تبلیغات
بانک مقالات و نرم افزارهای برق - پروتکل X10 در اتوماسیون منازل. X10 Home Automation

X10 به‌عنوان اولین تكنولوژی domotic در سال 1975 توسط شركت Pico Electronics اختراع شد كه هنوز هم به‌عنوان پركاربردترین این تكنولوژی‌ها مطرح می‌باشد. امروزه از این تكنولوژی در سرتاسر دنیا به خصوص در مواقعی كه امكان استفاده از شبكه های باسیم و یا كابل كشی در سطح فیلد (Field) وجود ندارد استفاده می گردد.

X10 یك زبان ارتباطی ست كه امكان می دهد ادوات اتوماسیون خانگی سازگار با این زبان از طریق سیم كشی موجود در منزل با یكدیگر ارتباط بر قرار كنند. با این امكان دیگر نیازی به هزینه كرد و كابل كشی مجدد در منزل برای اتوماسیون نخواهد بود.
فن آوری X10 سالهاست كه در اتوماسیون خانگی امریكای شمالی مورد استفاده قرارمی گیرد. سهولت استفاده و كاربری قابل اعتماد این فن آوری باعث شده كه سری 230V/50Hz این ادوات نیز جهت استفاده در اروپا تولید بسرعت همه گیر شود. این فناوری در حال حاضر در حال گسترش در آسیا نیز می باشد.

چرا X10 محبوب تر از سایر روشهای اتوماسیون خانگیست؟ چون:
- از نظر اقتصادی بدلیل صرفه جوئی در انرژی بصرفه است.
- بصورت ماژولهای مستقل بوده و به آسانی قابل افزایش می باشد.
- كاربری فوق العاده راحتی دارد.
- نصب آن بسیار آسان است.
- احتیاجی با سیم كشی مجدد در ساختمان نداشته و بهمین دلیل هزینه و زمان نصب اندكی دارد.
- تولید كنندگان مختلفی در دنیا محصولات متنوعی در این زمینه تولید می كنند.
- باعث افزایش راندمان ، سهولت كاربری و ایجاد امنیت در خانه می گردد.

آدرس دهی در پروتكل X10:



آدرس دهی در X10 بر اساس
house code و unit code انجام می شود كه house code ها از A تا P برای تفكیك نواحی وunit code ها از 1 تا 16 برای تفكیك ماژولهای هر ناحیه است. بعنوان مثال اگر كلیدی روی ریموت كنترل شما برای آدرس D8‌ تنظیم شده باشد، كلیه ماژولهائی كه با این آدرس تعریف شده باشد توسط این كلید روشن و خاموش می شوند. تلفیق house code و unit code امكان استفاده از 256 آدرس و بالطبع 256 ماژول كنترلی را در یك منزل فراهم می نماید.

ماژولهای X10 چگونه كار می كنند؟



بزبان ساده فن آوری X10 بر مبنای ارسال و دریافت سیگنال با ولتاژ پایین روی خط انتقال نیروی الكتریكی 230V AC/50Hz می باشد. تمامی ماژولهای X10 نصب شده در منزل كه به خطوط برق خانه شما متصل می باشند این سیگنال را می بینند ولی فقط ماژولی به این سیگنال پاسخ می دهد كه آدرس خود را روی این سیگنال ببیند. بعنوان مثال اگر یك فرستنده X10 فرمان "
A3 ON" را ارسال نماید، ماژولی كه با آدرس A3 تعریف شده است روشن می شود. اگر در منزل بیش از یك ماژول با این آدرس كد شده باشند، تمامی آنها پس از وصول این سیگنال روشن می شوند.

اساسا X10 نام یك پروتكل ارتباطی و نیز محصولاتیست كه ما روی سیم كشی موجود ساختمان خود نصب می كنیم تا از طریق عبور سیگنالهای با ولتاژ پایین از سیم كشی با یكدیگر ارتباط برقرار كنند. این سیگنالها روی دیگر وسایل برقی منزل هیچ تاثیری نمی گذارند.

سیگنالها وقتی ارسال می شند كه ولتاژالكتریكی 0V است. این كار بدلیل متناوب بودن جریان الكتریكی با تناوب 50 سیكل در ثانیه صورت میپذیرد. بیشتر فرستنده های X10 ولتاژی كمتر از1V را روی خط ارسال می نمایند. اغلب گیرنده های X10 ولتاژی در حدود 100mV را جهت فعال شدن نیاز دارند. در این حالت اگر روی خط، نویز حاصل از كاركرد دیگر وسایل برقی مانند جارو برقی، هواكش، تهویه مطبوع، سشوار، رایانه و تلویزیون وجود داشته باشد، ممكن است باعث عدم دقت كاركردی ماژولها شود. در این حالت استفاده از فیلتر ها و میكروفیلتر های X10 باعث كاهش نویز های ناخواسته در حد استاندارد كاركرد ماژولهای X10 میشود.

Device Module ها :
بسته به باری كه بایستی كنترل شود ماژول‌های مختلفی بایستی بكارگیری شود. برای لامپهای معمولی یك ماژول لامپ و یا ماژول رادیویی می‌تواند استفاده گردد.


این ماژول‌های با كمك
ترایاك لامپ را روشن و خاموش و یا پرنور و كم‌نور می‌نمایند. این ماژولها هیچ صدایی را ندارند و باری بین 40 تا 500 وات را كنترل می‌نمایند. برای بارهایی غیر از لامپ‌های معمولی مثل فلورسنت و یا لامپ های متال (دشارژ بسیار سریع) و یا وسایل الكترونیكی ماژول‌های لامپ مناسب نیستند و یك ماژول وسایل برقی بایستی به‌ كارگرفته شود. این ماژول‌ها جهت روشن و خاموش كردن وسایل از یك رله Impulse استفاده می‌نمایند. این ماژولها غالباً برای كنترل وسایلی كه از آمپر‌های خیلی كم تا حدود 15A را استفاده می‌نمایند استفاده می‌شوند.

بسیاری از ماژول‌ها قابلیت دیگری را بنام
كنترل منطقه‌ای ارائه می‌دهند. یعنی اگر ماژول خاموش باشد روشن كردن كلید اصلی دستگاه یا لامپ باعث روشن شدن آن می‌شود بدون اینكه نیاز باشد شما به سراغ دستگاه كنترل كننده X10 بروید. لازم به ذكر است ماژول‌های كلید دیواری این قابلیت را ندارند.

برخی ماژول‌های كلید دیواری قابلیتی را به‌نام كم كردن نور محلی دارند. معمولاً یك كلید لامپ معمولی فقط قابلیت روشن و خاموش كردن می‌دهند تا قابلیت كم نور و پر نور كردن ولی در این كلیدها فشاز دادن و نگه‌داشتن كلید زنگی باعث می‌شود كه لامپ كم‌نور و پرنور شود.

كنترل كننده ها :



بازه بسیار گسترده‌ای را از كنترل كننده‌های بسیار ساده تا كنترل كننده‌های بسیار پیشرفته را شامل می‌شوند. ساده‌ترین كنترلها برای كنترل 4 وسیله X10 طراحی شده‌اند كه می‌تواند:

1) چهار وسیله را كنترل كند
2) آخرین وسیله انتخابی را كم‌نور یا پرنور نماید
3) همه را روشن و یا همه را خاموش نماید.

كنترل‌های پیشرفته‌تر می‌توانند وسایل بیشتری را كنترل كرده و یا می‌توانند نقش یك تایمر را ایفا نماید كه درزمانهای معینی كارهای از پیش تعیین شده‌ای را انجام می‌دهند. همچنین برخی از این كنترلها می‌توانند به كمك
Motion-detector ها یا Photo cell‌ ها چراغ‌ها را روشن یا خاموش نمایند.

نهایتاً كنترل‌های بسایر پیشرفته‌ای نیز موجود هستند كه می‌توانند كاملاً برنامه‌ریزی شده و یا برنامه‌هایی كه در یك كامپیوتر خارجی نوشته‌شده‌اند را اجرا نمایند.


این وسائل می‌توانند بسیاری از فعالیت‌های زمان‌بندی شده را انجام دهند. به سنسورهای خارجی پاسخگو باشند و كاری را به‌صورت یكپارچه و با فشار یك دكمه انجام دهند، مثلاً چراغ‌ها را روشن كنند، سطح روشنایی را تنظیم نمایند و ... . برنامه‌های كنترلی برای كامپیوتر‌هایی كه تحت ویندوز هستند ،
Apple Macintosh‌ ها و یا Linux‌ ها در دسترس هستند.

در این تكنولوژی سیستم‌های هشدار‌دهنده سرقت نیز وجود دارند . در این سیستم‌ها كنترل‌كننده ها از
پروتكل‌های X10 استفاده نموده و یا بطور‌ عادی سیم‌كشی می‌شوند تا به یك سری از سنسور‌های خارجی كه ممكن‌است درها، پنجره‌ها یا سایر نقاط دسترسی را مراقبت می نماید مرتبط شوند. ممكن است كنترل كننده بعد از تشخیص سرقت از پروتكل X10 جهت روشن كردن چراغ‌ها، به صدا درآوردن آژیر و ... استفاده نماید.

نقاط ضعف و محدودیت ها :
یك مشكل با X10 فراوانی تضعیف سیگنالها بین دو هادی در سیستم‌های سه سیمه است كه در بسیاری از نقاط آمریكای شمالی استفاده می‌گردد. سیگنالها از یك فرستنده بر روی یك هادی فعال امكان انتشار به یك‌هادی دیگر از طریق سیم‌پیچ‌های یك ترانسفورماتور با امپدانس بالا را ندارند. معمولاً هیچ راه‌حل قابل اطمینانی برای ارسال سیگنالها از روی یك فاز بر روی فاز دیگر وجود ندارد. این مشكل ممكن است برای وسایلی كه با ولتاژ 240 ولت كار می كنند مثل بخاری‌ها و خشك‌كن‌ها پدید آید و باعث خاموش و روشن شدن آنها شود (در این قسمت از مقاله به كشورهایی كه ولتاژ برق شهر در آنها 120 ولت است و برخی وسایل به‌صورت 2 فاز با 240 ولت كارمی‌نمایند اشاره شده است ). وقتی این دستگاه‌ها روشن می‌شوند یك پل با
امپدانس پایین را برای سیگنالهای X10 ، بین 2 فاز ایجاد می‌نمایند. این مشكل را می‌توان با نصب یك خازن بین فازها برای عبور سیگنالهای X10 مرتفع نمود. بیشتر حرفه‌ای های این محصولات ، یك تقویت‌كننده فعال را بین فازها نصب می‌نمایند. این تقویت‌كننده‌ها در خانه‌هایی كه به‌صورت 3 فاز از برق شهر استفاده می‌نمایند نیز ، جهت انتقال سیگنالهای x10 بین فازها مورد نیاز است. در ایران غالب منازل از یك سیستم 240 ولت تك فاز استفاده می‌نماند بنابراین این مشكل احتمال وقوع ندارد.

مشكلات دیگر : تلویزیون‌ها یا وسایل بی‌سیم ممكن است سیگنالهای On یا Off مجازی تولید نمایند.
Noise Filtering (كه روی بسیاری از كامپیوتر‌ها یا مودم‌ها نصب می‌شود) می‌تواند به دور نگه‌داشتن این نویز‌ها از سیگنالهای X10 كمك نماید، ولی Noise Filter‌هایی كه برای X10 طراحی نشده‌اند ممكن است خود باعث فیلتر شدن سیگنالهای X10 گردند.

ضمناً برخی منابع تغذیه بكاررفته در وسائل الكترونیكی پیشرفته مثل كامپیوتر‌ها، تلویزیون‌ها و رسیور‌های ماهواره سیگنالهای X10 را دراصطلاح می‌بلعند. به‌طور نمونه،‌خازن‌های بكاررفته در ورودی‌های منابع تغذیه این سیستمها سبب ایجاد اتصال كوتاه بین فاز و نول برای سیگنالهای X10 شده و بنابراین باعث توقف سیگنالهای تولید شده توسط آن سیستم و حتی حذف سیگنالهای تولیدشده توسط لوازم نزدیك به آن خواهند شد.
فیلتر‌ XPPF می‌تواند مانع از رسیدن سیگنالهای X10 به چنین دستگاه‌هایی گردد و باعث می شوند چنین ایرادات مبهمی در X10 از بین برود.


X-10 Pro Plug In Noise Filter

اما استفاده از فیلتر
XPPF برای تک تک اینچنین تجهیزات الکترونیکی مقرون به صرفه نیست، به همین دلیل در صورتی زیاد بودن تعداد وسایل الکترونیکی مکنده سیگنال، از تقویت کننده های سیگنال مانند  XTB یا XTB-II  استفاده می شود.


XTB-IIR X10 Transmit Booster / Repeater

برخی كنترل‌كننده‌های X10 نمی‌توانند در توان‌های پایین (زیر 50 وات) عملكرد مناسبی داشته‌باشند. یا حتی اصلاً كار نخواهند كرد و یا حتی با وسایلی مثل فلورسنت ها كه بار مقاومتی زیادی ندارند مشكل ساز خواهند شد. بكارگیری یك
Appliance Module بجای یك Lamp Module این دست مشكلات را مرتفع خواهد نمود.

سیگنالهای X10 فقط می‌توانند یك دستور را در یك زمان ارسال نمایند. اگر در یك لحظه دو سیگنال X10 ارسال شود تداخل بوجود آمده و گیرنده‌ها پاسخ مناسب را نشان نخواهند داد.



طبقه بندی: اتوماسیون صنعتی،

تاریخ : شنبه 9 فروردین 1393 | 12:03 ب.ظ | نویسنده : سجاد عبداللهیان | نظرات
.: Weblog Themes By SlideTheme :.