Protocolo de Domótica X-10

Principios de Funcionamiento

El X-10 es un sistema descentralizado en el que los diferentes elementos se conectan directamente a la instalación eléctrica existente. Su funcionamiento se basa en un emisor que envía un datagrama y un receptor que lo recibe. Cada componente del sistema posee un código único, lo que permite identificar al destinatario de cada mensaje.

En la tecnología X-10, se transmite un bit por cada ciclo o periodo de la señal eléctrica. Para la codificación de estos bits, se emplean trenes de pulsos con una frecuencia de 120 kHz y una duración de un milisegundo, los cuales se superponen a la señal de la red eléctrica.

Módulos Emisores

Los elementos que generan las órdenes en un sistema X-10 son los módulos emisores. Estos dispositivos son capaces de emitir comandos a través del cableado eléctrico para controlar hasta 256 dispositivos diferentes.

Filtros y Supresores de Ruido en X-10

Es crucial instalar filtros en los sistemas X-10 para garantizar su correcto funcionamiento. A continuación, se detallan las diferencias entre filtros y supresores de ruido.

• Filtros: Su función principal es evitar que la señal X-10 salga de nuestra instalación y, a la vez, impedir que se introduzcan señales no deseadas. Un ejemplo común es una orden X-10 procedente de la instalación de un vecino, que podría causar un accionamiento no deseado.
• Supresores de ruido: Son, en esencia, filtros especializados que se emplean en instalaciones donde ciertos aparatos eléctricos introducen interferencias (ruido) en la línea de alimentación. Este ruido podría generar falsas órdenes X-10 en la red, provocando un funcionamiento anómalo de los automatismos instalados.

Estándar de Automatización KNX

Medios Físicos de Comunicación Soportados

El estándar KNX es versátil y soporta múltiples medios físicos para la comunicación entre dispositivos:

• Corrientes portadoras (KNX PL): Utiliza la red eléctrica existente.
• Ethernet (KNXnet/IP): Se integra en redes de datos estándar.
• Inalámbrico (KNX RF): Comunicación por radiofrecuencia.
• Par trenzado (KNX TP): El medio más común, mediante un bus dedicado.

Topología del Sistema KNX

La topología de una instalación se refiere a la disposición física de sus elementos. En KNX, los dispositivos siguen una topología de bus, lo que significa que todos los componentes (sensores, actuadores y elementos del sistema) comparten una línea de bus común. Este bus puede distribuirse de varias maneras: en línea, en estrella o en árbol. Sin embargo, la conexión en anillo no está permitida.

La estructura del sistema KNX es jerárquica y se organiza en tres niveles: componente, línea y zona. Los componentes se conectan a una línea específica. Varias líneas se unen a una línea principal mediante acopladores de línea, formando así una zona. Finalmente, las distintas zonas se conectan a una línea troncal o backbone a través de acopladores de zona, constituyendo la estructura general de la instalación.

Organización y Escalabilidad de una Instalación

Además de la estructura de líneas y zonas, es posible conectar varias áreas entre sí por medio de acopladores de área, formando un backbone o espina dorsal. Una instalación KNX puede tener un máximo de 15 zonas o áreas, lo que supone una capacidad total de 11.520 componentes (64 por línea, 12 líneas por zona, 15 zonas en total).

Considerando todas las ampliaciones posibles, una instalación KNX puede alcanzar un máximo teórico de 57.600 dispositivos.

Función de los Acopladores de Línea

Los acopladores de línea son elementos clave en la jerarquía del sistema. Permiten la unión de varias líneas para formar una zona o área. Además de conectar, su función principal es filtrar los telegramas que circulan por el bus. Esto permite que existan comunicaciones simultáneas en distintas áreas sin interferencias, aumentando la funcionalidad y las posibilidades del sistema.

Direccionamiento en KNX

Una vez diseñada y montada la estructura del sistema, el siguiente paso es el direccionamiento de los nodos. En KNX se distinguen dos tipos de direcciones: físicas y de grupo.

Direcciones Físicas

Todos los componentes KNX (excepto fuentes de alimentación, filtros y elementos de conexión) tienen asociada una dirección física única de 16 bits. Esta dirección no solo identifica inequívocamente al dispositivo, sino que también informa sobre su ubicación en la topología de la instalación. Está dividida en tres partes:

• Área (4 bits): Identifica una de las 15 áreas posibles. El valor A=0 se reserva para la línea de áreas del sistema.
• Línea (4 bits): Identifica una de las 15 líneas dentro de cada área. El valor L=0 se reserva para la línea principal del área.
• Dispositivo (8 bits): Identifica cada uno de los hasta 256 posibles dispositivos en una línea (aunque en la práctica se usan hasta 64). El valor D=0 se reserva para el acoplador de línea.

Asignación de Direcciones y Elementos del Sistema

La asignación de direcciones físicas sigue una lógica estricta según la topología:

• Los acopladores de zona (o de área) tienen una dirección formada por el número de zona, seguido de dos campos a cero (p. ej., 1.0.0, 2.0.0, …, 15.0.0).
• Los acopladores de línea tienen una dirección compuesta por el número de zona, el número de línea a la que se conectan y un campo a cero (p. ej., 1.1.0, 1.2.0, etc.).
• El resto de direcciones corresponden a los sensores y actuadores del bus.

Para la interconexión se emplea la unidad de acoplamiento. Este dispositivo es el mismo para diferentes tipos de conexión; su función (acoplador de línea, acoplador de área o repetidor) se define por la dirección física que se le asigne. Cuando actúa como acoplador, funciona como un router que mantiene una tabla interna de direcciones para aislar y gestionar el tráfico entre las subredes que conecta.