Los expertos en TI dicen que el mercado de casas "inteligentes" en Rusia nunca se volverá masivo y en la próxima década es poco probable que vaya más allá de la vivienda de élite en la región de Moscú. En el futuro, una pequeña parte de la población con altos ingresos en las regiones se convertirá en un posible consumidor del mercado, pero para las grandes masas, el "hogar inteligente" seguirá siendo una imagen colorida en las páginas de los tabloides y los recursos de Internet. ¿Es tan? La infraestructura de la vivienda de un habitante común ya es una combinación bastante compleja de varios sistemas de ingeniería. El estándar X10 ayudará a combinarlos en una sola red sin costos globales.
Funciones de hogar inteligente
La función más común y sencilla es el control de iluminación. El sistema inteligente le permite controlar de forma remota cada dispositivo de iluminación. Sin levantarse, puede encender o apagar la iluminación en cualquier habitación o en toda la casa a la vez, ajustar el brillo de la iluminación nocturna del pasillo, lámparas de paisaje. "Hogar inteligente", incluyendo la luz en diferenteslugares según un determinado algoritmo, ahuyentará a los intrusos, simulando la presencia de los propietarios en caso de su partida.
El control automático mantendrá los parámetros de temperatura establecidos en la habitación, controlando los dispositivos de calefacción o los sistemas de aire acondicionado y ventilación. La casa inteligente puede controlar los equipos de seguridad y contra incendios y, en caso de emergencia, enviar una notificación al teléfono del propietario o a las estructuras correspondientes por voz o SMS.
Cómo empezó todo
X10 es uno de los primeros estándares industriales abiertos desarrollados para sistemas de automatización del hogar por Pico Electronics (Glenrothes, Escocia) en 1975. Inicialmente, la empresa se dedicaba al diseño y producción de microcircuitos y calculadoras. La primera experiencia de ampliar el alcance de la producción fue muy exitosa comercialmente. La plataforma X10 rápidamente ganó popularidad entre los desarrolladores de hogares inteligentes y dio un impulso tangible al desarrollo de esta industria. Otras empresas intentaron crear una interfaz similar, pero no tuvieron mucho éxito.
Para su época, X10 es un protocolo con buena inmunidad al ruido. La popularidad fue promovida por el bajo costo comparativo del equipo, la orientación de los desarrolladores a la automatización del hogar, el mantenimiento y el soporte técnico. En el continente norteamericano, el estándar todavía tiene demanda y está muy extendido. Siguiendo al desarrollador, las gigantescas corporaciones IBM y IBM comenzaron a producir una amplia gama de dispositivos compatibles con X10. Philips.
Hoy Pico Electronics se ha convertido en X10 INC (EE. UU.) con la marca comercial PowerHouse.
Clasificación de equipos
El hardware de red X10 es un conjunto de dispositivos interconectados a través de una red eléctrica estándar o un canal de radio. El sistema básico debe incluir:
- Transmisores: controladores que generan y envían comandos, módulos de control (con una interfaz de computadora o independientes), temporizadores programables con diferentes rangos de tiempo, controles remotos (infrarrojos o radio).
- Receptores: actuadores que ejecutan los comandos recibidos: módulos de lámparas y reguladores de intensidad de cartucho, reguladores de intensidad y bloques de enchufes, todo tipo de unidades.
En el caso de construir una red más grande o ampliar una existente, a menudo se utilizan equipos auxiliares:
- Transceptores que reciben señales de comando de controles remotos con conversión adicional al protocolo de comunicación X10 antes de enviarse a la red eléctrica.
- Repetidores y amplificadores de señal.
- Filtros que reducen los efectos de las interferencias electromagnéticas.
- Puentes entre fases, para redes eléctricas de 380 V (pasivas o activas, para edificios de más de 300 m22).
- Dispositivos de medida que simplifican la instalación y puesta en marcha, sensores (movimiento, luz, etc.).
Los equipos fabricados por diferentes empresas a menudo tienen una apariencia, funcionalidad e incluso marcas similares. Dispositivostener un diseño diferente según los requisitos para la colocación; para montaje en línea, montaje en carril DIN en armarios eléctricos estándar, micromódulos para cajas de conexiones empotradas. Puede iniciar la domótica con unos pocos módulos básicos y, a continuación, escalar y ampliar gradualmente la funcionalidad agregando nuevas unidades de hardware.
Ejemplos del elemento base
Un módulo X10 típico se basa en un microcontrolador programable. De acuerdo con un cierto algoritmo, controla el funcionamiento del circuito electrónico del dispositivo, que alimenta las señales generadas recibidas de la fuente de alimentación externa a su entrada y convierte los pulsos de salida para la transmisión inversa a la red. Las microcomputadoras pueden ser controladores producidos en masa (como PIC o AVR de Microchip y Atmel, respectivamente).
Los módulos de relé de lámpara X10 se utilizan ampliamente para el control de iluminación en el concepto de hogar inteligente. Hay dos modificaciones: enchufado en un enchufe normal para conectar lámparas de pie, lámparas de mesa (LM12) o hecho en forma de adaptador entre un cartucho de iluminación y una bombilla estándar con casquillo E27, hasta 100 W (LM15S).
Los electrodomésticos se controlan mediante módulos de toma de instrumentos. Por ejemplo, el módulo AM12 parece un módulo de lámpara, pero no admite comandos específicos de iluminación (más información a continuación).
Software
Los productos de software ayudarán a implementar el protocolo X10 en una computadoranivel superior.
ActiveHome Software: software gratuito para computadoras personales basado en sistemas operativos WINDOWS del desarrollador de la plataforma X10. El paquete incluye una gran cantidad de utilidades y controladores de dispositivos, así como una versión móvil del programa.
ActiveHomePro - software para la interfaz de computadora CM-15 (transceptor de radio, 433 MHz) con conexión a través del puerto USB. Le permite controlar la iluminación y los electrodomésticos con la tarea de los algoritmos, horarios y temporizadores necesarios desde una computadora personal o de forma autónoma desde un control remoto inalámbrico.
X10 Commander (Melloware Inc) es un software de distribución gratuita para cualquier sistema operativo que le permite crear un servicio de control multifuncional basado en una PC e integrar el protocolo X10 en su teléfono y cualquier dispositivo móvil (iOS/Android).
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" ofrece a los consumidores un dispositivo conveniente en la plataforma X10: un panel táctil VGA a todo color XTS-36. El dispositivo independiente tiene una interfaz gráfica fácil de usar. El control del protocolo X10 y el control del sistema de iluminación inteligente siguen siendo cómodos, con una excelente visualización, pero elimina la necesidad de que una computadora se ejecute constantemente en segundo plano. El kit viene con drivers y software para prescribir el direccionamiento de dispositivos X10 y los parámetros básicos de la configuración inicial, para compilar varios escenarios.
X10. Protocolo en detalle
Entorno físico para el intercambio de información en las fuerzas de seguridadcables eléctricos es la transmisión/recepción de fragmentos de oscilaciones sinusoidales de alta frecuencia (120 kHz) con una amplitud de 5 V y una duración de 1 ms/630 μs en cada medio ciclo de la tensión de red, en ventanas formadas inmediatamente después del cruce la marca cero. En circuitos trifásicos, se forman ventanas similares en cada fase, es decir, con un cambio de 60 grados con el uso adicional de puentes de interfase.
Si el dispositivo en la ventana de recepción recibe un mensaje con al menos 48 vibraciones, lo considera como un "uno" lógico; de lo contrario, como un "cero" lógico. La transmisión de un bit de información requiere dos semiciclos de la tensión de red. Además, el valor inverso se transmite en el segundo, lo que no solo mejora la inmunidad al ruido, sino que también sirve para identificar el código de sincronización durante la transmisión del paquete.
X10: un protocolo en el que se transmite un solo paquete estándar (trama, trama) en 11 períodos. Contiene:
- código de sincronización - 2 bits,
- código de módulo - 4 bits,
- código de construcción - 5 bits.
Cada paquete, sin ningún intervalo, se transmite dos veces seguidas. Antes de transmitir la siguiente toma de paquete, se mantiene una pausa de 3 períodos de tensión de red (con la excepción de los comandos de atenuación de brillo transmitidos en un flujo continuo).
Los controles remotos IR en redes X10 funcionan con el protocolo X10-IR a una frecuencia portadora de 40 kHz. El canal de radio (protocolo X10-RF), dependiendo de la región, tiene un rango de 310 a 434 MHz.
Sistema de direccionamiento y comando
El número máximo de módulos en una red X10 es 256. Cada módulo tiene dos selectores con 16 posiciones fijas.
El primer interruptor: el código de inicio se usa para seleccionar una categoría o grupo de dispositivos. Tiene designaciones de letras de las posiciones de la A a la P. En el segundo, las posiciones fijas se indican con números del 1 al 16 e indican un módulo específico en la red (código de unidad). Por lo tanto, a cada dispositivo se le asigna un número único que consta de una letra y números. Por ejemplo; A5, M14, etc. Los controladores del sistema, a diferencia de los módulos ejecutivos, normalmente no requieren direccionamiento.
En la tabla se puede obtener una idea de los comandos de plataforma existentes y sus acciones correspondientes.
| Equipo (Español) | Equipo (ruso) | Tipo | Acción |
| Todas las unidades apagadas | Apagar todos los consumidores | Grupo | Desconecte todos los dispositivos con el código de casa especificado que admitan el comando. |
| Todas las luces encendidas/apagadas | Enciende/apaga todas las luces | Grupo | Enciende/apaga todos los módulos de iluminación con un código de casa determinado. |
| Activar/desactivar | Habilitar/Deshabilitar | Dirección | Transfiere al estado activado/desactivado de un módulo específico. |
| Atenuación/Brillo | Aumentar/disminuir el brillo | Dirección | Control de atenuación. Número de paquetes paralos rangos de atenuación para diferentes dispositivos son diferentes. |
| Atenuación preestablecida 1/2 | Establece un nivel de brillo específico. | Dirección | Le permite seleccionar cualquiera de los 32 niveles de brillo. |
| Solicitud de estado | Solicitud de estado | Dirección | Solicitar el estado del módulo de conmutación. |
| Estado activado/desactivado | Responder a la consulta | - | Respuesta de estado del módulo. |
| Solicitud de llamada/Reconocimiento | Solicitar/enviar respuesta | Grupo | Equipo de tecnología para determinar la saturación del espacio de direcciones con otros sistemas de construcción. |
Beneficios clave…
X10 es un protocolo de clase de automatización del hogar de bajo presupuesto que utiliza redes eléctricas existentes para transmitir información y mensajes de comando. No es necesario instalar nuevas comunicaciones, lo que es especialmente importante en casas con un buen acabado o reparaciones completas. Puede usar cableado de red o usar un canal de radio: la gama de equipos que ofrecen los fabricantes le permite implementar ambas opciones o una combinación de ellas. El costo de los dispositivos, en comparación con las plataformas más modernas, también es agradable.
La siguiente ventaja es la flexibilidad de uso y la facilidad de instalación, que no requiere habilidades y destrezas especiales. El sistema se caracteriza por una excelente extensibilidad y escalabilidad. Los módulos se conectan según los principios de Plug & Power (plug and play). Todosla configuración es para dar al nuevo componente una dirección única. Entonces la automatización hará todo por sí misma.
La división de la infraestructura de iluminación en zonas se simplifica enormemente. Basta con asignar la misma letra (código de edificio) a los dispositivos del mismo grupo, y cuando se dé el mando de emisión correspondiente, la luz de esta zona se encenderá o apagará.
El protocolo abierto es otra ventaja de la plataforma, lo que implica una fácil integración con cualquier sistema de control, la posibilidad de utilizar accesorios de cableado de terceros al diseñar una red.
…y desventajas
La principal ventaja de la interfaz X10, la transmisión de una señal de información a través del cableado de alimentación, es también la principal fuente de sus problemas.
Velocidad lenta. La transmisión del comando tarda aproximadamente un segundo, es decir, el retraso en la ejecución del comando es realmente notable incluso cuando se controla un dispositivo. Y en el proceso de elaboración del escenario incrustado, el retraso puede volverse molestamente inaceptable. Dado que la tasa de transferencia de información está ligada a la frecuencia de la tensión de alimentación, no es posible aumentarla.
Baja inmunidad al ruido. La abundancia de electrodomésticos en un hogar moderno aumenta drásticamente el nivel de interferencia en la red eléctrica, afecta negativamente la relación señal-ruido que, a su vez, afecta la calidad del intercambio de información entre los módulos X10. De ahí las consecuencias: no ejecución de comandos o conmutación falsa. Cuando se construyen redes grandes, el problema se puede limitarcampo de dirección, ya que solo 256 dispositivos podrán conectarse al protocolo X10.
La f alta de sincronización en el equipo de transmisión puede provocar superposición de paquetes y colisiones, lo que da como resultado que no se ejecute ninguno de los comandos. Es imposible mejorar radicalmente la situación.
No hay procedimientos de control de acceso, no hay protección contra acciones no autorizadas de terceros. Y finalmente, es imposible crear esquemas complejos para controlar electrodomésticos e iluminación con la implementación de la función de autodiagnóstico del sistema y sus componentes.
X10 modificaciones
Las deficiencias enumeradas se corrigen en su mayoría en las próximas generaciones de sistemas domóticos de la llamada arquitectura de bus (las señales se transmiten a través de un bus especialmente dedicado/establecido con una tensión de alimentación de bajo voltaje).
A su vez, los desarrolladores y fabricantes de hardware X10 han tomado medidas para mejorar y modificar la plataforma existente. El resultado fue el formato X10Extended con un conjunto de instrucciones ampliado. La ventaja indudable de la plataforma modificada fue la regulación del procedimiento de acceso de los transmisores al troncal, eliminando la ocurrencia de colisiones y ampliando las funciones del comando Exteded Code 1 con un cambio en el formato del paquete.
Una modificación adicional de X10Extended condujo a la creación del formato A10, que amplió significativamente el campo de direcciones (hasta 4096 módulos) y agregó varias funciones de servicio (disponibles solo en dispositivos fabricados por el desarrollador). Los protocolos A10 y X10 son absolutamente compatibles, lo que permite operar ambos tipos de módulos en el mismo sistema.
Resumiendo, es difícil no estar de acuerdo en que la primera interfaz domótica se ha vuelto obsoleta en los últimos cincuenta años. Los intentos de modernización, que recuerdan a parchear el techo durante la temporada de lluvias, no pueden rectificar radicalmente la situación. Pero las características económicas de la plataforma aún la mantienen en el mercado de sistemas inteligentes, y el equipo X10 se produce y vende activamente.
Las empresas nacionales predicen una nueva ola de popularidad para la interfaz. A los consumidores se les ofrece una amplia gama de dispositivos independientes y soluciones inteligentes para el hogar listas para usar basadas en la plataforma X10.
