Bei handelsüblichen KNX Tastern lassen sich bis zu 8 Tasten realisieren. Das bedeutet, es können

herstellerabhängig bis zu 16 Aktionen über einen Taster ausgelöst werden, wobei keine Taste öfter

als einmal betätigen werden muss (Unterschied zwischen kurzem und langem Tastendruck).

Da digitalSTROM mit konventionellen Tastern (230V) arbeitet, können auf den gängigen Tastern

maximal 4 Tasten realisiert werden. Das bedeutet, um die gleiche Anzahl an Funktionen zu erreichen,

muss eine Taste mindestens viermal betätigt werden.

6.4 Kostenvergleich

Für den Kostenvergleich zwischen KNX und digitalSTROM wird eine einfache Konfiguration

angenommen. Es wird mit 12 Schaltern, 4 Jalousien, 4 Leuchten und 4 geschalteten Steckdosen

gerechnet.

Dabei ergibt sich folgende Aufstellung:

KNX digitalSTROM Verteilung 195,- Verteilung 1288,- Sensoren 2229,- Sensoren 1349,- Aktoren 795,- Aktoren 1338,- Gesamt 3219,- Gesamt 3975,-

Dabei fällt auf, dass der grösste Unterschied in der Verteilung und bei den Sensoren besteht.

Wo bei KNX lediglich eine Spannungsversorgung und das BUS-Kabel für die erfolgreiche

Kommunikation zwischen Aktoren und Sensoren notwendig ist, muss bei digitalSTROM ein Filter und

ein Meter pro Aussenleiter verbaut werden. Zusätzlich ist für die Konfiguration des Systems der

digitalSTROM-Server und ein 24 Volt Netzteil erforderlich.

Ich persönlich gehe für die nächsten Jahre von einem ausgewogenen Kostenverhältnis dieser zwei

Systeme aus. Entscheidend dafür ist eine ordentliche Planungsgrundlage und aus einer anderen

Perspektive betrachtet auch der geschulte Installateur, welcher weiss wie die richtigen Komponenten

am richtigen Ort einzusetzen sind.



DigitalSTROM ist ein Produkt mit viel Potential, das jedoch noch nicht völlig ausgereift ist.

Die Idee und das Konzept sind in der Theorie sehr gut, doch in der Praxis noch mit einem prüfenden

Blick zu betrachten.

Die Möglichkeiten, die digitalSTROM bietet, sind im Smart Home nahezu unbegrenzt. Jedoch wird es

noch einige Zeit dauern, bis die Kommunikation zu anderen Produkten oder Systemen ausgereift ist,

was aber ein allgemeines Problem der Gebäudeautomation darstellt.

Die Verarbeitung der Komponenten könnte qualitativ noch etwas besser sein. Die Schrauben der

Geräte sind mit Vorsicht anzuziehen damit sie nicht kaputt gehen. Bei flexiblen Leitern ist es

ausserdem schwierig Aderendhülsen zu verwenden, da die Klemmen eher für starre Drähte ausgelegt

sind.

Gut wäre es, wenn man Klemmen entwickeln könnte die Sensorik und Aktorik in einem Gehäuse

ermöglichen. Zum Beispiel fände ich es gut, wenn die Jalousie-Klemme mit der Taster-Klemme

kombiniert werden würde. So könnten auf einer Klemme zwei Taster-Eingänge für Auf und Ab sowie

die Ausgänge für den Jalousiemotor kombiniert werden.

Die Idee verschiedene Funktionen über die Anzahl an Klicks aufzurufen, finde ich ebenfalls nicht gut.

Ich denke, die wenigsten wollen mehr als zweimal ihre Taster betätigen, um eine gewünschte

Funktion aufzurufen.

Die Applikation wirkt zeitlich gesehen sehr veraltet und ist für mich nicht sehr benutzerfreundlich.

Für die Innovation, für die digitalSTROM steht, sehe ich hier starken Verbesserungsbedarf.

Des Weiteren ist die digitalSTROM-App momentan nur für Smartphones optimiert.

Gehe ich mit meinen Gedanken einen Schritt weiter in die Zukunft, kann ich mir vorstellen, dass eines

Tages zum Beispiel Fernseher, Kühlschränke, Heizsysteme oder auch Autos mit dem intelligenten

digitalSTROM-Chip ausgerüstet werden. Somit könnten diese Geräte einfacher untereinander

kommunizieren und die Energieeffizienz und das Wohlbefinden steigern.

7 Fazit



Nach vielen sehr anstrengenden Wochen bin ich nun ans Ende meiner Arbeit gelangt. Es war nicht

immer leicht, neben dem Studium und dem Job an diesem Projekt zu arbeiten. Dabei war es sehr

schwierig für mich, den schriftlichen Teil dieser Arbeit aufzubauen und zu gestalten. Wobei die

Formatierung mit Microsoft Word teilweise sehr herausfordernd war.

Durch meinen Beruf und meine Erfahrung bin ich sehr kritisch an diese Arbeit heran gegangen, was

sich auch bis zum Schluss so gehalten hat.

Mein Ziel war es, diese Arbeit möglichst neutral zu schreiben, um den Leser selbst entscheiden zu

lassen wie er über digitalSTROM denken soll.

Bei diesem Projekt habe ich viel gelernt. Vor allem im Zeitmanagement, das doch etwas von der

ursprünglichen Annahme abgewichen ist.

Alles in allem war es eine sehr interessante Aufgabe diese Diplomarbeit zu verwirklichen. Diese Arbeit

hat mich in beruflicher sowie auch persönlicher Hinsicht weiter gebracht.

Rückblickend betrachtet bin ich sehr froh und stolz, mein Ziel erreicht zu haben.

8 Schlusswort



Zuerst möchte ich mich an dieser Stelle bei allen bedanken, die mich während der Anfertigung dieser

Diplomarbeit unterstützt und motiviert haben.

Besonders bedanke ich mich bei der digitalSTROM AG für die Grundlage meiner Arbeit und die

hervorragende Unterstützung bei meinen Anliegen.

Ganz besonderer Dank gilt der STFW die mir dieses Projekt zur Verfügung gestellt hat.

Vielen Dank auch an die Firma Helbling, die mir einen Einblick in den Schalttafelbau gewährt hat und

mich bei ihnen im Geschäft arbeiten lies.

Besonderen Dank auch an Herrn Raymond Kleger und Herrn Peter Schafferer, die diese Diplomarbeit

und somit auch mich betreut haben.

Vielen Dank auch an Steve Muszczynski, einer meiner besten Freunde, der für mich immer ein

offenes Ohr hat und seine Erfahrungen gerne an mich weiter gibt. Er hat mich in ganz wichtigen

Bereichen in meinem Leben unterstützt und so auch bei dieser Diplomarbeit.

Ein Dankeschön gilt auch meinem neuen Arbeitgeber EKZ Eltop, der mich während der laufenden

Diplomarbeit in sein Team aufgenommen, mich unterstützt und wertvolle Inputs geliefert hat.

Besonderer Dank an:

Miguel Rodriguez, digitalSTROM AG

Markus Diethelm, Helbling Schalttafelbau AG

Ueli Walker, EKZ Eltop

Zum Abschluss möchte ich mich bei meiner Familie bedanken, die dieses Projekt für mich erst

ermöglicht hat. Vor allem möchte ich mich bei meiner Mutter bedanken, die immer an mich glaubt und

stets hinter mir steht. Danke, dass du mich auf meinen Weg gebracht und begleitet hast.

9 Danksagung



Hiermit erklärte ich, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbständig verfasst habe und alle in ihr

verwendeten Quellen, Hilfsmittel und Literatur, auf denen diese Arbeit basiert, angegeben habe. Ich

versichere, dass ich diese Arbeit bisher weder im In- noch im Ausland in irgendeiner Form als

Prüfungsarbeit vorgelegt habe.

Der Diplomand

Benjamin Schwendinger

10 Erklärung



11.1 Quellenverzeichnis

[1] Titel: Diplomarbeit digitalSTROM, Autor: Stefan Berchtold

[Datum: 04.11.2011]

[2] Online im Internet unter:

https://de.wikipedia.org/wiki/Europ%C3%A4ischer_Installationsbus

[Stand: 28.07.2015]


https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Home

[Stand:13.08.2015]


http://www.digitalstrom.com/Unternehmen/digitalSTROM-AG/In-Kuerze/

[Stand: 14.07.2015]


http://www.digitalstrom.com/documents/handbuecher/online/Installationshandbuch_A1121D002V011_

DE_28-02-2014/index.html

[Stand: 12.08.2015]


https://de.wikipedia.org/wiki/KNX-Standard

[Stand: 12.08.2015]


http://www.elektroboerse-smarthouse.de/gebaeudeautomation/bussysteme/artikel/108273/

[Stand: 12.08.2015]

11 Verzeichnisse

https://de.wikipedia.org/wiki/Europ%C3%A4ischer_Installationsbus

https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Home

http://www.digitalstrom.com/Unternehmen/digitalSTROM-AG/In-Kuerze/

http://www.digitalstrom.com/documents/handbuecher/online/Installationshandbuch_A1121D002V011_DE_28-02-2014/index.html

http://www.digitalstrom.com/documents/handbuecher/online/Installationshandbuch_A1121D002V011_DE_28-02-2014/index.html

https://de.wikipedia.org/wiki/KNX-Standard

http://www.elektroboerse-smarthouse.de/gebaeudeautomation/bussysteme/artikel/108273/



11.2 Abkürzungsverzeichnis

AG ................................................................................................................................. Aktiengesellschaft APP ........................................................................................................................................... Applikation BUS .............................................................................................................................Binary Unit System CSMA/CA ................................................................. Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance DHCP .............................................................................................. Dynamic Host Configuration Protocol EHS .................................................................................................................... European Home System EIBA ...............................................................................................European Installation Bus Association EKZ ................................................................................................ Elektrizitätswerke des Kantons Zürich ETH ........................................................................................... Eidgenössische Technische Hochschule ETS .................................................................................................................. Engineering Tool Software IT ................................................................................................................................ Informationstechnik KNX ............................................................................................................................................ KONNEX KNX-IP ............................................................................................................. KONNEX-Internetprotokoll LAN ............................................................................................................................. Local Area Network LED ............................................................................................................................ Light Emitting Diode STFW ....................................................................... Schweizerische Technische Fachschule Winterthur WLAN .......................................................................................................... Wireless Local Area Network WWW .............................................................................................................................. World Wide Web



11.3 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Ebenen der Gebäudeautomation .................................................................................... - 7 - Abbildung 2 Beispiel für Smart Home ................................................................................................. - 9 - Abbildung 3 dS Prinzip ...................................................................................................................... - 10 - Abbildung 4 dS Farbkonzept ............................................................................................................. - 11 - Abbildung 5 Typisches Anschlussschema im Verteiler ..................................................................... - 12 - Abbildung 6 dS Prinzip Verteilung und Installation............................................................................ - 12 - Abbildung 7 dS Rück-Kanal ............................................................................................................... - 13 - Abbildung 8 dS Hin-Kanal ................................................................................................................. - 13 - Abbildung 9 dS Meter ........................................................................................................................ - 14 - Abbildung 10 dS Filter ....................................................................................................................... - 14 - Abbildung 11 dS Server ..................................................................................................................... - 14 - Abbildung 12 dS Licht ........................................................................................................................ - 14 - Abbildung 13 dS Beschattung ........................................................................................................... - 15 - Abbildung 14 dS Zugang ................................................................................................................... - 15 - Abbildung 15 dS Heizung .................................................................................................................. - 15 - Abbildung 16 dS Joker Klemme ........................................................................................................ - 15 - Abbildung 17 Beispiel Installation ...................................................................................................... - 16 - Abbildung 18 dS Meter Grundkonfiguration ...................................................................................... - 17 - Abbildung 19 Beispiel dS App ........................................................................................................... - 19 - Abbildung 20 dS Konfigurator Verbrauchsanzeige ........................................................................... - 20 - Abbildung 21 digitalSTROM Server Netzwerkerkennung ................................................................. - 21 - Abbildung 22 Sicherheitswarnung Google Chrome .......................................................................... - 22 - Abbildung 23 dSS Anmeldefenster ................................................................................................... - 22 - Abbildung 24 digitalSTROM Konfigurator ......................................................................................... - 23 - Abbildung 25 digitalSTROM Apps ..................................................................................................... - 24 - Abbildung 26 Modell digitalSTROM .................................................................................................. - 31 - Abbildung 27 Bestehendes Modell .................................................................................................... - 31 - Abbildung 28 Aufbau Rahmen bei der Firma Helbling ...................................................................... - 32 - Abbildung 29 Fertiges Modell ohne elektrische Komponenten ......................................................... - 32 - Abbildung 30 Installation Front .......................................................................................................... - 33 - Abbildung 31 Installation Rückseite .................................................................................................. - 33 - Abbildung 32 dS Beschriftungskonzept ............................................................................................. - 34 - Abbildung 33 digitalSTROM Konfiguration Hardware ....................................................................... - 35 - Abbildung 34 Modellwand im ausgeschalteten Zustand ................................................................... - 36 -



Pflichtenheft

Technische Dokumentation

12 Anhang

Diplomarbeit Projekt digitalSTROM STFW · Lüftung, Klima), sondern auch die Anbindung von (z.B....

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