Kurzbeschreibung
Der KNX-Sensor zur Füllstands- und Fahrzeugdetektion bietet eine flexible Lösung zur Erfassung von Zuständen und Messwerten im Smart Home oder Zweckbau. Je nach Ausführung misst der Sensor kontinuierlich den Füllstand von Tanks, Zisternen oder Behältern und stellt die Werte direkt über den KNX-Bus zur Verfügung. Zusätzlich erkennt er zuverlässig, ob ein Fahrzeug in der Garage geparkt ist, etwa zur Steuerung von Beleuchtung, Lüftung, Garagentor oder Wallbox. Über parametrierbare Kommunikationsobjekte lassen sich Schwellwerte, Statusmeldungen und Automationen individuell konfigurieren. Die Integration erfolgt nahtlos über die ETS und ermöglicht eine einfache Einbindung in bestehende KNX-Systeme.
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Benötigte Hardware:
1.) Sensormodul Bausatz (Link)
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2.) Sensoren (Je nach Anwendungsfall den passenden Sensor wählen)
Abstand:
VL53L1x: -> WICHTIG mit Linse (die passt später perfekt ins Gehäuse)
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Temperatur + Luftfeuchte:
SHT3x Waterproof Link (Temperatur + Luftfeuchte)
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SHT3x Waterproof (link)
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Dieser Sensor kann direkt in die Kabelverschraubung geklemmt werden.
Temperatur + Luftfeuchte & Luftdruck
BME280 waterproof (Link)
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Dieser Sensor kann direkt in die Kabelverschraubung geklemmt werden.
3.) Gehäuse
Es gibt einen separaten Thread wo es im speziellen nur um diese 3D gedruckten Gehäuse geht -> (Link)
4.) Kabelverschraubungen
Für die 3D gedruckten Gehäuse passen diese Verschraubungen:
PG9 und PG7
Hier passt das KNX-Kabel gerade so noch durch und ist eng genug, auch etwas dünnere Sensorkabel sauber abzuschließen.
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Wenn ihr ein fertiges Gehäuse im Handel kauft, kann man auch andere Verschraubungen nutzen. Sie müssen halt zum Kabel passen, was ihr verwenden wollt.
5.) Druckausgleichsventil
TRU COMPONENTS HX-PF-M8 Druckausgleichselement M8 PA66 Schwarz
TRU COMPONENTS HX-PF-M6 Druckausgleichselement M6 PA66 Schwarz
Zusammenbau
1.) Sensormodul Bausatz zusammenlöten.
Hier gibt es nicht viel zu beachten. Die Stecker und Terminals müssen so eingelötet werden wie auf den Bildern zu sehen.
Die mittlere SMD-Buchsenleiste kann verwendet werden um dort den Abstandssensor anzustecken. Es geht aber auch über das grüne Terminal.
2.) Anschlussbelegung
a.) VL53L1x
Anschluss des Sensors möglich über SMD Buchsenleiste in der Mitte oder dem grünen I2C Terminal. Ein Anschluss entweder oder ist möglich.
b.) SHT3x und BME280 Sensoren (Pinbelegung im Bild unten ist beim SHT und BME identisch)
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Montage Gehäuse:
Hier für könnte man ein eigenes 3D gedrucktes Gehäuse (kein PLA, Empfehlung ASA, oder mindestens PETG).
Die Montage ist abhängig vom jeweilig gewählten Gehäuse du dient nur als Beispiel wie man es umsetzen kann.
Je nach Anzahl der Kabelanschlüsse die Kabelverschraubungen vorbereiten. Ich nutze Verschraubungen ohne Mutter und kürze das Gewinde, so das sie nur minimal ins Gehäuse hineinragen. Anschließend werden die Verschraubungen mit einem 2K Kleber eingeklebt und leicht mit einer Zwinge angedrückt.
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3D gedruckte Gehäuse gibt es auch fertig oder können selber gedruckt werden. Hier müssen die Kabelverschraubungen auch nicht mehr geklebt werden. Hier werden sie nur an das Gehäuse geschraubt.
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Bilder oben sind nur Beispielbilder und können von der eigentlichen Funktion abweichen!
Fertige Hardware:
Die fertig aufgebaute HW sollte jetzt wie unten in den Bildern aussehen. Leider gibt es den Senor VL53L1X nicht schon mit einem festverbauten Kabel (Zumindest nicht zu einem normalen Preis). Daher habe ich hier einfache Fädeldrähte und eine Stiftleist zum Kontaktieren verwendet.
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Die Temperatursensoren kann man wie hier im Bild einfach in die Kabelverschraubung klemmen.
Montage Hinweise:
Aufspielen der Firmware:
Was braucht man dazu:
Toolbox öffnen (Die Toolbox wird sich weiterentwickeln und in Zukunft unter Umständen anders aussehen als in den Bildern hier. Die Funktionen sollte aber so ähnlich bleiben)
WICHITG: beim Anschließen des USB Kabels immer davor das KNX Kabel abstecken. Für das Aufspielen der Firmware wird keine KNX-Zugang benötigt.
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1.) Button Aktualisieren klicken
2.) Bei Projekte „OAM-RaumController“ auswählen
3.) Den aktuellen Release aufnehmen (kann in Zukunft auch >5.1.5 sein)
4.) Den Release herunterladen
5.) Das Dropdown Menü öffnen
6.) Dort die Hardware „RP2040 SmartMF-Sensormodul-RP2040“ auswählen
7.) KNXprod erstellen klicken, Speicherort auswählen und warten.
8.) Sensormodul per USB an den PC anschließen (KNX-Kabel nicht anstecken) und „Liste aktualisieren“ klicken und kurz warten
9.) Im Dropdown Menü das Device auswählen
10.) Firmware auf die HW aufspielen. Dieser Vorgang dauert einen kurzen Moment und wird durch ein Pop-Up Fenster beendet.
Parametrisieren in der ETS:
1.) ETS öffnen und die neu erstelle KNXprod im Katalog importieren
2.) Unter dem Hersteller „KNX-Association“ findet man dann die OpenKNX-Device.
3.) Den Raumcontroller in sein Projekt in die passende Linie importieren.
Beim ersten Öffnen erscheint folgende Übersicht:
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Für den Anfang empfiehlt es sich Module, die nicht benötigt werden, direkt zu deaktivieren. Später können diese jederzeit wieder aktiviert werden.
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Im Kapitel Sensoren wir bestimmt welcher Sensor verwendet wird. Hier den Sensortyp für Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck & Helligkeit auswählen, der an der HW angebunden ist/werden soll.
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Hier ein mögliches Beispiel:
Im Modul Sensoren tauchen jetzt die ausgewählten Typen auf.
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Für jeden Sensortyp kann man jetzt folgende Parameter definieren:
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Die Werte im Bild oben sind nur Beispiele.
Für den Abstandssensor empfiehlt sich den Wert nur sehr selten zyklisch zu senden und dafür einen Wert bei "senden bei absoluter Abweichung" zu setzen.
Für jeden Parameter gibt es eine Hilfetext, wo der Parameter noch einmal in Detail beschrieben wird.
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Darüber hinaus gibt es noch den Punkt „Zusatzfunktionen“. Für einen Außen-Temperatursensor kann die Taupunkt-Funktion interessant sein.
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Die Hauptanwendung ist die Optimierung der Lüftung, um Schimmelbildung zu vermeiden. Die Lüftung wird nur dann aktiviert, wenn der Taupunkt der Außenluft unter dem der Innenluft liegt.
Logik-Parametrisieren
Mit der integrierten Logik ist es sehr einfach zu detektieren, ob ein Fahrzeug detektiert wird, oder ein Füllstand, über/unterschritten wurde.
Beispiel Garage:
Die Garage ist 2,1m hoch. Ist die Garage mit einem Fahrzeug belegt, dann misst der Sensor einen Abstand von der Decke zum Fahrzeugdach. Hier im Beispiel wären es noch 0,5m. Steht kein Fahrzeug in der Garage, dann misst der Sensor bis zum Boden. Hier 2,05 (etwas weniger als die Deckenhöhe, da der Sensor durch das Gehäuse auch nicht direkt an der Decke anliegt)
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Im Logikmodul kann man das ziemlich einfach umsetzen. Dazu öffnen wir einen Logik-Kanal und setzen die Logik-Operation auf ODER.
Der Logik-Kanal hat nur einen Eingang (den Abstand) daher hat das ODER keine wirkliche Aussagekraft. Man könnte hier auch UND nehmen.
Alle anderen Einstellungen bleiben wie sie sind.
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Wir öffnen nun im Logikkanal den Abschnitt „Eingang 1:“
Hier ist es wichtig, dass das Kommunikationsobjekt für Eingang 1 auf das KO gesetzt wird, worüber auch die Entfernung geschickt wird.In dieser Version ist es das KO64. Das könnte sich unter Umständen später auch mal ändern, daher sollte man es immer erst einmal prüfen.
Beim Eingangskonverter stellen wir das DPT7 ein. Das ist das DPT vom KO64 für die Entfernung.
Beim „Wert für Eingang wird ermittelt durch“ benötigen wir eine Hysterese Auswertung.
Für die Werte kann man den Wert eintragen, ab wann ein Fahrzeug als erkannt eingestuft wird.
Der Wert 1000mm = 1m bedeutet, dass wenn der Wert größer 1000mm ist, dass kein Auto in der Garage steht, da Garagenhöhe – 1000mm < Fahrzeug-Höhe.
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Damit der Status „Fahrzeug erkannt“ nicht jedes mal anspringt, wenn man in der Garage andere Tätigkeiten durchführt, ist es sinnvoll eine Ein- und Ausschaltverzögerung einzustellen. D.h. der Status „Fahrzeug erkannt“ wird nur gesendet, wenn wie in diesem Beispiel der gemessene Wert für >2sek richtig anliegt. Dieser Wert (2sek) kann beliebig angepasst werden.
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Am Ende wird noch der „Ausgang“ passend konfiguriert. Hier ist eigentlich nur wichtig, ob man für „Fahrzeug erkannt“ eine 1 oder 0 gesendet bekommen haben will.
Möchte man eine „1“ bekommen, dann muss man den Ausgang noch invertieren, siehe gelbe Kästchen unten.
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Nachdem alle Parameter gesetzt wurden, müssen noch die passenden KOs mit GA versehen werden.
Jetzt kann das Device mit dem KNX-Bus verbunden werden. Nachdem das KNX-Kabel aufgesteckt wurde, sollte die Prog-Led für eine kurze Zeit aufleuchten. Das ist richtig und auch erwünscht.
Anschließend kann die Prog-Taste gedrückt werden und der Parametriervorgang in der ETS gestartet werden.
Viel Spaß damit :-)
Der KNX-Sensor zur Füllstands- und Fahrzeugdetektion bietet eine flexible Lösung zur Erfassung von Zuständen und Messwerten im Smart Home oder Zweckbau. Je nach Ausführung misst der Sensor kontinuierlich den Füllstand von Tanks, Zisternen oder Behältern und stellt die Werte direkt über den KNX-Bus zur Verfügung. Zusätzlich erkennt er zuverlässig, ob ein Fahrzeug in der Garage geparkt ist, etwa zur Steuerung von Beleuchtung, Lüftung, Garagentor oder Wallbox. Über parametrierbare Kommunikationsobjekte lassen sich Schwellwerte, Statusmeldungen und Automationen individuell konfigurieren. Die Integration erfolgt nahtlos über die ETS und ermöglicht eine einfache Einbindung in bestehende KNX-Systeme.
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Benötigte Hardware:
1.) Sensormodul Bausatz (Link)
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2.) Sensoren (Je nach Anwendungsfall den passenden Sensor wählen)
Abstand:
VL53L1x: -> WICHTIG mit Linse (die passt später perfekt ins Gehäuse)
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Temperatur + Luftfeuchte:
SHT3x Waterproof Link (Temperatur + Luftfeuchte)
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SHT3x Waterproof (link)
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Dieser Sensor kann direkt in die Kabelverschraubung geklemmt werden.
Temperatur + Luftfeuchte & Luftdruck
BME280 waterproof (Link)
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Dieser Sensor kann direkt in die Kabelverschraubung geklemmt werden.
3.) Gehäuse
- Bopla Euromas M206G (Transparenter Deckel) (Link)
- Hammond RP1025C (Transparenter Deckel) (Link)
- Eigenes 3D gedrucktes Gehäuse
Es gibt einen separaten Thread wo es im speziellen nur um diese 3D gedruckten Gehäuse geht -> (Link)
4.) Kabelverschraubungen
Für die 3D gedruckten Gehäuse passen diese Verschraubungen:
PG9 und PG7
Hier passt das KNX-Kabel gerade so noch durch und ist eng genug, auch etwas dünnere Sensorkabel sauber abzuschließen.
image.png
Wenn ihr ein fertiges Gehäuse im Handel kauft, kann man auch andere Verschraubungen nutzen. Sie müssen halt zum Kabel passen, was ihr verwenden wollt.
5.) Druckausgleichsventil
TRU COMPONENTS HX-PF-M8 Druckausgleichselement M8 PA66 Schwarz
TRU COMPONENTS HX-PF-M6 Druckausgleichselement M6 PA66 Schwarz
Zusammenbau
1.) Sensormodul Bausatz zusammenlöten.
Hier gibt es nicht viel zu beachten. Die Stecker und Terminals müssen so eingelötet werden wie auf den Bildern zu sehen.
Die mittlere SMD-Buchsenleiste kann verwendet werden um dort den Abstandssensor anzustecken. Es geht aber auch über das grüne Terminal.
2.) Anschlussbelegung
a.) VL53L1x
Anschluss des Sensors möglich über SMD Buchsenleiste in der Mitte oder dem grünen I2C Terminal. Ein Anschluss entweder oder ist möglich.
| VL53L1X | Sensormodul |
| VIN | 3,3V |
| GND | GND |
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| GPIO1 | N.C. |
| XSHUT | N.C |
b.) SHT3x und BME280 Sensoren (Pinbelegung im Bild unten ist beim SHT und BME identisch)
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Montage Gehäuse:
Hier für könnte man ein eigenes 3D gedrucktes Gehäuse (kein PLA, Empfehlung ASA, oder mindestens PETG).
Die Montage ist abhängig vom jeweilig gewählten Gehäuse du dient nur als Beispiel wie man es umsetzen kann.
Je nach Anzahl der Kabelanschlüsse die Kabelverschraubungen vorbereiten. Ich nutze Verschraubungen ohne Mutter und kürze das Gewinde, so das sie nur minimal ins Gehäuse hineinragen. Anschließend werden die Verschraubungen mit einem 2K Kleber eingeklebt und leicht mit einer Zwinge angedrückt.
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3D gedruckte Gehäuse gibt es auch fertig oder können selber gedruckt werden. Hier müssen die Kabelverschraubungen auch nicht mehr geklebt werden. Hier werden sie nur an das Gehäuse geschraubt.
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Bilder oben sind nur Beispielbilder und können von der eigentlichen Funktion abweichen!
Fertige Hardware:
Die fertig aufgebaute HW sollte jetzt wie unten in den Bildern aussehen. Leider gibt es den Senor VL53L1X nicht schon mit einem festverbauten Kabel (Zumindest nicht zu einem normalen Preis). Daher habe ich hier einfache Fädeldrähte und eine Stiftleist zum Kontaktieren verwendet.
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Die Temperatursensoren kann man wie hier im Bild einfach in die Kabelverschraubung klemmen.
Montage Hinweise:
- Die Gehäuse sollten nicht direktem Regen und Sonnenstrahlung ausgesetzt werden
Aufspielen der Firmware:
Was braucht man dazu:
- USB-C Kabel
- OpenKNX-Toolbox: (Installation: Link)
Toolbox öffnen (Die Toolbox wird sich weiterentwickeln und in Zukunft unter Umständen anders aussehen als in den Bildern hier. Die Funktionen sollte aber so ähnlich bleiben)
WICHITG: beim Anschließen des USB Kabels immer davor das KNX Kabel abstecken. Für das Aufspielen der Firmware wird keine KNX-Zugang benötigt.
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1.) Button Aktualisieren klicken
2.) Bei Projekte „OAM-RaumController“ auswählen
3.) Den aktuellen Release aufnehmen (kann in Zukunft auch >5.1.5 sein)
4.) Den Release herunterladen
5.) Das Dropdown Menü öffnen
6.) Dort die Hardware „RP2040 SmartMF-Sensormodul-RP2040“ auswählen
7.) KNXprod erstellen klicken, Speicherort auswählen und warten.
8.) Sensormodul per USB an den PC anschließen (KNX-Kabel nicht anstecken) und „Liste aktualisieren“ klicken und kurz warten
9.) Im Dropdown Menü das Device auswählen
10.) Firmware auf die HW aufspielen. Dieser Vorgang dauert einen kurzen Moment und wird durch ein Pop-Up Fenster beendet.
Parametrisieren in der ETS:
1.) ETS öffnen und die neu erstelle KNXprod im Katalog importieren
2.) Unter dem Hersteller „KNX-Association“ findet man dann die OpenKNX-Device.
3.) Den Raumcontroller in sein Projekt in die passende Linie importieren.
Beim ersten Öffnen erscheint folgende Übersicht:
image.png
Für den Anfang empfiehlt es sich Module, die nicht benötigt werden, direkt zu deaktivieren. Später können diese jederzeit wieder aktiviert werden.
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Im Kapitel Sensoren wir bestimmt welcher Sensor verwendet wird. Hier den Sensortyp für Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck & Helligkeit auswählen, der an der HW angebunden ist/werden soll.
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Hier ein mögliches Beispiel:
- Temperatur & Luftfeuchte = SHT31
- Abstand = VL53L1x
Im Modul Sensoren tauchen jetzt die ausgewählten Typen auf.
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Für jeden Sensortyp kann man jetzt folgende Parameter definieren:
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Die Werte im Bild oben sind nur Beispiele.
Für den Abstandssensor empfiehlt sich den Wert nur sehr selten zyklisch zu senden und dafür einen Wert bei "senden bei absoluter Abweichung" zu setzen.
Für jeden Parameter gibt es eine Hilfetext, wo der Parameter noch einmal in Detail beschrieben wird.
image.png
Darüber hinaus gibt es noch den Punkt „Zusatzfunktionen“. Für einen Außen-Temperatursensor kann die Taupunkt-Funktion interessant sein.
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Die Hauptanwendung ist die Optimierung der Lüftung, um Schimmelbildung zu vermeiden. Die Lüftung wird nur dann aktiviert, wenn der Taupunkt der Außenluft unter dem der Innenluft liegt.
Logik-Parametrisieren
Mit der integrierten Logik ist es sehr einfach zu detektieren, ob ein Fahrzeug detektiert wird, oder ein Füllstand, über/unterschritten wurde.
Beispiel Garage:
Die Garage ist 2,1m hoch. Ist die Garage mit einem Fahrzeug belegt, dann misst der Sensor einen Abstand von der Decke zum Fahrzeugdach. Hier im Beispiel wären es noch 0,5m. Steht kein Fahrzeug in der Garage, dann misst der Sensor bis zum Boden. Hier 2,05 (etwas weniger als die Deckenhöhe, da der Sensor durch das Gehäuse auch nicht direkt an der Decke anliegt)
image.png
Im Logikmodul kann man das ziemlich einfach umsetzen. Dazu öffnen wir einen Logik-Kanal und setzen die Logik-Operation auf ODER.
Der Logik-Kanal hat nur einen Eingang (den Abstand) daher hat das ODER keine wirkliche Aussagekraft. Man könnte hier auch UND nehmen.
Alle anderen Einstellungen bleiben wie sie sind.
image.png
Wir öffnen nun im Logikkanal den Abschnitt „Eingang 1:“
Hier ist es wichtig, dass das Kommunikationsobjekt für Eingang 1 auf das KO gesetzt wird, worüber auch die Entfernung geschickt wird.In dieser Version ist es das KO64. Das könnte sich unter Umständen später auch mal ändern, daher sollte man es immer erst einmal prüfen.
Beim Eingangskonverter stellen wir das DPT7 ein. Das ist das DPT vom KO64 für die Entfernung.
Beim „Wert für Eingang wird ermittelt durch“ benötigen wir eine Hysterese Auswertung.
Für die Werte kann man den Wert eintragen, ab wann ein Fahrzeug als erkannt eingestuft wird.
Der Wert 1000mm = 1m bedeutet, dass wenn der Wert größer 1000mm ist, dass kein Auto in der Garage steht, da Garagenhöhe – 1000mm < Fahrzeug-Höhe.
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Damit der Status „Fahrzeug erkannt“ nicht jedes mal anspringt, wenn man in der Garage andere Tätigkeiten durchführt, ist es sinnvoll eine Ein- und Ausschaltverzögerung einzustellen. D.h. der Status „Fahrzeug erkannt“ wird nur gesendet, wenn wie in diesem Beispiel der gemessene Wert für >2sek richtig anliegt. Dieser Wert (2sek) kann beliebig angepasst werden.
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Am Ende wird noch der „Ausgang“ passend konfiguriert. Hier ist eigentlich nur wichtig, ob man für „Fahrzeug erkannt“ eine 1 oder 0 gesendet bekommen haben will.
Möchte man eine „1“ bekommen, dann muss man den Ausgang noch invertieren, siehe gelbe Kästchen unten.
image.png
Nachdem alle Parameter gesetzt wurden, müssen noch die passenden KOs mit GA versehen werden.
Jetzt kann das Device mit dem KNX-Bus verbunden werden. Nachdem das KNX-Kabel aufgesteckt wurde, sollte die Prog-Led für eine kurze Zeit aufleuchten. Das ist richtig und auch erwünscht.
Anschließend kann die Prog-Taste gedrückt werden und der Parametriervorgang in der ETS gestartet werden.
Viel Spaß damit :-)
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