IT-experts zeggen dat de markt van "intelligente" huizen in Rusland nooit enorm zal worden en in het volgende decennium waarschijnlijk niet verder zal gaan dan de elite-woningen in de regio Moskou. In de toekomst zal een klein deel van de bevolking met hoge inkomens in de regio's een mogelijke consument van de markt worden, maar voor de brede massa zal het 'slimme huis' een kleurrijk plaatje blijven op de pagina's van roddelbladen en internetbronnen. Is dat zo? De infrastructuur van de woning van een gewone bewoner is al een vrij complexe combinatie van verschillende technische systemen. De X10-standaard helpt om ze te combineren in één netwerk zonder wereldwijde kosten.
Smarthome-functies
De meest voorkomende en eenvoudige functie is lichtregeling. Met het intelligente systeem kunt u elke verlichtingsarmatuur op afstand bedienen. Zonder op te staan, kunt u de verlichting in elke kamer of door het hele huis tegelijk in- of uitschakelen, de helderheid van de nachtverlichting van de gang, landschapslampen aanpassen. "Smart home", inclusief het licht in verschillendeplaatsen volgens een bepaald algoritme, zullen indringers afschrikken en de aanwezigheid van de eigenaren simuleren in het geval van hun vertrek.
Geautomatiseerde regeling handhaaft de ingestelde temperatuurparameters in de kamer, regelt verwarmingsapparaten of airconditioning- en ventilatiesystemen. Het slimme huis kan brand- en beveiligingsapparatuur bedienen en, in geval van nood, een melding sturen naar de telefoon van de eigenaar of relevante structuren via spraak of sms.
Hoe het allemaal begon
X10 is een van de eerste open industriestandaarden die in 1975 door Pico Electronics (Glenrothes, Schotland) is ontwikkeld voor domoticasystemen. Aanvankelijk hield het bedrijf zich bezig met het ontwerp en de productie van microschakelingen en rekenmachines. De eerste ervaring met het uitbreiden van de productieomvang was commercieel zeer succesvol. Het X10-platform won snel aan populariteit onder smart home-ontwikkelaars en gaf een tastbare boost aan de ontwikkeling van deze industrie. Pogingen om een vergelijkbare interface te maken werden gedaan door andere bedrijven, maar waren niet erg succesvol.
Voor zijn tijd is X10 een protocol met een goede ruisimmuniteit. Populariteit werd bevorderd door de relatief goedkope apparatuur, oriëntatie van ontwikkelaars op huishoudelijke automatisering, onderhoud en technische ondersteuning. Op het Noord-Amerikaanse continent is de standaard nog steeds gewild en wijdverbreid. In navolging van de ontwikkelaar begon een breed scala aan X10-compatibele apparaten te worden geproduceerd door de gigantische bedrijven IBM enPhilips.
Vandaag is Pico Electronics X10 INC (VS) geworden met het handelsmerk PowerHouse.
Apparatuurclassificatie
X10 netwerkhardware is een verzameling apparaten die onderling zijn verbonden via een standaard elektrisch netwerk of radiokanaal. Het basissysteem moet het volgende bevatten:
- Zenders - controllers die commando's genereren en verzenden, besturingsmodules (met een computerinterface of stand-alone), programmeerbare timers met verschillende tijdbereiken, afstandsbedieningen (infrarood of radio).
- Ontvangers - actuatoren die ontvangen opdrachten uitvoeren: lampmodules en patroondimmers, dimmer- en stopcontactblokken, alle soorten aandrijvingen.
In het geval van het bouwen van een groter netwerk of het uitbreiden van een bestaand netwerk, wordt vaak hulpapparatuur gebruikt:
- Zendontvangers die commandosignalen van afstandsbedieningen ontvangen met verdere conversie naar het X10-communicatieprotocol voordat ze naar het elektriciteitsnet worden gestuurd.
- Repeaters en signaalversterkers.
- Filters die de effecten van elektromagnetische interferentie verminderen.
- Interphase-bruggen, voor 380 V-stroomnetwerken (passief of actief, voor gebouwen groter dan 300 m22).
- Meettoestellen die installatie en inbedrijfstelling vereenvoudigen, sensoren (beweging, licht, enz.).
Apparatuur vervaardigd door verschillende bedrijven heeft vaak hetzelfde uiterlijk, functionaliteit en zelfs markeringen. Apparateneen ander ontwerp hebben, afhankelijk van de vereisten voor plaatsing; voor in-line montage, DIN-rail montage in standaard elektrische kasten, micromodules voor inbouwaansluitdozen. Je kunt beginnen met domotica met een paar basismodules, en dan geleidelijk opschalen en de functionaliteit uitbreiden door nieuwe hardware-eenheden toe te voegen.
Voorbeelden van het element basis
Een typische X10-module is gebaseerd op een programmeerbare microcontroller. Volgens een bepaald algoritme regelt het de werking van het elektronische circuit van het apparaat, dat de gegenereerde signalen die van de externe voeding worden ontvangen naar zijn ingang voedt en de uitgangspulsen omzet voor omgekeerde transmissie naar het netwerk. Microcomputers kunnen in massa geproduceerde controllers zijn (zoals PIC's of AVR's van respectievelijk Microchip en Atmel).
X10 lamprelaismodules worden veel gebruikt voor lichtregeling in een smart home-concept. Er zijn twee modificaties: aangesloten op een gewone fitting voor het aansluiten van staande lampen, tafellampen (LM12) of gemaakt in de vorm van een adapter tussen een verlichtingspatroon en een standaard gloeilamp met een E27-fitting, tot 100 W (LM15S).
Huishoudelijke elektrische apparaten worden aangestuurd met behulp van instrumentendoosmodules. De AM12-module ziet er bijvoorbeeld uit als een lampmodule, maar ondersteunt geen verlichtingsspecifieke opdrachten (daarover hieronder meer).
Software
Softwareproducten helpen bij het implementeren van het X10-protocol op een computerhoogste niveau.
ActiveHome Software - gratis software voor personal computers op basis van WINDOWS-besturingssystemen van de ontwikkelaar van het X10-platform. Het pakket bevat een groot aantal hulpprogramma's en apparaatstuurprogramma's, evenals een mobiele versie van het programma.
ActiveHomePro - software voor computerinterface CM-15 (radiozendontvanger, 433 MHz) met aansluiting via USB-poort. Hiermee kunt u verlichting en huishoudelijke apparaten bedienen met de taak van de benodigde algoritmen, schema's en timers vanaf een pc of autonoom vanaf een draadloze afstandsbediening.
X10 Commander (Melloware Inc) is gratis gedistribueerde software voor elk besturingssysteem waarmee u een multifunctionele besturingsservice kunt creëren op basis van een pc en het X10-protocol kunt integreren op uw telefoon en alle mobiele apparaten (iOS/Android).
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" biedt consumenten een handig apparaat op het X10-platform - een full-color VGA-aanraakscherm XTS-36. Het standalone apparaat heeft een gebruiksvriendelijke grafische interface. X10-protocolbesturing en -besturing van het slimme verlichtingssysteem blijft comfortabel, met uitstekende visualisatie, maar elimineert de noodzaak voor een computer om constant op de achtergrond te draaien. De kit wordt geleverd met stuurprogramma's en software voor het voorschrijven van de adressering van X10-apparaten en de basisparameters van de initiële configuratie, voor het samenstellen van verschillende scenario's.
X10. Protocol in detail
Fysieke omgeving voor de uitwisseling van informatie in de veiligheidstroepenelektrische draden is de transmissie / ontvangst van fragmenten van sinusoïdale hoogfrequente oscillaties (120 kHz) met een amplitude van 5 V en een duur van 1 ms / 630 μs in elke halve cyclus van de netspanning, in vensters gevormd onmiddellijk na het kruisen het nulpunt. In driefasige circuits worden in elke fase vergelijkbare vensters gevormd, d.w.z. met een verschuiving van 60 graden met het verdere gebruik van interfasebruggen.
Als het apparaat in het ontvangende venster een bericht ontvangt met ten minste 48 trillingen, beschouwt het dit als een logische "één", anders als een logische "nul". De overdracht van een stukje informatie duurt twee halve cycli van de netspanning. Bovendien wordt de inverse waarde uitgezonden in de tweede, wat niet alleen de ruisimmuniteit verbetert, maar ook dient om de synchronisatiecode tijdens pakketoverdracht te identificeren.
X10 - een protocol waarin een standaard enkel pakket (frame, frame) in 11 perioden wordt verzonden. Het bevat:
- synchronisatiecode - 2 bits,
- module code - 4 bits,
- bouwcode - 5 bits.
Elk pakket, zonder interval, wordt twee keer achter elkaar verzonden. Alvorens de volgende pakketopname uit te zenden, wordt een pauze van 3 perioden van de netspanning aangehouden (met uitzondering van de opdrachten voor het dimmen van de helderheid die in een continue stroom worden verzonden).
IR-afstandsbedieningen in X10-netwerken werken met het X10-IR-protocol met een draaggolffrequentie van 40 kHz. Het radiokanaal (X10-RF-protocol), afhankelijk van de regio, heeft een bereik van 310 tot 434 MHz.
Adres- en commandosysteem
Het maximum aantal modules in een X10-netwerk is 256. Elke module heeft twee keuzeschakelaars met 16 vaste standen.
De eerste schakelaar - de thuiscode wordt gebruikt om een categorie of groep apparaten te selecteren. Het heeft letteraanduidingen van posities van A tot P. In de tweede worden vaste posities aangegeven met cijfers van 1 tot 16 en geven ze een specifieke module in het netwerk aan (Unitcode). Zo krijgt elk apparaat een uniek nummer dat bestaat uit een letter en cijfers. Bijvoorbeeld; A5, M14, enz. Systeemcontrollers hebben, in tegenstelling tot uitvoerende modules, meestal geen adressering nodig.
Een idee van de bestaande platformopdrachten en hun bijbehorende acties kan worden verkregen uit de tabel.
| Team (Engels) | Team (Russisch) | Type | Actie |
| Alle eenheden uit | Schakel alle consumenten uit | Groep | Ontkoppel alle apparaten met de opgegeven huiscode die het commando ondersteunen. |
| Alle lichten aan/uit | Zet alle lichten aan/uit | Groep | Zet alle verlichtingsmodules aan/uit met een bepaalde huiscode. |
| Aan/uit | Inschakelen/Uitschakelen | Adres | Overzetten naar de aan/uit-status van een specifieke module. |
| Dim/Helder | Helderheid verhogen/verlagen | Adres | Dimmerregeling. Aantal pakketten voordimbereiken voor verschillende apparaten zijn verschillend. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Stel een specifiek helderheidsniveau in. | Adres | Hiermee kunt u een van de 32 helderheidsniveaus selecteren. |
| Statusverzoek | Status opvragen | Adres | Vraag de status van de schakelmodule op. |
| Status aan/uit | Antwoord op aanvraag | - | Module status antwoord. |
| Gegroetverzoek/Erkenning | Reactie opvragen/verzenden | Groep | Technologieteam om de verzadiging van de adresruimte met andere bouwsystemen te bepalen. |
Belangrijkste voordelen…
X10 is een low-budget domotica-klasse protocol dat bestaande elektrische netwerken gebruikt om informatie en commandoberichten te verzenden. Het is niet nodig om nieuwe communicatiemiddelen aan te leggen, wat vooral belangrijk is in huizen met een fijne afwerking of voltooide reparaties. U kunt ofwel netwerkbedrading gebruiken of een radiokanaal gebruiken - het assortiment apparatuur dat door fabrikanten wordt aangeboden, stelt u in staat om beide opties of een combinatie ervan te implementeren. De kosten van apparaten zijn, vergeleken met modernere platforms, ook aangenaam.
Het volgende voordeel is de flexibiliteit in gebruik en installatiegemak, waarvoor geen speciale vaardigheden en capaciteiten vereist zijn. Het systeem wordt gekenmerkt door uitstekende uitbreidbaarheid en schaalbaarheid. De modules worden aangesloten volgens de principes van Plug & Power (plug and play). Allede opzet is om de nieuwe component een uniek adres te geven. Dan doet de automatisering alles zelf.
De verdeling van de verlichtingsinfrastructuur in zones is sterk vereenvoudigd. Het is voldoende om dezelfde letter (bouwcode) toe te wijzen aan de apparaten van dezelfde groep, en wanneer het bijbehorende uitzendcommando wordt gegeven, gaat het licht in deze zone aan of uit.
Het open protocol is een ander pluspunt van het platform, dat eenvoudige integratie met elk besturingssysteem impliceert, de mogelijkheid om bedradingsaccessoires van derden te gebruiken bij het ontwerpen van een netwerk.
…en nadelen
Het belangrijkste voordeel van de X10-interface - de overdracht van een informatiesignaal via stroombedrading - is ook de belangrijkste oorzaak van de problemen.
Lage snelheid. De verzending van de opdracht duurt ongeveer een seconde, d.w.z. de vertraging in de uitvoering van de opdracht is echt merkbaar, zelfs bij het besturen van één apparaat. En tijdens het uitwerken van het ingebedde scenario kan de vertraging hinderlijk onaanvaardbaar worden. Aangezien de informatieoverdrachtsnelheid is gekoppeld aan de frequentie van de voedingsspanning, is het niet mogelijk om deze te verhogen.
Ongevoeligheid voor lage ruis. De overvloed aan huishoudelijke apparaten in een modern huis verhoogt het interferentieniveau in het stroomnetwerk dramatisch, wat een negatieve invloed heeft op de signaal-ruisverhouding, wat op zijn beurt de kwaliteit van de informatie-uitwisseling tussen X10-modules beïnvloedt. Vandaar de gevolgen - niet-uitvoering van opdrachten of foutief schakelen. Bij het bouwen van grote netwerken kan het probleem beperkt zijnadresveld, aangezien slechts 256 apparaten verbinding kunnen maken met het X10-protocol.
Niet gesynchroniseerd op de zendapparatuur kan leiden tot pakketoverlap en botsingen, waardoor geen van de opdrachten wordt uitgevoerd. Het is onmogelijk om de situatie radicaal te verbeteren.
Er zijn geen toegangscontroleprocedures, er is geen bescherming tegen ongeautoriseerde acties van derden. En tot slot is het onmogelijk om complexe schema's te maken voor het regelen van huishoudelijke apparaten en verlichting met de implementatie van de zelfdiagnosefunctie van het systeem en zijn componenten.
X10 modificaties
De genoemde tekortkomingen worden meestal gecorrigeerd in de volgende generaties domoticasystemen van de zogenaamde busarchitectuur (signalen worden verzonden via een speciaal daarvoor bestemde/geplaatste bus met een laagspanningsvoedingsspanning).
Op hun beurt hebben X10-hardwareontwikkelaars en -fabrikanten stappen ondernomen om het bestaande platform te verbeteren en aan te passen. Het resultaat was het X10Extended-formaat met een uitgebreide instructieset. Het onbetwiste voordeel van het gewijzigde platform was de regeling van de procedure voor toegang tot zenders tot de trunk, het elimineren van het optreden van botsingen en het uitbreiden van de functies van het Exteded Code 1-commando met een wijziging in het pakketformaat.
Verdere wijziging van X10Extended leidde tot de creatie van het A10-formaat, dat het adresveld aanzienlijk uitbreidde (tot 4096 modules) en verschillende servicefuncties toevoegde (alleen beschikbaar op apparaten die door de ontwikkelaar zijn vervaardigd). De A10- en X10-protocollen zijn absoluut compatibel, wat het mogelijk maakt om beide typen modules in hetzelfde systeem te gebruiken.
Samenvattend, het is moeilijk om het er niet mee eens te zijn dat de eerste domotica-interface in de afgelopen vijftig jaar achterhaald is geworden. Pogingen tot modernisering, die doen denken aan het repareren van het dak tijdens het regenseizoen, kunnen de situatie niet radicaal corrigeren. Maar de budgetkenmerken van het platform houden het nog steeds in de markt voor slimme systemen en X10-apparatuur wordt actief geproduceerd en verkocht.
Binnenlandse bedrijven voorspellen een nieuwe golf van populariteit voor de interface. Consumenten krijgen een breed scala aan zowel stand-alone apparaten als kant-en-klare smart home-oplossingen aangeboden op basis van het X10-platform.
