Curso de Domótica – Parte 6 : X10 – subparte 2/2

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Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina: Automação e Comando
Módulo: Domótica

Comunicação no X-10
O protocolo de comunicação X-10 consiste no envio de sinais binários pela rede eléctrica, usando uma portadora em amplitude (Amplitude Shift Keying – ASK) a 120 KHz. As transmissões X-10 são sincronizadas com a transição pelo zero da frequência da linha de potência AC (50Hz), uma vez que o ponto de passagem por zero possui menos ruído e está sujeito a menor interferência por parte de outros dispositivos ligados à rede eléctrica.
A presença de uma modulação em amplitude de 120KHz durante 1ms, na passagem por zero da onda sinusoidal, é usada para representar os símbolos binários que são transmitidos: o 1 e o 0. O primeiro é representado pela presença da modulação em amplitude de 120KHz, enquanto que o segundo é representado pela sua ausência. Os receptores são sincronizados para receber a portadora 120KHz, a cada passagem por zero da onda de 50Hz.

Figura A-1 – Modulação em amplitude de 120KHz na passagem por zero da linha de
potência AC de 50Hz.

Qualquer passagem por zero pode ser utilizada, tanto no sentido positivo como no sentido negativo.

A primeira passagem por zero pode ser uma transição positiva ou negativa e depende unicamente de quando ocorre a primeira modulação em amplitude no início da mensagem, uma vez que os receptores usam as primeiras modulações em amplitude para começar a contar os bits da mensagem.
Devido às necessidades de potência por parte do equipamento comercial, são geralmente utilizados sistemas de distribuição de energia de três fases, pelo que cada onda AC corresponde a cada uma das fases do sistema de distribuição de energia.
Assim, se o transmissor estiver numa fase e o receptor numa das outras duas, as mensagens não são recebidas por falta de sincronismo entre aqueles, no que diz respeito às passagens por zero. Para resolver este problema, a modulação em amplitude de 120KHz é transmitida três vezes, para coincidir com as três passagens por zero das três fases do sistema de distribuição de energia.

Mensagens X-10
Cada mensagem X-10 é constituída por 13 bits distribuídos por três campos: 4 correspondentes ao campo código de início (start code), 4 ao campo código de casa (house code) e 5 ao campo código de unidade (unit code) ou ao campo código de função (function code). A transmissão completa da mensagem X-10 inclui 11 ciclos de potência: os dois primeiros representam o código de início, os quatro seguintes, o código de casa e os 5 últimos, o código de unidade ou o código de função.

A Figura seguinte mostra o formato da mensagem.

O campo código de início, constituído por 4 bits, é usado para alertar os receptores de que está a chegar uma nova mensagem. Cada bit deste campo é transmitido num meio ciclo AC, constituindo uma excepção à transmissão padrão dos símbolos (um ciclo por bit).
O campo código de casa possui o código da casa que varia de A a P. Por fim, o último campo da mensagem corresponde ao campo código de unidade ou ao campo código de função. A distinção entre estes dois campos é efectuada através do último bit, designado por bit de função (function bit). Se este estiver a 0, os 4 bits precedentes correspondem ao campo código de unidade e contêm o endereço do módulo X-10 a controlar. Se estiver a 1, os 4 bits precedentes correspondem ao campo código de função e contêm a função a ser executada pelo módulo X-10.
Existem assim dois tipos de mensagens X-10, correspondentes às combinações código de casa/código de unidade e código de casa/código de função.
Ao receber a primeira, o módulo X-10 fica apto a poder executar uma função que lhe será enviada para o mesmo código de casa da primeira mensagem. Esta função é transmitida na mensagem código de casa/código de função.
É possível endereçar vários módulos, enviando uma mensagem código de casa/código de unidade correspondente a cada um dos módulos, tornando-os aptos a receber uma mensagem código de casa/código de função e a executar a respectiva função.

Pacotes X-10
A mensagem X-10 é sempre transmitida duas vezes, aos pares, num pacote de 26 bits, sem intervalo de ciclos entre as mensagens. Ao transmitir a mensagem duas vezes, garante-se redundância na transmissão permitindo assim aos dispositivos receptores a possibilidade de comparar as duas mensagens do pacote. Estes dispositivos podem usar apenas uma das mensagens ou as duas. Entre a transmissão de cada pacote X-10 há um intervalo de três ciclos de potência.
Os receptores necessitam de um mínimo de três ciclos de potência a seguir à recepção de um pacote, para poderem receber o pacote seguinte. Os comandos BRIGHT e DIM constituem uma excepção, já que na sua transmissão não existem intervalos entre os pacotes X-10.