Protokol X10 v „chytrém“ domě: měli bychom žít s veteránem?

Článek pojednává o zařízeních „chytrého“ domu pracujícího s protokolem X10.

Historie komunikačního protokolu X10 pro ovládání domácích elektrických spotřebičů z centrální konzole má téměř čtyři desetiletí. Byl vyvinut již v roce 1975 společností Pico Electronics a rychle získal status de facto standardu. Stalo se tak díky důmyslnému inženýrskému řešení: k přenosu řídicích signálů použijte elektrické vedení domu.

Myšlenka byla vyvinuta v roce 2007 průmyslové PLC modemypoužívá se dnes k přenosu dat z elektroměrů do elektrického vedení. Příkladem jsou čítače rtuti společnosti Incotex Moskva. Na rozdíl od svého předka je však tento protokol pro přenos dat uzavřen, protože používá proprietární algoritmus kódování dat k dosažení vysoké odolnosti proti šumu.

V současné době mají pouze firmy vyrábějící produkty kompatibilní s protokolem X10 desítky, ne-li stovky. Přidali se k nim čínští výrobci produkty domácí automatizace s protokolem S10, což je, ne-li klon, pak rozhodně sourozenec X10. Množství produktů na trhu a velká bývalá popularita však neznamená, že tento standard nemá žádné problémy.

Chcete-li začít, krátce se seznamte vlastnosti přenosu dat přes energetickou síť protokolu X10. Všechny produkty, které splňují tento protokol, lze rozdělit na vysílače (zdroje řídicích signálů) a přijímačenebo výkonné programy. Řídicí signály jsou vysílány, když napětí překročí nulovou hodnotu.

Vysílač, který určil okamžik nulového přechodu, se zpožděním ne více než 200 mikrosekund, dává řídící signál s dobou trvání 1 ms ve formě paketu (soupravy) oscilací s frekvencí 120 kHz a amplitudou do 5V. Přijímače signálu v tomto okamžiku „otevřou“ časové okno a „poslouchají“ síť. Když se signál objeví v povoleném čase, je zpracován. V původní verzi bylo možné ovládat 256 přijímačů. Podrobnější popis protokolu lze nalézt v mnoha zdrojích. Nebudeme potřebovat podrobnější informace k diskusi.

Funkce protokolu X10 je sériový přenos binárních instrukčních kódů. Pro jeden přechod nulovou hodnotou je přenášen pouze jeden bit informace. Jedná se tedy o velmi pomalý protokol: přenos standardního příkazu k zapnutí nebo vypnutí zařízení trvá asi sekundu. Stále se můžete s takovými nepříjemnostmi vyrovnat.

Následující nevýhoda však může vážně omezit životnost standardu s dlouhou životností. Je to o extrémně nízká hlučnost zařízení pracujících s protokolem X10. Od vynálezu protokolu se svět dramaticky změnil. Pokud byl v sedmdesátých letech hlavním zdrojem rušení pro domácnost výbojky a vysoušeče vlasů s motorem kolektoru, dnes se tento seznam výrazně rozšířil.

Téměř každý dům nebo byt má televizory a počítače s přepínáním napájení. Pulzní energie využívá moderní úsporné žárovky. Dokonce i obyčejné nabíječka obsahuje nelineární omezovač proudu - kondenzátor. Takové množství nelineárních zátěží „znečišťuje“ elektrické sítě.

Stupeň „znečištění“ elektrických sítí je tak vysoký, že je obtížné ho porovnat i s hlukem v rádiových pásmech. Provoz rádiových zařízení již dlouho existuje. Požadavky na kvalitu elektrických sítí jsou přijímány ve Spojených státech a evropských zemích (evropské standardy), nemohou však zaručit bezporuchový provoz standardního vybavení X10.Je lepší nemluvit o kvalitě energie v sítích zemí SNS vůbec - je to depresivní.

Za těchto podmínek je přenos informací po elektrických sítích možný pouze pomocí sofistikovaných algoritmů kódování tolerantních vůči šumu. A v protokolu X10 se v příkazech používá pouze jeden řídicí bit a modulace amplitudy. Většina uživatelů zařízení pracujících ve standardu X10 si proto stěžuje na nefunkční příkazy.

Pro boj proti vnějšímu rušení a neoprávněnému přístupu do systému jsou instalovány filtry, například modul FM10, který je součástí řady X10 jednotek. Ale s rostoucím počtem zdrojů rušení uvnitř domu může být vyžadováno několik takových modulů. To vše komplikuje a přetěžuje systém pomocnými jednotkami.

Obecně platí, že při analýze velkého množství zařízení kompatibilních s X10 vzniká zdvořilá otázka: „Není snadnější opustit standard, který má tolik nedostatků, a přejít k budování systému založeného na moderním protokolu?“

Moderní sada dálkových ovladačů pracujících pomocí rádiových kanálůdocela dobře zvládne úkoly domácí automatizace. Vložení další podpůrné funkce X10 je proto spíše tradicí než nutností.

Opravdu, pro zadání řídicího signálu do energetické sítě jsou vyžadovány transceivery, což komplikuje jak samotné ovládací panely, tak systém jako celek. Musíte také přidat informační opakovače signálu, filtry úbytku napětí, blokátory signálu, mosty pro komunikaci s různými fázemi atd. Seznam pomocných zařízení, které zvyšují spolehlivost systému, již dávno překročil složitost základních zařízení samotného systému.

Pro koho je tedy tohle všechno propuštěno? Faktem je, že pouze ve Spojených státech je přibližně 5 milionů domácností vybaveno systémy pro automatizaci protokolů X10. V Evropě nefunguje méně systémů. Od zavedení standardu se prodalo více než 100 milionů produktů. Výrobci se těmito spotřebiteli řídí a seznam neustále rozšiřují.

Ale pro ty, kteří uvažují o vyřešení fascinujícího problému vytvoření „inteligentního domu“, zaměřte se na standard X10 a zařízení, která jej podporují, za to nestojí. Dnes trh nabízí moderní výrobky pro domácí automatizaci, vykonávající širokou škálu úkolů: měření teploty a vlhkosti, přímé řízení zatížení a časovače a mnoho dalšího. Navíc jsou mnohem spolehlivější a často levnější.

Je důležité zvážit ještě jednu vlastnost - produkty od různých výrobců nemusí být vzájemně kompatibilní. Na pozadí všech těchto problémů vypadají takové nedostatky, jako je nedostatek potvrzení (zpětná vazba od přijímačů) a nejistota před neoprávněným přístupem, jen malou drsností normy.

A ještě jedna věc: pro všechny své nedostatky a slušný věk, Standardní produkty X10 dnes zdaleka nejsou levné. Nejjednodušší základní sada, sestávající z dálkového ovládání a přijímače, stojí od 200 USD a každá další jednotka je stále v průměru 30 USD. A výrobky „renomovaných“ výrobců, například belgické společnosti Xanura, budou stát za multifunkční řadič 2 300 $ a za IR vysílač 300.

Ti, kteří dávají přednost této normě, by proto měli být velmi opatrní při určování úkolů, které váš inteligentní domácí systém vyřeší, a při výběru dodavatelů zařízení. Nejlepší možností je koupit produkty X10 Inc, které jsou široce zastoupeny na trzích CIS, ale další možnosti jsou možné v závislosti na vašich finančních možnostech.