Protocolo X10 em uma casa “inteligente”: os veteranos devem continuar a viver?

O artigo discute os dispositivos da casa "inteligente", trabalhando usando o protocolo X10.

Histórico do Protocolo de Comunicação X10 para controlar eletrodomésticos de um console central há quase quatro décadas. Foi desenvolvido em 1975 pela Pico Electronics e rapidamente ganhou o status de padrão de fato. Isso aconteceu graças à engenhosa solução de engenharia: use a fiação elétrica da casa para transmitir sinais de controle.

A ideia foi desenvolvida em modems PLC industriaishoje usado para transferir dados de medidores elétricos para a fiação elétrica. Um exemplo são os contadores de mercúrio da empresa Incotex Moscow. Mas, diferentemente de seu ancestral, esse protocolo de transferência de dados é fechado porque utiliza um algoritmo de codificação de dados proprietário para obter alta imunidade a ruídos.

Hoje, apenas as empresas que fabricam produtos compatíveis com o protocolo X10 têm dezenas, se não centenas. Fabricantes chineses adicionados a eles produtos de automação residencial com o protocolo S10, que é, se não um clone, certamente o irmão X10. Mas a abundância de produtos no mercado e a enorme popularidade anterior não significam que esse padrão não tenha problemas.

Para começar, familiarize-se brevemente recursos de transmissão de dados através da rede de energia do protocolo X10. Todos os produtos que atendem ao protocolo podem ser divididos em transmissores (fontes de sinais de controle) e receptoresou esquemas executivos. Os sinais de controle são transmitidos quando a tensão cruza o valor zero.

O transmissor, tendo determinado o momento de transição zero, com um atraso não superior a 200 microssegundos, emite um sinal de controle de 1 ms de duração na forma de um pacote (trem) de oscilações com uma frequência de 120 kHz e uma amplitude de até 5V. Os receptores de sinal neste momento "abrem" uma janela de tempo e "escutam" a rede. Quando um sinal aparece no tempo permitido, é processado. Na versão original, 256 receptores poderiam ser controlados. Uma descrição mais detalhada do protocolo pode ser encontrada em várias fontes. Não precisaremos de informações mais detalhadas para discussão.

Um recurso do protocolo X10 é a transmissão serial de códigos de instruções binários. Para uma transição através de um valor zero, apenas um bit de informação é transmitido. Portanto, este é um protocolo muito lento: transferir um comando padrão para ligar ou desligar um dispositivo leva cerca de um segundo. Você ainda pode aguentar esse inconveniente.

Mas a seguinte desvantagem pode limitar seriamente a vida útil de um padrão de vida longa. É sobre imunidade a ruídos extremamente baixos de dispositivos que trabalham com o protocolo X10. Desde a invenção do protocolo, o mundo mudou dramaticamente. Se nos anos setenta a principal fonte de interferência doméstica era lâmpadas de descarga e secadores de cabelo com um mecanismo coletor, hoje essa lista se expandiu significativamente.

Quase todas as casas ou apartamentos têm TVs e computadores com uma fonte de alimentação comutada. A energia de pulso usa lâmpadas econômicas modernas. Mesmo ordinário carregador contém um limitador de corrente não linear - um capacitor. Essa abundância de cargas não lineares polui as redes elétricas.

O grau de “poluição” das redes elétricas é tão alto que é difícil comparar mesmo com o ruído nas faixas de rádio. Há muito tempo regras estritas que governam a operação de equipamentos de rádio. Os requisitos para a qualidade das redes elétricas são aceitos nos EUA e nos países europeus (normas do Euro), mas não podem garantir a operação do equipamento padrão X10 sem falhas.É melhor não falar sobre a qualidade da energia nas redes dos países da CEI - é deprimente.

Sob essas condições, a transmissão de informações através de redes elétricas é possível apenas com um sofisticado sistema de codificação por algoritmos tolerantes ao ruído. E no protocolo X10, apenas um bit de controle e modulação de amplitude são usados ​​nos comandos. Portanto, a maioria dos usuários de dispositivos que operam no padrão X10 se queixam de comandos com defeito.

Para combater interferências externas e acesso não autorizado ao sistema, são instalados filtros, por exemplo, o módulo FM10, que faz parte da linha de unidades X10. Mas com o crescente número de fontes de interferência dentro da casa, vários desses módulos podem ser necessários. Tudo isso complica e sobrecarrega o sistema com unidades auxiliares.

Em geral, analisando a abundância de dispositivos compatíveis com o X10, surge a pergunta sediciosa: "Não é mais fácil abandonar o padrão, que tem tantas deficiências, e passar à construção de um sistema baseado em um protocolo moderno?"

Modern conjunto de controles remotos operando usando canais de rádiolida bastante com as tarefas de automação residencial de forma autônoma. Portanto, a incorporação de uma função de suporte X10 adicional é mais uma homenagem à tradição do que uma necessidade.

De fato, é necessário inserir um sinal de controle nos transceptores da rede de energia, o que complica os próprios painéis de controle e o sistema como um todo. Você também precisa adicionar repetidores de sinal de informação, filtros de queda de tensão, bloqueadores de sinal, pontes para comunicação com diferentes fases, etc. A lista de equipamentos auxiliares que aumenta a confiabilidade do sistema há muito tempo excede a complexidade dos dispositivos básicos do próprio sistema.

Para quem, então, tudo isso é liberado? O fato é que apenas nos Estados Unidos, cerca de 5 milhões de residências são equipadas com sistemas de automação de protocolo X10. Não há menos sistemas operando na Europa. Desde o advento do padrão, mais de 100 milhões de produtos foram vendidos. Os fabricantes são guiados por esses consumidores, expandindo continuamente a lista.

Mas para aqueles que estão pensando em resolver um problema fascinante criando uma "casa inteligente", concentre-se no padrão X10 e nos equipamentos que o suportam não vale a pena. Hoje, o mercado oferece produtos modernos para automação residencial, executando uma extensa gama de tarefas: medir temperatura e umidade, gerenciar cargas diretamente e o cronômetro, e muito mais. Além disso, eles são muito mais confiáveis ​​e geralmente mais baratos.

É importante considerar mais um recurso - produtos de fabricantes diferentes podem não ser compatíveis entre si. No contexto de todos esses problemas, deficiências como a falta de reconhecimento (feedback dos receptores) e a insegurança do acesso não autorizado parecem apenas pequenas rugosidade do padrão.

E mais uma coisa: por todas as suas falhas e idade respeitável, Os produtos padrão X10 estão longe de ser baratos hoje. O conjunto básico mais simples, composto por um controle remoto e um receptor, custa entre US $ 200 e cada unidade adicional ainda é uma média de US $ 30. E os produtos de fabricantes "respeitáveis", por exemplo, a empresa belga Xanura, custarão US $ 2.300 para um controlador multifuncional e 300 para um transceptor de infravermelho.

Portanto, aqueles que preferem esse padrão devem ter muito cuidado ao determinar as tarefas que seu sistema doméstico inteligente resolverá e à escolha de fornecedores de dispositivos. A melhor opção é comprar produtos X10 Inc, amplamente representados nos mercados da CEI, mas outras opções são possíveis, dependendo de seus recursos financeiros.