X10 protokols “viedajā” mājā: vai mums vajadzētu dzīvot kopā ar veterānu?

Rakstā apskatītas "viedās" mājas ierīces, strādājot, izmantojot protokolu X10.

Komunikācijas protokola vēsture X10 mājsaimniecības elektroierīču vadīšanai no centrālās konsoles ir gandrīz četras desmitgades. To 1975. gadā izstrādāja Pico Electronics, un tas ātri ieguva de facto standarta statusu. Tas notika pateicoties ģeniālajam inženiertehniskajam risinājumam: vadības signālu pārraidīšanai izmantojiet mājas elektrisko vadu.

Ideja tika izstrādāta 2007 rūpnieciski PLC modemimūsdienās izmanto datu pārsūtīšanai no elektrības skaitītājiem uz elektroinstalāciju. Kā piemēru var minēt Incotex Maskavas uzņēmuma dzīvsudraba skaitītājus. Bet atšķirībā no senča, šis datu pārsūtīšanas protokols ir slēgts, jo tas izmanto patentētu datu kodēšanas algoritmu, lai sasniegtu augstu trokšņa imunitāti.

Mūsdienās tikai uzņēmumiem, kas ražo produktus, kas ir saderīgi ar X10 protokolu, ir desmitiem, ja pat simtiem. Viņiem pievienoja ķīniešu ražotāji mājas automatizācijas produkti ar S10 protokolu, kas ir ja ne klons, tad noteikti X10 brālis. Bet produktu pārpilnība tirgū un milzīgā iepriekšējā popularitāte nenozīmē, ka šim standartam nav problēmu.

Lai sāktu, īsi iepazīstieties ar datu pārsūtīšanas iezīmes, izmantojot X10 protokola elektrotīklu. Visus produktus, kas atbilst protokolam, var iedalīt raidītāji (vadības signālu avoti) un uztvērēji, vai izpildvaras shēmas. Vadības signāli tiek pārraidīti, kad spriegums pārsniedz nulles vērtību.

Raidītājs, nosakot nulles pārejas brīdi, ar kavēšanos ne vairāk kā 200 mikrosekundēs, dod vadības signālu ar 1 ms ilgumu svārstību paketes (vilciena) formā ar frekvenci 120 kHz un amplitūdu līdz 5V. Signāla uztvērēji šajā laikā “atver” laika logu un “klausās” tīklu. Kad signāls parādās atļautajā laikā, tas tiek apstrādāts. Sākotnējā versijā varēja kontrolēt 256 uztvērējus. Sīkāks protokola apraksts atrodams daudzos avotos. Diskusijai mums nevajadzēs sīkāku informāciju.

X10 protokola iezīme ir bināro instrukciju kodu seriāla pārsūtīšana. Vienai pārejai caur nulles vērtību tiek pārsūtīts tikai viens informācijas bits. Tāpēc šis ir ļoti lēns protokols: standarta komandas pārsūtīšana, lai ieslēgtu vai izslēgtu ierīci, prasa apmēram sekundi. Jūs joprojām varat samierināties ar šādām neērtībām.

Bet šāds trūkums var nopietni ierobežot ilgstoša standarta kalpošanas laiku. Runa ir par ārkārtīgi zema signālu noturība pret ierīcēm, kas darbojas ar protokolu X10. Kopš protokola izgudrošanas pasaule ir dramatiski mainījusies. Ja septiņdesmitajos gados galvenais mājsaimniecības traucējumu avots bija izlādes spuldzes un matu žāvētāji ar kolektora motoru, šodien šis saraksts ir ievērojami paplašinājies.

Gandrīz katrā mājā vai dzīvoklī ir televizori un datori ar komutācijas barošanas avotu. Impulsa jauda izmanto mūsdienīgas ekonomiskās lampas. Pat parasts lādētājs satur nelineāru strāvas ierobežotāju - kondensatoru. Šāds nelineāru slodžu pārpilnība “piesārņo” elektriskos tīklus.

Elektrisko tīklu “piesārņojuma” pakāpe ir tik augsta, ka to ir grūti salīdzināt pat ar radio joslu troksni. Jau sen ir stingri noteikumi, kas reglamentē radioiekārtu darbību. Elektrisko tīklu kvalitātes prasības ir pieņemtas Amerikas Savienotajās Valstīs un Eiropas valstīs (Eirostandarti), taču tās nevar garantēt X10 standarta aprīkojuma darbību bez kļūmēm.Labāk vispār nerunāt par enerģijas kvalitāti NVS valstu tīklos - tā ir nomācoša.

Šajos apstākļos informācijas pārraide pa elektriskajiem tīkliem ir iespējama tikai ar sarežģītu kodēšanas sistēmu, izmantojot trokšņa tolerances algoritmus. Un protokolā X10 komandās tiek izmantots tikai viens vadības bits un amplitūdas modulācija. Tāpēc lielākā daļa ierīču lietotāju, kas darbojas standartā X10, sūdzas par nepareizu komandu darbību.

Lai apkarotu ārējus traucējumus un nesankcionētu piekļuvi sistēmai, tiek uzstādīti filtri, piemēram, modulis FM10, kas ir daļa no X10 vienību līnijas. Bet, palielinoties traucējumu avotu skaitam mājas iekšienē, var būt nepieciešami vairāki šādi moduļi. Tas viss sarežģī un pārslogo sistēmu ar palīgierīcēm.

Kopumā, analizējot ar X10 saderīgo ierīču pārpilnību, rodas nogurdinošs jautājums: "Vai nav vienkāršāk atteikties no standarta, kuram ir tik daudz trūkumu, un pāriet uz tādas sistēmas izveidošanu, kuras pamatā ir mūsdienīgs protokols?"

Mūsdienu tālvadības pulti, kas darbojas, izmantojot radio kanālusdiezgan autonomi tiek galā ar mājas automatizācijas uzdevumiem. Tāpēc papildu X10 atbalsta funkcijas iegulšana tajās ir vairāk tradīcijas veltīšana, nevis nepieciešamība.

Patiešām, kontroles signāla ievadīšanai elektrotīklā ir nepieciešami uztvērēji, kas sarežģī gan pašu vadības paneli, gan sistēmu kopumā. Jums jāpievieno arī informācijas signālu atkārtotāji, sprieguma kritumu filtri, signālu bloķētāji, tilti saziņai ar dažādām fāzēm utt. Papildu aprīkojuma saraksts, kas palielina sistēmas uzticamību, jau sen ir pārsniedzis pašas sistēmas pamatierīču sarežģītību.

Kam tad tas viss tiek atbrīvots? Fakts ir tāds, ka tikai Amerikas Savienotajās Valstīs apmēram 5 miljoni māju ir aprīkotas ar X10 protokola automatizācijas sistēmām. Eiropā darbojas ne mazāk sistēmu. Kopš standarta ieviešanas ir pārdoti vairāk nekā 100 miljoni produktu. Ražotāji tiek vadīti pēc šiem patērētājiem, nepārtraukti paplašinot sarakstu.

Bet tiem, kas tikai domā pievērsties aizraujošai problēmai izveidojot "gudru māju", koncentrējieties uz X10 standartu, un aprīkojums, kas to atbalsta, nav tā vērts. Mūsdienās tirgus piedāvā modernus produktus mājas automatizācijai, veicot plašu uzdevumu klāstu: mērot temperatūru un mitrumu, pārvaldīt kravas tieši un taimeri, kā arī daudz ko citu. Turklāt tie ir daudz uzticamāki un bieži vien lētāki.

Ir svarīgi ņemt vērā vēl vienu funkciju - dažādu ražotāju produkti var nebūt savstarpēji savietojami. Ņemot vērā visas šīs problēmas, tādi trūkumi kā atzīšanas trūkums (uztvērēju atsauksmes) un nedrošība no neatļautas piekļuves izskatās tikai kā nelieli standarta nelīdzenumi.

Un vēl viena lieta: par visiem trūkumiem un cienījamo vecumu X10 standarta izstrādājumi mūsdienās nebūt nav lēti. Vienkāršākais pamata komplekts, kas sastāv no tālvadības pults un uztvērēja, maksā no 200 USD, un katra papildu vienība joprojām ir vidēji 30 USD. Un "cienījamu" ražotāju, piemēram, Beļģijas uzņēmuma Xanura, produkti maksās 2300 USD par daudzfunkciju kontrolieri un 300 par IR uztvērēju.

Tādēļ tiem, kas dod priekšroku šim standartam, jābūt ļoti uzmanīgiem gan nosakot uzdevumus, kurus jūsu viedās mājas sistēma atrisinās, gan izvēloties ierīču piegādātājus. Vislabākais risinājums ir iegādāties X10 Inc produktus, kas ir plaši pārstāvēti NVS tirgos, taču atkarībā no jūsu finansiālajām iespējām ir iespējamas arī citas iespējas.