Připomeňme si, z čeho se skládá nejmenší instalace v KNX:
-
Napájecí zdroj 29 V
-
Tlumivka
-
Snímač
-
Akční člen
Aby instalace byla funkční, musí se vykonat následující úkony:
-
Přiřadit individuální adresu
-
Parametrizace jednotlivých přístrojů
-
Zadání skupinových adres
Bitová interpretace
Data se přenášejí symetricky pomocí krouceného páru a vyhodnocují se jako rozdíl napětí mezi oběma vodiči. Vyzařované rušení působí v obou vodičích ve stejné polaritě a proto neovlivní rozdíl napětí signálu.
Napájecí zdroj bude ke sběrnici připojen přes tlumivku, jelikož tlumivka pro nízké frekvence (stejnosměrné napětí) představuje malý odpor a pro vyšší frekvence (přenos dat) odpor velký. Pomocí tlumivky ovlivní napájecí zdroj přenášená data jen nepatrně.
Obr. 1: Symetrický přenos po krouceném páru (zdroj: Certifikační kurz KNX - FAI Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně)
Obr. 2: Bitová interpretace - teorie (zdroj: Certifikační kurz KNX - FAI Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně)
Obr. 3: Bitová interpretace v KNX z praxe
Kolize telegramů
Na každé sběrnici dochází ke kolizi a bude jen na protokolu, jak se s tím vypořádá. I KNX má na to svůj postup, to aby nedocházelo ke snížení průchodnosti dat. Tento postup se skrývá pod zkratkou CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Acces with Collision Avoidace). Tato zkratka řeší kolize dodržením jednoduchého pravidla. Sběrnicové přístroje naslouchají provozu na sběrnici. Pokud přístroj, který vysílá logickou „1“ a detekuje logickou „0“ okamžitě přeruší vysílání a odmlčí se na dobu, kdy detekuje konec přenosu telegramu a opět zkusí telegram odeslat. Tím se zajistí bezpečný přenos telegramu aspoň jednoho přístroje.
Individuální adresa
Každé zařízení v instalaci má přiřazenu individuální adresu, která je v celé instalaci jedinečná. Pro přiřazení individuální adresy slouží programovací tlačítko, které je součástí každého zařízení. Po stisknutí tlačítka je přístroj uveden do stavu, kdy může přijmout individuální adresu. K tomuto úkonu nás vyzve ETS aplikace. Během tohoto stavu svítí programovací LED dioda. Individuální adresa slouží hlavně při diagnostice, opravě chyb v instalaci nebo nahrání nového firmware. V běžném provozu instalace je individuální adresa bezvýznamná, protože se komunikuje pomocí skupinových adres.
Obr. 4: Individuální adresa
Skupinová adresa
Pomocí skupinových adres dochází ke komunikaci mezi funkčními bloky jednotlivých přístrojů. Jako příklad uvedeme funkční blok spínač v zařízení tlačítka a spínač v zařízení spínacího aktoru. Oba mají přiřazenu stejnou skupinovou adresu. Po sepnutí tlačítka se odešle telegram s příslušnou skupinovou adresou a s informací obsahující stav sepnuto. Spínací aktor vyhodnotí, že je telegram pro něj (díky stejné skupinové adrese) a provede sepnutí příslušného relé a tím rozsvítí světlo. Existují dvě struktury skupinové adresy, a to 2úrovňová nebo 3úrovňová. Strukturu je možné zvolit při zakládání projektu instalace v ETS. Většinou se volí 3úrovňová struktura kvůli lepší orientaci v projektu, ale není to pravidlo. Skupinová adresa 0/0/0 je určena pro tzv. celoplošná hlášení, (Broadcast) telegramy, které jsou určeny všem účastníkům instalace.
Skupiny se mohou dělit, např.:
-
Hlavní skupina – přízemí, 1. patro, 2. patro, sklep, garáž, …
-
Střední skupina – funkce (osvětlení, topení, zásuvky, …)
-
Podskupina – funkce zařízení nebo skupiny zařízení (kuchyň-světla zap/vyp, okna ložnice otevřeno/zavřeno, koupelna světlo zap/vyp atd.)
Obr. 5: Skupinová adresa
Telegram
Základem každé komunikace je telegram. Nesmí chybět zdrojová a cílová adresa, délka telegramu, ověřovací a kontrolní pole a samozřejmě data. Pole vyhrazené pro data může obsahovat až 16 x 8 bitů. Toto pole je určeno pro datové typy, které jsou přesně specifikovány. Datový typ pro spínání, stmívání, topení atd. Speciální částí telegramu je routingové číslo. Toto číslo slouží k zamezení možného obíhání telegramu v nekonečném kruhu v instalaci. Hodnota tohoto čísla se sníží o 1 při každém přenosu telegramu přes liniovou spojku. Jakmile bude hodnota routingového čísla nulová, lze telegram stornovat.
Obr. 6: Telegram v KNX (zdroj: Certifikační kurz KNX - FAI Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně)
Závěr:
Komunikace v KNX je jednoduchá, ale umožňuje přenášet všechy informace, které jsou potřeba v inteligentní elektroinstalaci. Jelikož sběrnice není nováčkem, ale její počátek sahá hluboko do minulého století, naráží se někdy na problém pomalé rychlosti. Rychlost 9,6 kb/s je dostatečná pro spolehlivý přenos mezi zařízeními. Jakmile chceme použít on-line visualizaci ve větší instalaci, většinou se sáhne po KNX / IP gateway. Největší výhoda je detailní standardizace jednotlivých datových typů. Tím je zaručena spolehlivá komunikace mezi zařízeními různých výrobců. To je také jeden z důvodů vyšší ceny těchto výrobků. Logo KNX totiž za sebou skrývá hromadu testů, které jsou časově i finančně náročné.
