تبلیغات
دنیای اخبار- الکترونیک-روبوتیک-کامپیوتر-موبایل ...
دنیای اخبار- الکترونیک-روبوتیک-کامپیوتر-موبایل ...
اولین نیستیم ...!! اما بهترینیم 
قالب وبلاگ
نظر سنجی
به نظر شما کیفیت و محتوای مطالب سایت چگونه است؟





X-10 / KNX/EIB / فیلد باس / استانداردهای متداول فیلدباس / EIB / Z-Wave / BACnet / C-BUS
X10 به‌عنوان اولین تکنولوژی domotic در سال 1975 توسط شرکت Pico Electronics اختراع شد که هنوز هم به‌عنوان پرکاربردترین این تکنولوژی‌ها مطرح می‌باشد. امروزه از این تکنولوژی در سرتاسر دنیا به خصوص در مواقعی که امکان استفاده از شبکه های باسیم و یا کابل کشی در سطح فیلد (Field) وجود ندارد استفاده می گردد.

X-10

 X10 به‌عنوان اولین تكنولوژی domotic در سال 1975 توسط شركت Pico Electronics اختراع شد كه هنوز هم به‌عنوان پركاربردترین این تكنولوژی‌ها مطرح می‌باشد. امروزه از این تكنولوژی در سرتاسر دنیا به خصوص در مواقعی كه امكان استفاده از شبكه های باسیم و یا كابل كشی در سطح فیلد (Field) وجود ندارد استفاده می گردد.

X10 یك زبان ارتباطی ست كه امكان میدهد ادوات اتوماسیون خانگی سازگار با این زبان از طریق سیم كشی موجود در منزل با یكدیگر ارتباط بر قرار كنند. با این امكان دیگر نیازی به هزینه كرد و كابل كشی مجدد در منزل برای اتوماسیون نخواهد بود.فن آوری X10 سالهاست كه در اتوماسیون خانگی امریكای شمالی مورد استفاده قرارمی گیرد. سهولت استفاده و كاربری قابل اعتماد این فن آوری باعث شده كه سری 230V/50Hz این ادوات نیز جهت استفاده در اروپا تولید بسرعت همه گیر شود. این فناوری در حال حاضر در حال گسترش در آسیا نیز میباشد.

چرا X10 محبوب تر از سایر روشهای اتوماسیون خانگیست؟ چون:
- از نظر اقتصادی بدلیل صرفه جوئی در انرژی بصرفه است.
- بصورت ماژولهای مستقل بوده و به آسانی قابل افزایش میباشد.
- كاربری فوق العاده راحتی دارد.
- نصب آن بسیار آسان است.
- احتیاجی با سیم كشی مجدد در ساختمان نداشته و بهمین دلیل هزینه و زمان نصب اندكی دارد.
- تولید كنندگان مختلفی در دنیا محصولات متنوعی در این زمینه تولید میكنند.
- باعث افزایش راندمان ، سهولت كاربری و ایجاد امنیت در خانه میگردد.

آدرس دهی در پروتكل X10:
آدرس دهی در X10 بر اساس house code و unit code انجام میشود كه house code ها ازA تا P برای تفكیك نواحی وunit code ها از1 تا 16 برای تفكیك ماژولهای هر ناحیه است. بعنوان مثال اگر كلیدی روی ریموت كنترل شما برای آدرس D8‌ تنظیم شده باشد، كلیه ماژولهائی كه با این آدرس تعریف شده باشد توسط این كلید روشن و خاموش میشوند. تلفیق house code و unit code امكان استفاده از 256 آدرس و بالطبع 256 ماژول كنترلی را در یك منزل فراهم مینماید.

ماژولهای X10 چگونه كار میكنند؟
بزبان ساده فن آوری X10 بر مبنای ارسال و دریافت سیگنال با ولتاژپایین روی خط انتقال نیروی الكتریكی 230V AC/50Hz میباشد. تمامی ماژولهای X10 نصب شده در منزل كه به خطوط برق خانه شما متصل میباشند این سیگنال را میبینند ولی فقط ماژولی به این سیگنال پاسخ میدهد كه آدرس خود را روی این سیگنال ببیند. بعنوان مثال اگر یك فرستنده X10 فرمان "A3 ON" را ارسال نماید، ماژولی كه با آدرس A3 تعریف شده است روشن میشود. اگر در منزل بیش از یك ماژول با این آدرس كد شده باشند، تمامی آنها پس از وصول این سیگنال روشن میشوند.

اساسا X10 نام یك پروتكل ارتباطی و نیز محصولاتیست كه ما روی سیم كشی موجود ساختمان خود نصب میكنیم تا از طریق عبور سیگنالهای با ولتاژ پایین از سیمكشی با یكدیگر ارتباط برقرار كنند. این سیگنالها روی دیگر وسایل برقی منزل هیچ تاثیری نمیگذارند.

سیگنالها وقتی ارسال میشند كه ولتاژالكتریكی 0V است. این كار بدلیل متناوب بودن جریان الكتریكی با تناوب 50 سیكل در ثانیه صورت میپذیرد. بیشتر فرستنده های X10 ولتاژی كمتر از1V را روی خط ارسال مینمایند. اغلب گیرنده های X10 ولتاژی در حدود 100mV را جهت فعال شدن نیاز دارند. در این حالت اگر روی خط، نویز حاصل از كاركرد دیگر وسایل برقی مانند جارو برقی، هواكش، تهویه مطبوع، سشوار، رایانه و تلویزیون وجود داشته باشد، ممكن است باعث عدم دقت كاركردی ماژولها شود. در این حالت استفاده از فیلتر ها و میكروفیلتر های X10 باعث كاهش نویز های ناخواسته در حد استاندارد كاركرد ماژولهای X10 میشود.

Device Module ها :

بسته به باری كه بایستی كنترل شود ماژول‌های مختلفی بایستی بكارگیری شود. برای لامپهای معمولی یك ماژول لامپ و یا ماژول رادیویی می‌تواند استفاده گردد. این ماژول‌های با كمك ترایاك لامپ را روشن و خاموش و یا پرنور وكم‌نور می‌نمایند. این ماژولها هیچ صدایی را ندارند و باری بین 40 تا 500 وات را كنترل می‌نمایند. برای بارهایی غیر از لامپ‌های معمولی مثل فلورسنت و یا لامپ های متال (دشارژ بسیار سریع) و یا وسایل الكترونیكی ماژول‌های لامپ مناسب نیستند و یك ماژول وسایل برقی بایستی به‌كارگرفته شود. این ماژول‌ها جهت روشن و خاموش كردن وسایل از یك رله Impulse استفاده می‌نمایند. این ماژولها غالباً برای كنترل وسایلی كه از آمپر‌های خیلی كم تا حدود 15A را استفاده می‌نمایند استفاده می‌شوند.

بسیاری از ماژول‌ها قابلیت دیگری را بنام كنترل منطقه‌ای ارائه می‌دهند. یعنی اگر ماژول خاموش باشد روشن كردن كلید اصلی دستگاه یا لامپ باعث روشن شدن آن می‌شود بدون اینكه نیاز باشد شما به سراغ دستگاه كنترل كننده X10 بروید. لازم به ذكر است ماژول‌های كلید دیواری این قابلیت را ندارند.

برخی ماژول‌های كلید دیواری قابلیتی را به‌نام كم كردن نور محلی دارند. معمولاً یك كلید لامپ معمولی فقط قابلیت روشن و خاموش كردن می‌دهند تا قابلیت كم نور و پر نور كردن ولی در این كلیدها فشاز دادن و نگه‌داشتن كلید زنگی باعث می‌شود كه لامپ كم‌نور و پرنور شود.

بسته به باری كه بایستی كنترل شود ماژول‌های مختلفی بایستی بكارگیری شود. برای لامپهای معمولی یك ماژول لامپ و یا ماژول رادیویی می‌تواند استفاده گردد. این ماژول‌های با كمك ترایاك لامپ را روشن و خاموش و یا پرنور وكم‌نور می‌نمایند. این ماژولها هیچ صدایی را ندارند و باری بین 40 تا 500 وات را كنترل می‌نمایند. برای بارهایی غیر از لامپ‌های معمولی مثل فلورسنت و یا لامپ های متال (دشارژ بسیار سریع) و یا وسایل الكترونیكی ماژول‌های لامپ مناسب نیستند و یك ماژول وسایل برقی بایستی به‌كارگرفته شود. این ماژول‌ها جهت روشن و خاموش كردن وسایل از یك رله Impulse استفاده می‌نمایند. این ماژولها غالباً برای كنترل وسایلی كه از آمپر‌های خیلی كم تا حدود 15A را استفاده می‌نمایند استفاده می‌شوند.

بسیاری از ماژول‌ها قابلیت دیگری را بنام كنترل منطقه‌ای ارائه می‌دهند. یعنی اگر ماژول خاموش باشد روشن كردن كلید اصلی دستگاه یا لامپ باعث روشن شدن آن می‌شود بدون اینكه نیاز باشد شما به سراغ دستگاه كنترل كننده X10 بروید. لازم به ذكر است ماژول‌های كلید دیواری این قابلیت را ندارند.

برخی ماژول‌های كلید دیواری قابلیتی را به‌نام كم كردن نور محلی دارند. معمولاً یك كلید لامپ معمولی فقط قابلیت روشن و خاموش كردن می‌دهند تا قابلیت كم نور و پر نور كردن ولی در این كلیدها فشاز دادن و نگه‌داشتن كلید زنگی باعث می‌شود كه لامپ كم‌نور و پرنور شود.

كنترل كننده ها :

بازه بسیار گسترده‌ای را از كنترل كننده‌های بسیار ساده تا كنترل كننده‌های بسیار پیشرفته را شامل می‌شوند. ساده‌ترین كنترلها برای كنترل 4 وسیله X10 طراحی شده‌اند كه می‌تواند:

1) چهار وسیله را كنترل كند
2) آخرین وسیله انتخابی را كم‌نور یا پرنور نماید
3) همه را روشن و یا همه را خاموش نماید.

كنترل‌های پیشرفته‌تر می‌توانند وسایل بیشتری را كنترل كرده و یا می‌توانند نقش یك تایمر را ایفا نماید كه درزمانهای معینی كارهای از پیش تعیین شده‌ای را انجام می‌دهند. همچنین برخی از این كنترلها می‌توانند به كمك Motion-detector ها یا Photo cell‌ ها چراغ‌ها را روشن یا خاموش نمایند.

نهایتاً كنترل‌های بسایر پیشرفته‌ای نیز موجود هستند كه می‌توانند كاملاً برنامه‌ریزی شده و یا برنامه‌هایی كه در یك كامپیوتر خارجی نوشته‌شده‌اند را اجرا نمایند. این وسائل می‌توانند بسیاری از فعالیت‌های زمان‌بندی شده را انجام دهند. به سنسورهای خارجی پاسخگو باشند و كاری را به‌صورت یكپارچه و با فشار یك دكمه انجام دهند، مثلاً چراغ‌ها را روشن كنند، سطح روشنایی را تنظیم نمایند و ... . برنامه‌های كنترلی برای كامپیوتر‌هایی كه تحت ویندوز هستند ، Apple Macintosh‌ ها و یا Linux‌ ها در دسترس هستند.

در این تكنولوژی سیستم‌های هشدار‌دهنده سرقت نیز وجود دارند . در این سیستم‌ها كنترل‌كننده ها از پروتكل‌های X10 استفاده نموده و یا بطور‌عادی سیم‌كشی می‌شوند تا به یك سری از سنسور‌های خارجی كه ممكن‌است درها، پنجره‌ها یا سایر نقاط دسترسی را مراقبت می نماید مرتبط شوند. ممكن است كنترل كننده بعد از تشخیص سرقت از پروتكل X10 جهت روشن كردن چراغ‌ها، به صدا درآوردن آژیر و ... استفاده نماید.

نقاط ضعف و محدودیت ها :

یك مشكل با X10 فراوانی تضعیف سیگنالها بین دو هادی در سیستم‌های سه سیمه است كه در بسیاری از نقاط آمریكای شمالی استفاده می‌گردد. سیگنالها از یك فرستنده بر روی یك هادی فعال امكان انتشار به یك‌هادی دیگر از طریق سیم‌پیچ‌های یك ترانسفورماتور با امپدانس بالا را ندارند. معمولاً هیچ راه‌حل قابل اطمینانی برای ارسال سیگنالها از روی یك فاز بر روی فاز دیگر وجود ندارد. این مشكل ممكن است برای وسایلی كه با ولتاژ 240 ولت كار می كنند مثل بخاری‌ها و خشك‌كن‌ها پدید آید و باعث خاموش و روشن شدن آنها شود (در این قسمت از مقاله به كشورهایی كه ولتاژ برق شهر در آنها 120 ولت است و برخی وسایل به‌صورت 2 فاز با 240 ولت كارمی‌نمایند اشاره شده است ). وقتی این دستگاه‌ها روشن می‌شوند یك پل با امپدانس پایین را برای سیگنالهای X10 ، بین 2 فاز ایجاد می‌نمایند. این مشكل را می‌توان با نصب یك خازن بین فازها برای عبور سیگنالهای X10 مرتفع نمود. بیشتر حرفه‌ای های این محصولات ، یك تقویت‌كننده فعال را بین فازها نصب می‌نمایند. این تقویت‌كننده‌ها در خانه‌هایی كه به‌صورت 3 فاز از برق شهر استفاده می‌نمایند نیز ، جهت انتقال سیگنالهای X10 بین فازها مورد نیاز است. در ایران غالب منازل از یك سیستم 240 ولت تك فاز استفاده می‌نماند بنابراین این مشكل احتمال وقوع ندارد.

مشكلات دیگر : تلویزیون‌ها یا وسایل بی‌سیم ممكن است سیگنالهای On یا Off مجازی تولید نمایند. Noise Filtering (كه روی بسیاری از كامپیوتر‌ها یا مودم‌ها نصب می‌شود) می‌تواند به دور نگه‌داشتن این نویز‌ها از سیگنالهای X10 كمك نماید، ولی Noise Filter‌هایی كه برای X10 طراحی نشده‌اند ممكن است خود باعث فیلتر شدن سیگنالهای X10 گردند.

ضمناً برخی منابع تغذیه بكاررفته در وسائل الكترونیكی پیشرفته مثل كامپیوتر‌ها، تلویزیون‌ها و رسیور‌های ماهواره سیگنالهای X10 را دراصطلاح می‌بلعند. به‌طور نمونه،‌خازن‌های بكاررفته در ورودی‌های منابع تغذیه این سیستمها سبب ایجاد اتصال كوتاه بین فاز و نول برای سیگنالهای X10 شده و بنابراین باعث توقف سیگنالهای تولید شده توسط آن سیستم و حتی حذف سیگنالهای تولیدشده توسط لوازم نزدیك به آن خواهند شد. فیلتر‌هایی دردسترس هستند كه می‌توانند حتی مانع از رسیدن سیگنالهای X10 به چنین دستگاه‌هایی گردند و باعث شوند چنین ایرادات مبهمی در X10 از بین برود.

برخی كنترل‌كننده‌های X10 نمی‌توانند در توان‌های پایین (زیر 50 وات) عملكرد مناسبی داشته‌باشند. یا حتی اصلاً كار نخواهند كرد و یا حتی با وسایلی مثل فلورسنت ها كه بار مقاومتی زیادی ندارند مشكل ساز خواهند شد. بكارگیری یك Appliance Module بجای یك Lamp Module این دست مشكلات را مرتفع خواهد نمود.

سیگنالهای X10 فقط می‌توانند یك دستور را در یك زمان ارسال نمایند. اگر در یك لحظه دو سیگنال X10 ارسال شود تداخل بوجود آمده و گیرنده‌ها پاسخ مناسب را نشان نخواهند داد.

How X-10 Works

The method used by X-10 is based on a simple data frame with eight data bits (one byte) preceded by a predetermined start code.

hti-2-01.gif (12580 bytes)

The complicated part of this technology was not the system of binary data, but the method in which it was transmitted from one device (the transmitter) to another device (the receiver). The key was for every device to have an integral "zero crossing" detector so that all of them were synchronized together (figure 1). A receiver opens its receive "window" twice each sine wave (figure 2), that is 120 times each second or 7,200 times each minute. (ThatÂ’s 432,000 an hour, or 10,368,000 a day! That means itÂ’s looking for little pulses of data 3,784,320,000 times a year !!....at 60Hz, anyway.)

 

 

hti-2-02.gif (12500 bytes)

Since these devices would not have any direct wiring between them, it was necessary to devise a way of sending the data over the existing electrical wiring. The actual binary data is transmitted by sending 1ms bursts of 120kHz just past the zero crossing of the 60Hz power. (While North America remains the primary market for X-10 based devices, products are also available which are designed for use on 50Hz electrical distribution systems.) It was also obvious that complementary bit pairs were necessary. Therefore, a binary "1" was defined as the presence of a pulse, immediately followed by the absence of a pulse. A binary "0" was defined as the absence of a pulse, immediately followed by the presence of a pulse (figure 3).

 

hti-2-03.gif (23622 bytes)

While the transmitted pulses were to be a full 1ms in duration, the receivers were designed to open a receive window of only .6ms. That allowed for the loose tolerances of the 1978-era components to "slop" plus/minus 200m sec.

In order to provide a predictable start point (figure 4), every data frame would always begin with at least 6 leading clear zero crossings, then a start code of "pulse", "pulse", "pulse", "absence of a pulse" (or 1110).

 

hti-2-04.gif (16616 bytes)

hti-2-05.gif (16874 bytes)

Once the Start Code has been transmitted, the first nibble is sent. (If you are not familiar with the term "nibble", that means 4 bits or half a byte.) In order to make it easier for the consumers to operate the devices, this first 4-bits were given "letter" code designations (figure 5). It was also decided to randomly rearrange the patterns so that the "A", "B", "C" codes, etc., did not fall in the predicable binary pattern. It is easy to see that in reality, the "M" code is first in the binary progression.

hti-2-06.gif (21026 bytes)

In one contiguous bit stream, the second nibble provides the second half of the address (figure 6). The last bit appears to be a part of the "number" code but in reality it is a function bit. Whenever this function bit is a "0", it designates the preceding nibble as a number code and therefore a part of the address.

For purposes of redundancy, reliability and to accommodate line repeaters, the X-10 protocol calls for every frame of data to be transmitted twice (figure 7).

hti-2-07.gif (22038 bytes)

Whenever the data changes from one address to another address, from an address to a command, from one command to another command or from one command to another command (figure 8), the data frames must be separated by at least 6 clear zero crossings (or "000000"). When teaching classes in this stuff, I often say that this gap "gives the receivers a chance to catch their breath". In reality, of course, the sequence of six "zeroÂ’s" resets the shift registers.

hti-2-08.gif (19819 bytes)

Once a receiver has processed its address data, it is ready to receive a command. As before, all data frames must begin with a start code. Then the following nibble gives the letter code (figure 9). The next nibble is the command. Since the last bit is the function bit (bf = 0 = address number, bf = 1 = command) all the commands end in a binary 1.

hti-2-09.gif (20733 bytes)

This diagram (figure 10) only shows the six most often used commands. A later graphic will illustrate all the available commands. As before, all X-10 protocol transmitters send their data frames twice (figure 11).

hti-2-11.gif (22216 bytes)

hti-2-10.gif (17792 bytes)

 

Figure 12 shows that an example transmission of two data frames (A1 A1 A-On A-On, for instance) would take 47 cycles of the 60Hz sine wave. That would equate to 0.7833 seconds, or in practical terms, just under 1 second. Of course, some commands take less time. When sending an "All-Lights-On" command, for example, no address needs to be sent. Therefore the entire two frame sequence takes only one third of a second (actually, 0.3666 seconds, but whoÂ’s quibbling). If your receivers react on the first frame, it could take a mere two tenths of a second (0.1833 seconds).

hti-2-12.gif (24333 bytes)

Up to this time, all the diagrams have shown only one pulse but that is not entirely correct. I did that just to make it easier to explain. In reality, it is not a "single phase" world. On this planet, we generate our electrical power in 3 phases (figure 13) and so all X-10 compatible transmitters "should" send out 3 pulses (as in figure 14).

hti-2-13.gif (22065 bytes)

hti-2-14.gif (16179 bytes)

Finally, I promised to give you an "introduction" into X-10Â’s Extended Code Protocol. IÂ’m going to take the easy way out and just give you first a graphic showing all of the available bit sequences in the X-10 standard code. Instead of making this just part of the text of this article, I have made it a graphic so the word-wrap feature of your browser wonÂ’t screw up the alignment.

hti-2-15.gif (13673 bytes)

Almost everything I have said since the beginning of this explanation can be summed up in this one graphic, but arenÂ’t you glad I took the time to explain it?

You will notice that there are some changes in four of the command codes.

  • Ext Code0111- Now designated as "Ext Code 1", for data and control
  • Preset Dim (1)1010- Now designated as "Ext Code 3", for security messages
  • Preset Dim (2)1011- Now designated as "Unused"
  • Ext Data1100- Now designated as "Ext Code 2", for meter read and DSM

 

As far as we know (at the time of this writing) only "Extended Code 1" has a defined frame length which is 31 cycles (62 bits) and is described as:

  • Start Code = 4 bits,
  • Housecode = 4 bits,
  • Extended code 1 = 5 bits (01111),
  • Unit code (device code) = 4 bits,
  • Data = 8 bits,
  • Command = 8 bits..

The explanation for not having a defined frame length for the other two is:

"Extended code 2 is variable in length, depending on the type of message. It has its own separate "attention" marker to separate it from all other formats.

Extended code 3 has been "assigned" for security but doesn't actually exist yet so its format has not yet been defined."




طبقه بندی: اتوماسیون، ابزار دقیق،
[ یکشنبه 25 فروردین 1392 ] [ 09:13 ب.ظ ] [ !doob! (مدیر وبلاگ) ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ


آخرین مطالب
لیست آخرین مطالب
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب

3 سوت دانلود


تماس با ما