מומחי IT אומרים ששוק הבתים ה"חכמים" ברוסיה לעולם לא יהפוך למסיבי, ובעשור הקרוב לא סביר שיעבור מעבר לדיור המובחר באזור מוסקבה. בעתיד חלק קטן מהאוכלוסייה עם הכנסה גבוהה באזורים יהפוך לצרכן אפשרי של השוק, אך עבור ההמונים הרחב, "הבית החכם" יישאר תמונה צבעונית בדפי הצהובונים והמשאבים באינטרנט. האם זה כך? כבר עכשיו, תשתית המגורים של דייר רגיל היא שילוב מורכב למדי של מערכות הנדסיות שונות. תקן X10 יעזור לשלב אותם לרשת אחת ללא עלויות גלובליות.
תכונות הבית החכם
הפונקציה הנפוצה והפשוטה ביותר היא בקרת תאורה. המערכת החכמה מאפשרת לשלוט מרחוק על כל גוף תאורה. מבלי לקום, ניתן להדליק או לכבות את התאורה בכל חדר או בכל הבית בבת אחת, להתאים את בהירות תאורת הלילה של המסדרון, מנורות נוף. "בית חכם", כולל האור בשונהמקומות לפי אלגוריתם מסוים, יפחידו פולשים, ידמה את נוכחות הבעלים במקרה של עזיבתם.
שליטה אוטומטית תשמור על פרמטרי הטמפרטורה שנקבעו בחדר, בקרה על התקני חימום או מערכות מיזוג ואוורור. הבית החכם יכול לשלוט בציוד כיבוי אש ואבטחה ובמקרה חירום לשלוח הודעה לטלפון של הבעלים או למבנים רלוונטיים בקול או ב-SMS.
איך הכל התחיל
X10 הוא אחד מהתקנים הפתוחים הראשונים בתעשייה שפותחו עבור מערכות אוטומציה ביתית על ידי Pico Electronics (Glenrothes, סקוטלנד) ב-1975. בתחילה עסקה החברה בתכנון וייצור של מיקרו-מעגלים ומחשבונים. הניסיון הראשון של הרחבת היקף הייצור הצליח מאוד מבחינה מסחרית. פלטפורמת X10 צברה במהירות פופולריות בקרב מפתחי בית חכם ונתנה דחיפה מוחשית לפיתוח התעשייה הזו. ניסיונות ליצור ממשק דומה נעשו על ידי חברות אחרות, אך לא הצליחו במיוחד.
לזמנו, X10 הוא פרוטוקול עם חסינות טובה לרעש. הפופולריות קודמה על ידי זולות יחסית של הציוד, אוריינטציה של מפתחים לאוטומציה ביתית, תחזוקה ותמיכה טכנית. ביבשת צפון אמריקה התקן עדיין מבוקש ונרחב. בעקבות המפתח, החלו לייצר מגוון רחב של מכשירים תואמי X10 על ידי תאגידי הענק IBM ופיליפס.
היום Pico Electronics הפכה ל-X10 INC (ארה ב) עם הסימן המסחרי של PowerHouse.
סיווג ציוד
X10 חומרת רשת היא אוסף של מכשירים המחוברים זה לזה באמצעות רשת חשמלית רגילה או ערוץ רדיו. המערכת הבסיסית חייבת לכלול:
- משדרים - בקרים שמייצרים ושולחים פקודות, מודולי שליטה (עם ממשק מחשב או עצמאיים), טיימרים ניתנים לתכנות עם טווחי זמן שונים, שלטים רחוקים (אינפרא אדום או רדיו).
- מקלטים - מפעילים המבצעים פקודות שהתקבלו: מודולי מנורות ומעממי מחסנית, בלוקים של דימר ושקעים, כל מיני כוננים.
במקרה של בניית רשת גדולה יותר או הרחבת רשת קיימת, נעשה שימוש לעתים קרובות בציוד עזר:
- משדרים שמקבלים אותות פקודה משלטים עם המרה נוספת לפרוטוקול התקשורת X10 לפני שליחתם לרשת החשמל.
- משחזרים ומגברי אותות.
- מסננים המפחיתים את ההשפעות של הפרעות אלקטרומגנטיות.
- גשרים בין-פאזיים, עבור רשתות חשמל של 380 וולט (פאסיביות או אקטיביות, לבניינים מעל 300 מ"ר2).
- מכשירי מדידה המפשטים התקנה והפעלה, חיישנים (תנועה, אור וכו').
לציוד המיוצר על ידי חברות שונות יש לרוב מראה, פונקציונליות ואפילו סימונים דומים. התקניםיש עיצוב שונה בהתאם לדרישות למיקום; להרכבה בשורה, הרכבה על מסילת DIN בארונות חשמל סטנדרטיים, מיקרו-מודולים לקופסאות חיבור צמודות.ניתן להתחיל אוטומציה ביתית עם כמה מודולים בסיסיים, ולאחר מכן להגדיל בהדרגה ולהרחיב את הפונקציונליות על ידי הוספת יחידות חומרה חדשות.
דוגמאות של האלמנט base
מודול X10 טיפוסי מבוסס על מיקרו-בקר הניתן לתכנות. על פי אלגוריתם מסוים, הוא שולט בתפקוד המעגל האלקטרוני של המכשיר, שמזין את האותות המופקים ממקור הכוח החיצוני אל הקלט שלו וממיר את פולסי המוצא לשידור הפוך לרשת. מיקרו מחשבים יכולים להיות בקרים בייצור המוני (כגון PICs או AVRs מ-Microchip ו-Atmel, בהתאמה).
מודולי ממסר מנורות X10 נמצאים בשימוש נרחב לבקרת תאורה בקונספט של בית חכם. ישנם שני שינויים: מחובר לשקע רגיל לחיבור מנורות רצפה, מנורות שולחן (LM12) או עשוי בצורה של מתאם בין מחסנית תאורה לנורה רגילה עם בסיס E27, עד 100 W (LM15S).
מכשירי חשמל ביתיים נשלטים באמצעות מודולי שקע מכשירים. לדוגמה, מודול AM12 נראה כמו מודול מנורה, אך אינו תומך בפקודות ספציפיות לתאורה (עוד על כך בהמשך).
Software
מוצרי תוכנה יעזרו ליישם את פרוטוקול X10 במחשברמה עליונה.
תוכנת ActiveHome - תוכנה חינמית למחשבים אישיים המבוססת על מערכות הפעלה WINDOWS ממפתחת פלטפורמת X10. החבילה כוללת מספר עצום של כלי עזר ומנהלי התקנים, כמו גם גרסה ניידת של התוכנית.
ActiveHomePro - תוכנה לממשק מחשב CM-15 (משדר רדיו, 433 MHz) עם חיבור דרך יציאת USB. מאפשר לך לשלוט בתאורה ובמכשירי חשמל ביתיים עם המשימה של האלגוריתמים, לוחות הזמנים והטיימרים הדרושים ממחשב אישי או באופן אוטונומי משלט אלחוטי.
X10 Commander (Melloware Inc) היא תוכנה המופצת באופן חופשי לכל מערכת הפעלה המאפשרת לך ליצור שירות בקרה רב תכליתי המבוסס על מחשב אישי ולשלב את פרוטוקול X10 בטלפון שלך ובכל מכשיר נייד (iOS/אנדרואיד).
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" מציעה לצרכנים מכשיר נוח בפלטפורמת X10 - לוח מגע VGA בצבע מלא XTS-36. למכשיר העצמאי יש ממשק גרפי ידידותי למשתמש. בקרת פרוטוקול X10 ובקרה על מערכת התאורה החכמה נותרה נוחה, עם הדמיה מצוינת, אך מייתרת את הצורך של מחשב לרוץ כל הזמן ברקע. הערכה מגיעה עם דרייברים ותוכנה לקביעת הכתובת של התקני X10 והפרמטרים הבסיסיים של התצורה הראשונית, להידור תרחישים שונים.
X10. פרוטוקול בפירוט
סביבה פיזית לחילופי מידע בכוחות הביטחוןחוטי חשמל הם שידור/קליטה של שברי תנודות בתדר גבוה סינוסואידאלי (120 קילו-הרץ) עם משרעת של 5 וולט ומשך זמן של 1 ms / 630 μs בכל חצי מחזור של מתח הרשת, בחלונות שנוצרו מיד לאחר החצייה סימן האפס. במעגלים תלת פאזיים נוצרים חלונות דומים בכל פאזה, כלומר עם תזוזה של 60 מעלות עם שימוש נוסף בגשרים בין פאזיים.
אם המכשיר בחלון המקבל מקבל הודעה עם לפחות 48 רעידות, הוא מחשיב אותה כ"אחד" לוגי, אחרת - כ"אפס" לוגי. שידור של קצת מידע לוקח שני חצאי מחזורים של מתח הרשת. יתרה מכך, הערך ההפוך משודר בשנייה, מה שלא רק משפר את חסינות הרעש, אלא גם משמש לזיהוי קוד הסינכרון במהלך שידור מנות.
X10 - פרוטוקול שבו חבילה בודדת סטנדרטית (מסגרת, מסגרת) משודרת ב-11 תקופות. הוא מכיל:
- קוד סינכרון - 2 סיביות,
- קוד מודול - 4 סיביות,
- קוד בנייה - 5 סיביות.
כל חבילה, ללא כל מרווח, מועברת פעמיים ברציפות. לפני שידור החבילה הבאה, נשמרת הפסקה של 3 תקופות של מתח רשת (למעט פקודות עמעום בהירות המועברות בזרם רציף).
שלטי IR ברשתות X10 פועלים באמצעות פרוטוקול X10-IR בתדר נושא של 40 קילו-הרץ. לערוץ הרדיו (פרוטוקול X10-RF), בהתאם לאזור, יש טווח שבין 310 ל-434 מגה-הרץ.
מערכת כתובות ופיקוד
המספר המרבי של מודולים ברשת X10 הוא 256. לכל מודול יש שני מתגי בורר עם 16 עמדות קבועות.
המתג הראשון - קוד הבית משמש לבחירת קטגוריה או קבוצת מכשירים. יש לו ייעודי אותיות של עמדות מ-A עד P. בשני, מיקומים קבועים מסומנים במספרים מ-1 עד 16 ומציינים מודול ספציפי ברשת (קוד יחידה). לפיכך, לכל מכשיר מוקצה מספר ייחודי המורכב מאות ומספרים. לדוגמה; A5, M14 וכו'. בקרי מערכת, בניגוד למודולי מנהלים, בדרך כלל אינם דורשים התייחסות.
רעיון על פקודות הפלטפורמה הקיימות והפעולות המתאימות שלהן ניתן לקבל מהטבלה.
| Team (אנגלית) | Team (רוסית) | סוג | Action |
| כל היחידות הנחה | כבה את כל הצרכנים | Group | נתק את כל המכשירים עם קוד הבית שצוין התומכים בפקודה. |
| כל הנורות דולקות/כבויות | הדלק/כיבוי כל האורות | Group | הפעל/כבה את כל מודולי התאורה עם קוד בית נתון. |
| מופעל/כבוי | הפעל/השבת | כתובת | העבר למצב הפעלה/כיבוי של מודול ספציפי. |
| Dim/Brigth | הגדל/הפחת בהירות | כתובת | שליטה בעמעום. מספר חבילות עבורטווחי העמעום עבור מכשירים שונים שונים. |
| Pre-Set עמום 1/2 | הגדר רמת בהירות ספציפית. | כתובת | מאפשר לך לבחור כל אחת מ-32 רמות בהירות. |
| בקשת סטטוס | סטטוס בקשה | כתובת | בקש את הסטטוס של מודול המעבר. |
| סטטוס מופעל/כבוי | השב לבירור | - | תגובת סטטוס המודול. |
| שלום בקשה/אישור | בקש/שלח תגובה | Group | צוות טכנולוגיה כדי לקבוע את הרוויה של מרחב הכתובות עם מערכות בניין אחרות. |
יתרונות עיקריים…
X10 הוא פרוטוקול מחלקה לאוטומציה ביתית בתקציב נמוך שמשתמש ברשתות חשמל קיימות כדי להעביר מידע והודעות פקודה. אין צורך להניח תקשורת חדשה, מה שחשוב במיוחד בבתים עם גימור משובח או תיקונים שהושלמו. אתה יכול להשתמש בחיווט רשת או להשתמש בערוץ רדיו - מגוון הציוד המוצע על ידי היצרנים מאפשר לך ליישם את שתי האפשרויות או שילוב שלהן. גם עלות המכשירים, בהשוואה לפלטפורמות מודרניות יותר, נעימה.
היתרון הבא הוא גמישות השימוש וקלות ההתקנה, שאינה דורשת כישורים ויכולות מיוחדות. המערכת מאופיינת בהרחבה ומדרגיות מצוינות. המודולים מחוברים לפי העקרונות של Plug & Power (Plug and Play). את כלההגדרה היא לתת לרכיב החדש כתובת ייחודית. אז האוטומציה תעשה הכל לבד.
החלוקה של תשתית התאורה לאזורים מפושטת מאוד. מספיק להקצות את אותה אות (קוד בנייה) למכשירים של אותה קבוצה, וכאשר תינתן פקודת השידור המתאימה, האור באזור זה יידלק או כבה.
הפרוטוקול הפתוח הוא יתרון נוסף של הפלטפורמה, מה שמרמז על אינטגרציה קלה עם כל מערכת בקרה, יכולת להשתמש באביזרי חיווט של צד שלישי בעת תכנון רשת.
…וחסרונות
היתרון העיקרי של ממשק X10 - העברת אות מידע באמצעות חיווט מתח - הוא גם המקור העיקרי לבעיות שלו.
מהירות איטית. שידור הפקודה לוקח בערך שניה, כלומר, העיכוב בביצוע הפקודה באמת מורגש גם כששולטים במכשיר אחד. ובתהליך של עיבוד התרחיש המוטבע, העיכוב יכול להפוך לבלתי מקובל באופן מעצבן. מכיוון שקצב העברת המידע קשור לתדר מתח האספקה, לא ניתן להגדיל אותו.
חסינות נמוכה לרעש. השפע של מכשירי חשמל ביתיים בבית מודרני מגביר באופן דרמטי את רמת ההפרעות ברשת החשמל, משפיע לרעה על יחס האות לרעש, אשר, בתורו, משפיע על איכות חילופי המידע בין מודולי X10. מכאן ההשלכות - אי ביצוע פקודות או מיתוג כוזב. כאשר בונים רשתות גדולות, הבעיה יכולה להיות מוגבלתשדה כתובת, מכיוון שרק 256 מכשירים יוכלו להתחבר לפרוטוקול X10.
אי-סנכרון בציוד המשדר עלול להוביל לחפיפת מנות והתנגשויות, וכתוצאה מכך אף אחת מהפקודות לא מבוצעת. אי אפשר לשפר באופן קיצוני את המצב.
אין נהלי בקרת גישה, אין הגנה מפני פעולות לא מורשות של צדדים שלישיים. ולבסוף, אי אפשר ליצור תוכניות מורכבות לשליטה במכשירי חשמל ביתיים ותאורה עם יישום פונקציית האבחון העצמי של המערכת ומרכיביה.
X10 שינויים
החסרונות המפורטים מתוקנים בעיקר בדורות הבאים של מערכות אוטומציה ביתית של מה שנקרא ארכיטקטורת האוטובוס (אותות מועברים על גבי אוטובוס ייעודי/מונח במיוחד עם מתח אספקה במתח נמוך).
בתורו, מפתחי חומרה ויצרני X10 נקטו בצעדים לשיפור ושינוי הפלטפורמה הקיימת. התוצאה הייתה פורמט X10Extended עם ערכת הוראות מורחבת. היתרון הבלתי מעורער של הפלטפורמה ששונתה היה הסדרת נוהל הגישה למשדרים לתא המטען, ביטול התרחשות התנגשויות והרחבת הפונקציות של הפקודה Exteded Code 1 עם שינוי בפורמט המנות.
שינוי נוסף של X10Extended הוביל ליצירת פורמט A10, שהרחיב משמעותית את שדה הכתובות (עד 4096 מודולים) והוסיף מספר פונקציות שירות (זמינות רק במכשירים שיוצרו על ידי היזם).פרוטוקולי A10 ו-X10 תואמים לחלוטין, מה שמאפשר להפעיל את שני סוגי המודולים באותה מערכת.
לסיכום, קשה שלא להסכים שממשק האוטומציה הביתית הראשון התיישן בחמישים השנים האחרונות. ניסיונות מודרניזציה, המזכירים תיקון הגג בעונת הגשמים, אינם מסוגלים לתקן את המצב באופן קיצוני. אבל המאפיינים התקציביים של הפלטפורמה עדיין מחזיקים אותה בשוק המערכות החכמות, וציוד X10 מיוצר ונמכר באופן פעיל.
חברות מקומיות חוזות גל חדש של פופולריות עבור הממשק. לצרכנים מוצע מגוון רחב הן של מכשירים עצמאיים והן של פתרונות בית חכם מוכנים המבוססים על פלטפורמת X10.
