El protocolo X-10

Introducción:

El sistema X-10 se caracteriza principalmente por:

• Ser un sistema descentralizado; configurable, no programable.

• De instalación sencilla (conectar y funcionar).

• De fácil manejo por el usuario.

• Compatibilidad casi absoluta con los productos de la misma gama, obviando fabricante y antigüedad.

• Flexible y ampliable.

Su considerable gama de productos permite aplicaciones diversas en los campos de :

• Seguridad : intrusión, fugas de gas, inundaciones, incendio, alarma médica, simulación de presencia.

• Confort: control centralizado / descentralizado de iluminación y aparatos así como persianas. Manejo con mando a distancia. Facilidades para audio y video. Posibilidad de gestión a través de ordenador personal.

• Ahorro energético : programación nocturna y optimización de recursos.

• Comunicación : control telefónico remoto. Aviso de la vivienda ante incidentes (control telefónico bidireccional).

El formato de codificación X-10 es un estándar usando transmisión de corrientes portadoras (Power Line Carrier = P.L.C). Se introdujo en 1978 para el Sistema de Control del Hogar de Sears y para los sistemas Plug´n Power de Radio Shack.

Desde entonces, X-10 ha desarrollado y manufacturado versiones O.E.M (Original Equipment Manufacturer) de su Sistema de Control del Hogar para muchas compañías incluyendo Leviton Manufacturing Co., Stanley Healtth / Zenith Co., Honeywell, Norweb y Busch Jaeger.

Todos estos sistemas utilizan el formato de codificación X-10. Todos son compatibles y virtualmente cualquier sistema para el hogar sin cableados utiliza X-10 con módulos PLC.

La red de la instalación es la base de todo el sistema de corrientes portadoras (X-10). El elemento básico y fundamental de la técnica de corrientes portadoras es el aprovechamiento doble de la instalación eléctrica ya existente, como conductor de energía y de información. Con los componentes X-10 la red, además de suministro de corriente, se encarga también de la transmisión de señales de mando para los diversos aparatos eléctricos. Con ello se puede enviar señales de corrientes portadoras a cualquier punto de la instalación que se desee, y a su vez pueden solicitarse de dicho punto las informaciones pertinentes.

El sistema permite el accionamiento a distancia y control remoto de diversos receptores eléctricos, desde uno o desde varios puntos.

El sistema de corrientes portadoras trabaja tanto en redes de corriente alterna monofásica como trifásica

Detalles

Un “1” binario del mensaje se representa por un pulso de 120 Khz durante 1 ms, en el paso por cero de la señal de red, y el “0” binario del mensaje se representa por la ausencia de ese pulso de 120 Khz.Un mensaje completo en X-10 está compuesto por el código de comienzo (1110), seguido por la letra de la casa y por un código de control.

El código de control puede ser o una dirección de unidad o un código de comandos, dependiendo de si el mensaje es una dirección o un comando. La tabla A-1 y A-2 muestran los posibles valores de los códigos de casa y control.

(1) La Petición de Saludo se transmite para ver si existen otros transmisores X-10 dentro del rango de escucha. Esto permite al OEM asignar un Código de Casa diferente si se recibe un mensaje de Aceptación de Saludo.

(2) En una instrucción de Atenuación Preestablecida, el bit D8 representa el bit más significativo del nivel. H1, H2, H4 y H8 representan los Bits menos significativos.

(3) El código de Datos Extendidos se sigue de bytes que pueden representar información analógica (después de una conversión A/D). No debe haber separación entre los bytes de datos, ni entre el código de datos extendidos y datos reales. El primer byte se puede utilizar para indicar cuántos bytes de información le seguirán.

(4) El Código Extendido es similar a los Datos Extendidos: bytes que siguen a Código Extendido (sin separación entre bytes), pueden representar códigos adicionales. Esto permite al diseñador expandirse más de los 256 códigos actualmente disponibles.

Cuando transmitimos el código de la tabla A-1 y la tabla A-2, dos pasos por cero son usados para transmitir cada bit como una pareja de bits complementarios (en otras palabras, un cero se representa por 0-1 y un uno es representado por 1-0 según se muestra en la figura 3).

El código de comienzo (1110) es el único que no se envía de forma complementaria (Figura 4).

Inmediatamente después del código de comienzo se transmite la dirección de casa o letra según se muestra en la figura 5.

Después de enviar el código de la letra enviamos la dirección de unidad o número.
En la tabla A-2 hacíamos referencia al código de control, formado por cuatro bits y a la última columna la habíamos llamado sufijo, este bit lo utilizamos para que el código de control represente una dirección de unidad o una orden de comando. Este sufijo será cero si lo que queremos mandar es una dirección de unidad y uno si queremos mandar una orden de comando.

Un bloque completo de datos o paquete de información se compone de código de comienzo, código de la letra, código de control y sufijo.

Debido al medio de transmisión utilizado los diseñadores del código X-10 decidieron transmitir dos veces cada uno de estos bloques de información para que el sistema ganara en fiabilidad (figura 8).

Cada par de bloques de información deben estar precedidos por 6 pasos por cero (figura 9)

Estos 3 ciclos de margen son necesarios para que el receptor mueva los datos de sus registros en cada uno de los seis pasos por cero.

Una vez que el receptor ha procesado sus datos de dirección, está listo para recibir una orden de comando. Al igual que se había hecho al enviar la dirección, el bloque de datos del comando debe empezar por el código de comienzo, seguido del código de la letra y el código de control, finalmente irá el sufijo, teniendo que ser en este caso igual a 1 para que el código de control sea interpretado como un comando y no como una dirección por el receptor.

La figura 11 solo muestra seis comandos. Los otros nueve restantes se pueden ver en la tabla A-2, aunque raramente son utilizados.

En la figura 13 se muestran los ciclos totales que necesita un transmisor para realizar una transmisión completa.

A una frecuencia de 50 Hz ello supone un tiempo igual a 0,94 segundos en transmitir una orden completa. Hay excepciones ha esta regla. Por ejemplo, el código de Aumentar Intensidad ( Bright) y Atenuar intensidad ( Dim) no requiere los tres ciclos de espera entre comandos consecutivos Dim o comandos consecutivos Bright . Sin embargo si son necesarios los tres ciclos de espera entre códigos diferentes (p.e. entre Atenuar y Aumentar, o entre Encender y Atenuar, etc.).

Video protocolo X-10:

• Montaje en sistemas trifásicos

Para poder llegar , en las redes de corriente trifásica, a todos los aparatos distribuidos por las diferentes fases, se emiten los paquetes de impulsos tres veces, cada impulso desplazado frente al impulso anterior por la amplitud del desplazamiento de fases (figura 14), las unidades deben conectarse al sistema trifásico por medio de un acoplador de fases.

Interferencias en la línea eléctrica .

La transmisión de señales de pulsos a alta frecuencia a través de la red eléctrica puede verse afectada por interferencias.

Las fuentes típicas que producen interferencias son aparatos eléctricos como TV, VCR, equipos de sonido, computadoras, monitores, transformadores e incluso los cables preparados con filtros tienen la tendencia de depositar ruido eléctrico sobre los cables de la red. Muchos de los nuevos aparatos electrónicos que se utilizan para uso domiciliario utilizan circuitos para evitar sus ruidos eléctricos. Cuando esto ocurre contrariamente envían dicho ruido a la red eléctrica.

Cuando el ruido eléctrico se encuentra sobre la red eléctrica puede ocasionar atenuación o bloqueo de las señales transmitidas o recibidas en los dispositivos X-10. Un efecto típico del ruido eléctrico es el encendido aleatorio de los módulos receptores o el tener un transmisor y un receptor cercanos y aun así no tener suficiente señal debido al ruido eléctrico. El aparato eléctrico que está generando dicho ruido no tiene necesariamente que estar encendido pues artefactos tales como computadoras o TV siguen encendidos en “stand by “ cuando se apagan.

Todos estos problemas se solucionan con la utilización de filtros que atenúan las señales de frecuencia diferente a 120 Khz. En la figura 15 se muestra la instalación de uno de estos dispositivos que además sirve como acoplador de fase en sistemas trifásicos.

Compatibilidad entre dispositivos

Un ejemplo práctico de esto lo tenéis aquí

Un saludo