Einführung in X-10 Hausautomationssysteme und Protokolle

1. Einführung in die Automatisierungstechnik-Systeme

Diese Systeme sind der Automatisierung von Wohnhäusern und anderen Gebäuden gewidmet und umfassen:

• Steuer- und Energiemanagement
• Sicherheit
• Compliance
• Kommunikation

Es ist üblich, die verschiedenen Bereiche gleichzeitig zu nutzen. Beispiele:

1. Lasten trennen, wenn die Energieversorgung unterbrochen wird (CPI)
2. Lasten verbinden und trennen
3. Zeitplanung von Aufgaben
4. Beleuchtungssteuerung
5. Automatische Markisen
6. Steuerung von Telefon-Alarmsystemen
7. Auslesen von Fernsteuerungen
8. Verwaltung von Geräten mit Fernsteuerung
9. Viele weitere Anwendungen

Es gibt vier Arten von SHS-Systemen (Smart Home Systems):

• Systeme zur Stromlaststeuerung: Vorgesehen für die Hausautomation (z.B. X-10).
• Datenbussysteme: Vorgesehen für die Haus- und Gebäudeautomation (z.B. EIB).
• Individuell programmierbare Controllersysteme: Geplant für die Gebäudeautomation.
• SPS-basierte Systeme: Nutzen nicht-spezifische Programmiersprachen für Häuser und Gebäude.

2. Systeme zur Stromlaststeuerung: X-10 Pro

Die Signale werden über die konventionelle elektrische Verteilung, sowohl einphasig als auch dreiphasig, übertragen.

2.1. Das X-10 Protokoll

X-10-Nachrichten sind binär und bestehen aus 13 Bits. Die ersten 4 Bits sind der Startcode einer Nachricht (III0). Die folgenden 4 Bits sind der Hauscode; es gibt daher $2^4 = 16$ mögliche Haus-Codes, die mit den Großbuchstaben A bis P identifiziert werden. Die nächsten 5 Bits werden verwendet, um $2^5 = 32$ Einheiten (oder 16 Codes und 16 Funktionscodes) zu identifizieren.

Hauscode (Hm): (III0 (oben) 0II0 (Wohnungscode) 0II00 / 1). Die letzte Ziffer gibt an, ob der Code eine Einheit (0) oder eine Funktion (1) ist. Bei Funktionscodes sind die letzten 5 Ziffern relevant.

Siehe angehängtes Tabellenblatt für Details.

Eine binäre 1 wird durch einen 120-kHz-Puls dargestellt, der 1 ms lang ist und dem 50-Hz-Signalsignal überlagert wird. Dieser Puls wird dreimal übertragen, getrennt durch 60° des elektrischen Wellenformniveaus in jeder Phase (Stufe 0).

Eine binäre 0 ist das Fehlen eines 120-kHz-Pulses.

Für den Startcode werden die Übergänge von 0 genutzt, sowohl beim Anstieg als auch beim Abfall der Welle. Für den Rest der Nachricht wird der Übergang von 0 genutzt, wenn die elektrische Welle niedrig ist, und der nächste Übergang für die Übertragung der zusätzlichen Bit zur Fehlererkennung genutzt. Die direkte Übertragung einer Nachricht benötigt 11 Zyklen. Die Nachrichten werden immer wiederholt, wobei bei Einträgen, bei denen keine Trennung erforderlich ist, eine Wiederholung von 3 Zyklen erfolgt.

Wenn ein X-10-Gerät ein Telegramm empfängt, enthält dieses einen Hauscode und einen Gerätespezifischen Code, mit dem das Gerät konfiguriert wurde oder der dem Empfänger der Nachricht entspricht. Das Telegramm wird von allen Empfängern gehört, aber nur diejenigen mit dem passenden Haus- und Einheits-Code reagieren.

2.2. X-10 Module

2.2.1. Schaltausgangsmodule

Die Funktion dieser Module besteht darin, die an sie angeschlossenen Verbraucher ein- oder auszuschalten.