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DOMÓTICA Protocolo de comunicação X10.

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1 DOMÓTICA Protocolo de comunicação X10

2 2 Introdução X-10 é um protocolo de comunicação para efectuar o controlo remoto de dispositivos eléctricos. A tecnologia X-10 foi desenvolvida entre 1976 e 1978 pela empresa Pico Electronics Ltd, em Glenrother, Escócia, com o objectivo de transmitir dados através da linha eléctrica. O nome X-10 deve-se ao facto de este ser o décimo projecto da referida empresa.

3 3 Características È um protocolo aberto porque qualquer fabricante pode incluir um módulo de comunicação X-10 nos seus produtos e oferecê-lo ao público. Tem uma arquitectura descentralizada porque não necessita de nenhum elemento central, sendo desta forma muito mais flexível e imune a falhas, já que a falha de um dos elementos apenas compromete o funcionamento desse mesmo elemento.

4 4 Características O protocolo X-10 é de momento a tecnologia mais acessível para a realização de uma instalação domótica não muito complexa pois usa a rede de distribuição de energia eléctrica de 230V existente como o principal meio de comunicação entre os vários dispositivos. Ao usar as linhas eléctricas da habitação, não se torna necessário ter novos cabos para ligar os dispositivos. A grande vantagem desta tecnologia em relação a outros protocolos de domótica é que pode ser aplicada em qualquer momento, tanto na altura da construção como posteriormente.

5 5 Funcionamento Um sistema X-10 pode ser constituído por um conjunto de dispositivos que são comandados directamente pelo utilizador. Por exemplo, através de um telecomando RF (radiofrequência), o utilizador poderá enviar um comando para o receptor X-10/RF, que é transmitido através da rede eléctrica a um actuador X-10 que, por sua vez, liga/desliga o aparelho.

6 6 Funcionamento Dado que cada módulo consegue receber todos os sinais que circulam na rede eléctrica, o sistema tem de ser capaz de endereçar cada mensagem. Para solucionar este problema o protocolo X-10 implementou um sistema simples de endereçamento que usa módulos controladores com 16 códigos de casa (usando as letras de A - P) que são ligados à tomada. Estes enviam sinais codificados, através da rede eléctrica, que são recebidos pelos módulos que se colocam nos aparelhos que se pretendem controlar. Estes módulos são denominados por actuadores que possuem 16 códigos de dispositivo (1-16), permitindo endereçar univocamente 16x16=256 aparelhos.

7 7 Funcionamento A atribuição de endereços aos vários dispositivos X-10 é feita manualmente nos próprios dispositivos actuando sobre dois selectores rotativos. Num deles é escolhido o código da casa e no outro é escolhido o código do dispositivo. Cabe ao utilizador assegurar que não existem dispositivos com endereços repetidos. Caso existam dois ou mais dispositivos com o mesmo endereço ambos responderão aos comandos enviados.

8 8 Lista de comandos X-10 As funções Dim e Bright não se restringem apenas à regulação da intensidade luminosa, podendo vir a ser usados para outras funções, tais como o controlo da subida e descida de estores ou o controlo de aquecimento. As funções Hail Request e Hail Acknowledge são usadas para determinar se é possível comunicar com uma casa vizinha. Caso esta situação se verifique, é necessário usar um código de casa diferente ou um filtro, que impede que os sinais X-10 circulem para outras habitações.

9 9 Funcionamento É possível construir sistemas mais complexos recorrendo a controladores X-10 específicos. Estes controladores permitem, através de uma interface RS232 (porta série), comunicar com um PC de onde recebem, por exemplo, programações horárias para ligar ou desligar dispositivos e conjuntos de acções a desencadear em determinadas circunstâncias, de uma forma totalmente autónoma. Estes controladores permitem controlar sistemas de segurança como vigilância e intrusão que detectam presenças/violações e também sistemas de prevenção de acidentes, tais como, fugas de gás, inundações e incêndios, cortando imediatamente o abastecimento de água ou gás consoante o alerta, enviando em simultâneo uma mensagem telefónica de emergência ao proprietário, indicando o tipo de alarme (intrusão ou emergência) que está a decorrer. Central de alarme compatível com o X-10

10 10 Transmissão de sinais A comunicação do X-10 recorre a um pequeno sinal de potência existente na rede eléctrica da habitação e modula esse sinal numa frequência maior (120KHz) e injecta-o de novo na rede eléctrica de 230V AC, através do módulo emissor, representando sinais binários (cada bit "1" numa transmissão X-10 é um burst de 120KHz na origem do sinal AC, e cada bit "0" é a ausência deste burst). Este sinal é inserido logo a seguir à passagem pela origem da onda sinusoidal de 50Hz.

11 11 Transmissão de sinais O problema de comunicar pela rede eléctrica é ficar-se sujeito aos ruídos que essa rede possa ter. Os ruídos são sinais eléctricos indesejados que podem eventualmente existir na mesma rede eléctrica a par dos sinais desejados. Para reduzir a probabilidade de um sinal ser confundido com ruído, foi adoptada a seguinte política: Por cada bit é enviado o seu valor lógico e o seu complemento. Isto significa na prática que, sempre que se pretende enviar o bit 1, isso corresponde a enviar um 1 (sinal de 120kHz na origem) seguido de um 0 (ausência de sinal). O envio do bit 0 corresponde a enviar um 0 (ausência de sinal) seguido de um 1 (frequência de 120kHz na origem).

12 12 Transmissão de sinais A transmissão completa de uma telegrama X-10 necessita de onze ciclos de corrente. A trama divide-se em três campos de informação: Dois ciclos representam o Código de Início Quatro ciclos representam o Código de Casa (letras de A-P) Cinco ciclos representam o Código Numérico (1-16) ou o Código de Função (acender a luz, apagar a luz, variar a luz, etc...).

13 13 Transmissão de sinais Código de início (Start Code), representado em 2 ciclos: (sem envio do complemento dos bits). O campo seguinte, representado em 4 ciclos, representa o código da casa e seus respectivos complementos. Seguem-se mais 4 bits, que ocupam 4 ciclos, que representa o código do aparelho/dispositivo ou o código da função (por exemplo, liga ou desliga). Para distinguir este último campo é enviado um último bit (e respectivo complemento) que identifica se o campo anterior se refere ao número de um dispositivo (bit = 0) ou ao código de uma função (bit = 1). Cada pacote completo deve ser enviado em dois grupos: - o primeiro a indicar o aparelho - o segundo a função a ser executada Entre cada grupo é necessário uma pausa de 3 ciclos da rede eléctrica.

14 14 Envio de um pacote Exemplo: Ligar o módulo configurado com o módulo de casa A, dispositivo 2. Transmissão de sinais

15 15 Limitações Tem como aspecto negativo reduzir o ritmo de transmissão que fica assim restrito a 50 bps (é enviado um bit por cada ciclo da rede eléctrica). Como consequência das baixas velocidades de transmissão, os transmissores apenas são capazes de realizar operações simples que envolvam poucos dados (ligar ou desligar aparelhos e luzes e regular a intensidade luminosa de lâmpadas). O X-10, como usa a rede eléctrica para comunicar não serve para lidar com sinais digitais de alta resolução como sinais de vídeo, televisão e hi-fi.

16 16 Comparação dos protocolos O X-10 é o protocolo de domótica mais utilizado no mundo, graças ao seu baixo custo, facilidade de uso e grande variedade de equipamentos. O X10 encontra-se mais vocacionado para sistemas do tipo "faça você mesmo". No mercado Norte Americano este tipo de dispositivos está muito divulgado sendo comum encontrá-los até em supermercados. Contudo, o X10 é uma tecnologia que não preenche todas as necessidades e possui algumas limitações funcionais. Lucínio Preza de Araújo


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