TECNOLOGIA X10 : ASPECTOS BÁSICOS

O protocolo X-10 comunica pela rede utilizando sinais "ASK" (Amplitude Shift Keying) a uma frequência de 120kHz. O sinal "ASK" binário utilizado é descrito matematicamente da seguinte forma :

Em cada intervalo , T é o período

s(t) = a_k.cos(2.pi.ƒ₀. t + teta₀) Equação 1)

Mas antes de se prosseguir com esta análise levanta-se de imediato uma pergunta que convém desde já esclarecer. Isto é, como é que efectivamente se transmite informações de maneira a poder-se controlar o sistema de alarme, as luzes exteriores, enfim tudo aquilo que já se referiu anteriormente? Desde já é preciso referir que qualquer electrodoméstico ou outra máquina eléctrica doméstica que esteja ligada à rede tem um endereço. Endereço este resultante da combinação de dois códigos: o HOUSE CODE e o UNIT CODE. Cada um com 16 hipóteses que originam 256 combinações possíveis. Um exemplo para clarificar esta situação: O HOUSE CODE (Hipóteses de A até P(16 hipóteses)) indica o circuito de comando que se está a usar. Supõe-se o A. Falta agora o UNIT CODE. Se o A for o controlo de vídeo-vigilância, com o UNIT CODE controla-se as 16 (pois o UNIT CODE também detêm 16 hipóteses possíveis) zonas da casa a vigiar.

Em suma, o HOUSE CODE indica qual o comando e o UNIT CODE a zona a que se está a aceder. De notar que a transmissão de bits (será imediatamente a seguir analisada) de ambos os códigos se faz do bit menos significativo para o bit mais significativo.

A informação trocada entre o emissor e o receptor é um conjunto de mensagens. Cada uma das mensagens engloba três códigos. O primeiro é o START-CODE que posteriormente será analisado. O segundo o HOUSE-CODE e finalmente o UNIT-CODE juntamente com o FUNCTION-CODE. Ou seja, 4 bits em 2 períodos para o START-CODE, 4 bits em 4 períodos para o HOUSE-CODE e 5bits em 5 períodos para o UNIT/FUNCTION-CODE. Antes de se prosseguir tem que analisar a forma de envio de bits. O envio de bits através da portadora sinusoidal com modulação "ASK" é feito sincronizadamente da seguinte forma: o '1' lógico e o '0' lógico são enviados na fase ascendente e na fase descendente, respectivamente, após a passagem por zero de dois períodos do sinal de corrente alternada da rede. Ou seja, num período é sempre enviado um bit, podendo ser o bit a "1" ou a "0". Na fase ascendente é enviado o bit a '1' e, na fase descendente é enviado o bit '0'. Na Figura 2 (Fig.2 - Envio de um bit a '1') representa-se a zona do envio de um bit a '1' para a rede a 50 Hz.

Fig.2 - Envio de um bit a '1'

Na Figura 3 (Fig. 3 - Envio de um bit a '0') representa-se a zona onde se dá o envio de um bit a '0' para a rede de 50Hz.

Fig.3 - Envio de um bit a '0'.

Esta transmissão junto do ponto de passagem por zero justifica-se com o facto de existir aqui uma minimização de ruído e interferências relacionadas com aparelhos potencialmente ligados à rede eléctrica. Com esta minimização, a probabilidade de receber dados correctos aumenta.

Contudo o START-CODE não cumpre esta especificação porque envia dois bits por período, necessitando apenas de dois períodos para enviar os seus 4 bits que o constituem. Um exemplo: para os bits '10', ter-se-á um período com transmissão de bit apenas na fase ascendente, em que o valor lógico é '1', e na fase descendente nada será transmitido pois o bit é '0'. Caso fosse '1' seria transmitido também na fase descendente do mesmo período.

Outros aspectos que precisam de ser focados sobre a forma de transmissão de dados são as limitações impostas pela rede eléctrica. Mais precisamente, a velocidade com que se transmite os dados está limitada pela frequência da rede. Para 50Hz, num período (T=20ms) é transmitido um bit. Outra situação é o facto da distribuição de energia ser feita sob um sistema trifásico. Isto complica a transmissão de dados pois o emissor pode-se situar na fase 'a' e o receptor estar na fase 'b' ou 'c'. Logo, para garantir que se recebe o dado enviado tem que o sinal ser retransmitido num mesmo período. Explicite-se melhor esta situação. Caso o bit transmitido seja o bit '1' na fase ascendente, como já se viu, após passagem pelo zero da corrente, é transmitido o bit, mas numa só fase, para transmitir pelas outras fases, retransmite-se o mesmo sinal após 60º e 120º do primeiro bit ter sido transmitido. Este caso é retratado pela Figura 4 (Fig. 4 - Envio de bits e START-CODE). Nesta figura encontram-se representadas as zonas onde os bits serão transmitidos.

Fig.4 - Envio de bits de START-CODE

Caso fosse um bit a '0' a situação era idêntica mas para a situação descendente da corrente. Assim transmite-se informação pelas três fases garantindo a recepção do sinal. Em termos de hardware para se implementar o que foi descrito recorre-se a um acoplador.

Com esta explicitação já se percebe a razão do START-CODE gastar apenas dois períodos. Juntando estes dois períodos aos 4 do HOUSE CODE e 5 do UNIT/FUNCTION CODE perfaz um total de 11 períodos e 13 bits. O bit de FUNCTION determina qual o conteúdo do UNIT CODE. Isto é, se este bit estiver a '1' significa que o UNIT CODE contêm a ordem a executar, caso esteja a '0' apenas se trata do endereço da unidade. Com isto, antes de seleccionar-se a função que se quer efectuar (bit FUNCTION a '1') o utilizador inicialmente tem que seleccionar a unidade em que irá realizar a função desejada, como tal, bit de FUNCTION a '0', ficando assim a unidade preparada para realizar a função desejada. Após a função ser efectuada para que a unidade deixe de estar susceptível a novas funções deverá receber nova função com esse fim ou um HOUSE CODE e UNIT CODE diferentes do código da unidade em questão, tal como ilustra a Figura 5(Fig. 5 - Composição da mensagem de endereçamento).

Fig. 5 - Composição da mensagem de endereçamento

Em suma, a mensagem completa precisará de 11 ciclos para ser totalmente enviada, como se constata na Figura 6 (Fig. 6 - Sinal completo em X-10).

Fig. 6 - Sinal completo em X-10