DOMÓTICA
Protocolo de comunicação
EIB - KNX
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Introdução
O Konnex (KNX), foi criado a 14 de Abril de 1999, a partir
dos protocolos Batibus, EIB e EHS.
Tem como objectivo criar um único standard europeu
para automação das casas e edifícios, que seja capaz
de competir em qualidade, prestação de serviços e
preços com outros protocolos norte americanos.
Esta tecnologia baseia-se no protocolo EIB – European
Installation Bus, complementada com novos mecanismos
de configuração e meios físicos de comunicação.
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Características
O protocolo EIB-KNX é um protocolo aberto normalmente
implementado como um sistema descentralizado.
A gestão descentralizada consiste em cada dispositivo ter o seu
próprio controlo, comunicando directamente entre si, sem
necessidade de hierarquia ou supervisão da rede.
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Características
É possível sempre que necessário implementar aplicações
centralizadas para gestão do sistema.
A gestão centralizada consiste na ligação à rede de uma aplicação de
controlo para gerir o sistema. Esta aplicação corre normalmente num
computador que pode ser ligado à rede a partir de qualquer
localização, permitindo assim uma gestão centralizada do sistema.
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Meios de transmissão
O sistema EIB inicialmente utilizava como meio de
transmissão o par de cobre entrançado, mas após a
evolução para o protocolo EIB-KNX (Konnex), passa a
suportar diferentes meios, tais como o par de cobre
entrançado, a rede eléctrica, a radiofrequência e os
infravermelhos. Sendo actualmente o par de cobre
entrançado o meio de transmissão mais utilizado.
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Transmissão de sinais
No cabo de par de cobre entrançado a transmissão de sinais é feita por
meio da diferença de tensão entre os dois condutores.
As mensagens que transitam no cabo de par de cobre entrançado entre
dispositivos são chamadas telegramas. Estes telegramas são constituídos
por sequências binárias. Cada telegrama emitido por um determinado
aparelho será codificado em binário (ex.: 10010011...), que por sua vez é
convertido em sinais eléctricos. O sinal é transmitido de modo simétrico no
Bus.
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Transmissão de sinais
Neste tipo de transmissão um dispositivo pode começar a fazê-lo se encontrar o
barramento inactivo (livre), caso contrário, terá de aguardar até este ficar livre.
Os dispositivos “escutam” o barramento, enquanto transmitem com o objectivo de
detectarem qualquer colisão. Quando um dispositivo tenta impor o estado lógico “1”
(estado lógico menos prioritário) e detecta o estado lógico “0”, pára de transmitir
para permitir que o dispositivo com a mensagem prioritária o continue a fazer.
O dispositivo com a mensagem de prioridade mais baixa (“1”), continua a “escutar” o
barramento para que logo que a mensagem prioritária terminar poder então transmitir os
seus dados.
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Funcionamento
Para que os diversos dispositivos EIB-KNX comuniquem entre si, não só
precisam de conseguir "falar" uns com os outros, como também precisam de
usar a mesma "linguagem". Os dados transmitidos e recebidos devem ter o
mesmo significado para ambos os dispositivos.
Numa instalação EIB-KNX, cada dispositivo inserido no sistema terá uma
designação única. Esta designação é conhecida como endereço físico do
protocolo e funciona como o bilhete de identidade do aparelho. O endereço
físico tem uma estrutura própria estabelecida:
O endereço físico de um produto poderá ser, por exemplo, 2.10.54. Isto significa
que o produto será o 54º participante instalado, linha 10 da zona 2.
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Funcionamento
Existe ainda o conceito de endereçamento de grupo.
Um endereço de grupo pode ter duas estruturas distintas:
endereçamento de 2 níveis (grupo principal / subgrupo);
endereçamento de 3 níveis (grupo principal / grupo intermédio / subgrupo).
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Funcionamento
Numa comunicação entre um sensor (por exemplo um interruptor) e um actuador (por
exemplo uma lâmpada) existe uma sequência de operações. O interruptor estando
inicialmente identificado pelo seu endereço físico (endereço de origem), comunica com a
lâmpada através do correspondente endereço de grupo (endereço de destino), como é
apresentado na seguinte imagem:
Se por exemplo, no esquema anterior associarmos ao objecto de comunicação do interruptor o
endereço de grupo 1/7/4, em vez de1/3/2, ambos os dispositivos (persianas e lâmpada)
receberiam o telegrama.
A transmissão da informação é baseada na troca de dados codificados entre objectos de
comunicação (caixas de correio), que apenas podem transmitir telegramas com um único
endereço de grupo. Do lado oposto, os objectos de comunicação podem subscrever diversos
endereços de grupo, o que lhes permite receber telegramas de diferentes origens.
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Funcionamento
O sistema KNX/EIB está baseado numa topologia descentralizada, na qual
sensores e actuadores comunicam entre si através de um par entrançado de
baixa tensão de segurança, 24V. Este par proporciona a alimentação para a
electrónica dos vários componentes e também transmite a informação entre eles.
Quando se acciona qualquer dos botões, envia-se um telegrama ao bus com uma
codificação determinada, que é composta basicamente dos dados a transmitir e a
direcção do destinatário. Este telegrama será recebido por todos os actuadores do
sistema, mas somente o que tiver a direcção do destinatário será o que executa a
ordem que vem prescrita. Assim, não é necessário instalar nenhum tipo de
elemento central, porque a comunicação é feita entre sensores e actuadores
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Configurações
A imagem ilustra que o sistema de base do KNX é o EIB e que para todos os
modos de configuração, existe um software criado pela KONNEX para
configurar os dispositivos KNX/EIB denominado por ETS (Engineering Tool
Software).
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Configurações
S-mode (System mode): a configuração do modo sistema usa a
mesma filosofia que o EIB, isto é, os diversos dispositivos ou
modos da nova instalação, são instalados e configurados por
profissionais com ajuda de um software (ETS) especialmente
concebido para este propósito. Este é o modo mais utilizado.
E-mode (Easy mode): na configuração do modo simples os
dispositivos são programados em fábrica para realizar uma função
concreta. Mesmo assim devem ser configurados alguns detalhes
no local da instalação mediante o uso de um controlador (como
uma porta residencial) ou mediante micro interruptores alojados
nos dispositivos (semelhante ao X-10 ou outros dispositivos
proprietários que há no mercado).
A-mode (Automatic mode): na configuração do modo automático,
com uma filosofia Plug&Play, nem o instalador nem o utilizador final
têm de configurar o dispositivo. Este modo será especialmente
indicado para ser usado em electrodomésticos e equipamentos de
entretenimento (consolas, set-top boxes, áudio e vídeo).
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Instalação convencional / EIB-KNX
Relativamente a uma instalação convencional o sistema KNX/EIB oferece as seguintes
vantagens:
Redução da linha de 220 V AC a favor de uma linha de baixa tensão de segurança de
24 V, isto implica, entre outra coisas, uma redução do perigo de incêndio, um aumento
de segurança da instalação e uma diminuição da radiação electromagnética;
Maior simplicidade da instalação. Acaba-se com os complexos emaranhados de cabos
eléctricos que necessitam os comutadores, inversores, etc. todos os botões são ligados
aos dois fios do bus e a relação entre estes e os actuadores define-se através do
software.
Facilidade nas ampliações e flexibilidade. Uma instalação convencional permite poucas
alterações e necessita sempre de alterar a cablagem perante ampliações ou
modificações do uso. Uma instalação do tipo bus permite modificar o seu uso somente
com uma reprogramação de alguns componentes e as ampliações são geralmente
simples de levar a cabo.
Como inconveniente pode-se citar que os componentes são mais caros, logicamente,
que os mecanismos convencionais.
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