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LOXONE Air und seine Probleme

LoxoneAirGeigerAutomation

Aus unserer täglichen Arbeit wissen wir, dass es immer wieder Probleme mit der Loxone Air Technik gibt. Wir wollen hier einige Lösungsansätze geben...


1. Kurze Einführung für Laien

Der Loxone Air „Bus“ ist der Funkstandard der Firma Loxone und dient der Vernetzung der einzelnen Smart Home Teilnehmer (z.B. Taster, Präsenzmelder...).

Die Air Technologie stellt das Gegenstück zum verkabelten Tree Bus der Firma Loxone dar.
Beide Techniken können parallel in einer Installation genutzt werden und arbeiten problemlos zusammen. Für beide Bus Systeme gibt es entweder eine sogenannte Extension (Erweiterung zum Miniserver) oder die Schnittstelle ist bereits integriert. (Air Schnittstelle beim Miniserver Go bzw. Tree Schnittstelle beim Miniserver Gen2.)
Der große Vorteil der Funktechnik liegt per se auf der Hand:

Es muss kein zusätzliches Kabel gelegt werden!

Somit ist es möglich auch bestehende Gebäude zu automatisieren, aber auch im Neubau kann die Funktechnik sinnvoll sein. Vor allem Fertighaushersteller machen von der Loxone Air Technik Gebrauch, da sich der Verkabelungsaufwand deutlich verringert.
Spätestens aber, wenn Sie in Ihrem Haus im Nachgang ein paar zusätzliche Funktionen realisieren wollen, werden Sie die Funktechnik zu schätzen wissen.
Desweiteren gibt es bereits eine Reihe von Komponenten, die nur mit Air erhältlich sind. (Wassersensor, Rauchmelder, Nightlight...).
Kurzum, in einem richtigen Loxone Smart Home wird über kurz oder lang die Funktechnik Einzug halten und damit kommen eventuell ein paar Probleme mit hinzu, deren Lösungen wir hier aufzeigen wollen.

 

2. Infos zur Funkkommunikation

Loxone nutzt für die Kommunikation das 868 MHz Frequenzband (SRD) für seine Teilnehmer. Diese Frequenzen werden allerdings durch eine Vielzahl anderer Geräte (z.B. Funkkopfhöhrer, Babyphone, Fernsteuerungen usw.) ebenfalls genutzt, was bereits ein mögliches Problem darstellt.


Zudem hat der Gesetzgeber für dieses Frequenzband strenge Vorschriften erlassen, das heißt, die Sendeleistung und die Sendehäufigkeit ist stark begrenzt. Auch hier kann man schon mögliche Probleme ableiten.

 

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

 

Damit die Kommunikation auch mit geringer Sendeleistung, bzw. anderen Störsendern trotzdem funktioniert, hat Loxone ein paar Mechanismen und zur Fehlersuche einige Diagnosetools integriert. Siehe dazu die Beschreibung im folgenden Link.

 

https://www.loxone.com/dede/kb/loxone-air/

 

 

3. Der optimale Aufbau

Damit das Funknetzwerk zuverlässig funktioniert, muss bei der Auslegung einiges beachtet werden.

Fangen wir bei der Air Base Extension an. Im Idealfall hat diese direkten Funkkontakt zu jedem Teilnehmer. Damit das funktioniert müssen wir die funktionsweise der Antenne und das Verhalten der Funkwellen verstehen. Die von Loxone mitgelieferte Stabantenne ist ein Rundstrahler, d.h. wenn der Antennestab vertikal ausgerichtet ist, dann strahlt die Antenne horizontal in alle Richtungen gleichmäßig ab. In horizontaler Richtung wird dabei die meiste Energie abgegeben, in vertikaler Richtung nix.
Die Antenne hat somit eine klare Abstahlrichtung, was berücksichtigt werden muss. Wenn die Wellen dann unterwegs sind, werden diese durch zunehmenden Abstand und durch Hindernisse, wie z.B. Wände, „geschwächt“. Holz oder Metall (z.B. Armierung im Beton) dämpfen das Signal besonders stark.

In der Praxis ist es leider meist so, dass der Schaltschrank mit der Air Extension im Keller steht und dieser zudem überwiegend aus Metall besteht. Die Funkteilnehmer im Gegensatz dazu befinden sich überwiegend im EG oder OG. Eine denkbar ungünstige Ausgangsituation!

Um diesem Problem generell aus dem Weg zu gehen, empfiehlt es sich auf die Air-Base-Extension zu verzichten und lieber eine Tree to Air-Bridge in jeder Etage zu plazieren. Jede dieser sollte einen eigenen Funkbereich haben. Die Anmerkungen die im Folgenden beschrieben sind, gelten entsprechend auch für die Tree to Air Bridge!

In Installationen, in denen das nicht möglich ist, gehen wir zur Lösung dieses Dilemmas wie folgt vor: Sie bringen die Air-Base Extension, wenn es möglich ist (z.B. Unterverteiler im EG ), näher zu den Teilnehmern. Alternativ, und das sollte fast immer gehen, ersetzen Sie die mitgelieferte Antenne mit einer externen Antenne. Damit reduzieren Sie die schirmende Wirkung des Schaltschrankes und den ganzen Metallteilen im Schrank. Loxone hat dazu 2 Antennen im Sortiment. Beide Antennen sind wieder Rundstahler und haben, wie beschrieben, ein Abstrahlrichtung. Wir nehmen immer die Klebeantenne, aber bitte nicht auf den metallenen Schaltschrank kleben, damit würden Sie das Abstrahlverhalten drastisch verschlechtern. Suchen Sie eine Position an der Wand oder Decke, wo kein Metall in unmittelbarer Nähe ist.
Sie können selbstverständlich auch andere 868MHz Antennen nehmen, aber hüten Sie sich vor hohen dBi Werten (Antennengewinn). Die abgestrahlte Energie bleibt nämlich immer gleich, der versprochene Antennengewinn wird lediglich dadurch erreicht, das Abstrahlrichtung stärker gebündelt wird. D.h. Hauptrichtung bekommt mehr Energie, alle anderen Richtungen werden zunehmend vernachlässigt. Nachdem wir aber ein ganzes Haus versorgen wollen und nicht nur eine bestimmte Ecke, ist Antennengewinn für eine gute Funkabdeckung schlecht!

Wir wollen mit der Antenne nicht nur Senden sondern auch Empfangen. Dazu müssen Sie wissen, die Abstrahlkarakteristik entspricht auch der Empfangskarakteristik. Das heißt, auch hier gibt es die gleiche Hauptrichtung.
Ist die Antenne für das Senden optimal ausgerichtet, ist auch der Empfang optimal!
Es gibt aber trotzdem einen wichtigen Punkt zu beachten:
Die empfangen Funksignale erzeugen an der Antenne eine extrem kleine Spannung, die in der Air Base zuerst einmal verstärkt werden muss, damit diese danach verarbeitet werden können. Wenn sich im Umfeld der Air Base Störstrahlungen befinden, dann kann das dazu führen, dass das schwache Signal nicht mehr erkannt wird, da die Störstrahlung deutlich stärker ist. Um das zu vermeiden ist es wichtig mindestens 5cm Abstand von Bauteilen die Störungen verursachen können zu halten. Zu den Störern gehören Bauteile die intern mit getakteten Signalen arbeiten, dazu gehören insbesondere der Miniserver aber auch die Netzteile.

Diese ersten Maßnahmen direkt an der Air Base sind besonders wichtig, denn nur wenn von dort saubere Signale kommen, bzw. auch kleinste Signale empfangen werden können, haben wir eine Basis auf der aufgebaut werden kann.

Bevor es weiter geht, müssen wir nun prüfen, ob der Funkkanal, der auf der Air Base eingestellt ist, ausreichend frei ist. D.h. das dieser Kanal hauptsächlich von Loxone genutzt werden kann. Sollten dort schon andere 868MHz Teilnehmer z.B. ein Babyphone usw. aktiv sein, würde dies die Loxone Air Kommunikation erschweren, verzögern oder gar verhindern. Wenn das der Fall ist, müssten Sie die Einstellung für Loxone Air auf einen freien Kanal ändern. Wie Sie dazu vorgehen, ist in dem Link zu Loxone unter Punkt 2 beschrieben.

Trotz dieser guten Vorbereitung kommt es in der Praxis aber leider oft vor, das trotzdem Teilnehmer nicht erreicht sind.

Nun kommt die Repeaterfunktion von Loxone zum Einsatz (siehe auch Link unter Punkt 2). Loxone hat diese Funktionalität in alle Air Teilnehmer integriert, die eine externe feste Stromversorgung haben (z.B. Smart Socket Air). D.h. wenn nun ein Teilnehmer der zu weit von der Basis entfernt ist und somit nicht mehr kommunizieren kann, würde ein Repeater sein Signal als Zwischenstation verstärken und weitergeben. Somit kann die Reichweite extrem erhöht werden, da auch mehrere Repeater hintereinander möglich sind. Das ist an sich ein sehr gute Sache, dennoch kann es auch da zu Problemen führen.

Wir stellen uns folgende Situation vor: Air Base im Keller, zwei Smart Socket im EG, die sich aufgrund Ihrer Entfernung gegenseitig nicht empfangen können und ein Wassersensor Air im OG, der keine direkte Kommunikation mit der Basis aufbauen kann, jedoch Verbindung zu beiden Smart Sockets hat. Wenn der Wassersensor nun ein Signal sendet, erkennen beide Smart Sockets , das dieses Signal verstärkt werden muss und tun dies dann auch. Die Air Base im Keller empfängt nun die Signale der beiden Smart Sockets, die technisch und physikalisch bedingt, nicht gleichzeitig eintreffen und sich somit gegenseitig zerstören. Da die Smart Sockets auf eine Empfangsbestätigung der Basis warten und diese aber nicht kommt, weil wie beschrieben, die Information unverständlich ankam, werden sie das Signal wiederholt senden. Da dieser Wiederholvorgang aufgrund der implementierten Kollisionsvermeidung per Zufall verzögert stattfindet, hat nun das Signal eine Chance anzukommen. Bei der Rückübermittlung der Antwort kommt es vermutlich auch wieder zu Verzögerungen. Wenn man sich nun vorstellt, es gibt nicht nur zwei sondern einige Repeater die sich gegenseitig nicht empfangen können, dann ist das Funkchaos perfekt. Eine solche Situation entsteht z.B. wenn die Beschattung mit Antrieben von Geiger Antriebstechnik, die mit Loxone Air ausgestattet sind, realisiert ist. Diese befinden sich im metallenen Jalousiekasten und tun sich deshalb sehr schwer eine sichere Funkverbindung aufzubauen, sind aber aufgrund der permanenten Stromversorgung als Repeater im System. Solche Probleme lassen sich gut erkennen, wenn die Befehlsausführung teilweise extrem lange dauert. Loxone bietet bei einigen Air Teilnehmern die Möglichkeit die Repeaterfunktionalität abzuschalten, um genau solche Probleme zu vermeiden.
D.h. auch bei der Repeaterfunktion müssen Sie sich genau überlegen, wo diese platziert, bzw wo welche vorab eingeplant werden sollten und welche Repeater Sie besser deaktivieren.

 

4. Fazit

Damit Loxone Air sicher funktioniert ist eine gute Planung, systematisches vergehen und jede Menge Erfahrung notwendig. Bitte achten Sie darauf, dass Ihr Loxone Partner ausreichend Expertenwissen mitbringt!