Kako započeti razvoj
KNX je jedini svjetski sustav koji nudi kompletan asortiman prijenosnih medija za sustav kontrole: upredena parica (eng. Twisted pair), Powerline, Radio Frekvencija i Ethernet IP. Prijenosni mediji se lako mogu spajati medijskim spojnicima. Sa ETS-om, alatom neovisnim o proizvođaču, se vrši puštanje u rad.
Od ideje do gotovog proizvoda, popis pitanja može biti podugačak za KNX novake:
- Koji KNX medij (npr. upredenu paricu (eng.Twisted Pair) ili radio frekvenciju) koristiti?
- Koji su uvjeti za software KNX-a?
- Koje komunikacijske objekte – formate podataka – koristiti i kako ih programirati?
- Koji su hardware-ski zahtijevi za uređaj?
- Postoje li standardne komponente ?
- Kako uređaj pustiti u rad, t.j. koji način konfiguriranja podržava?
- Postoji li tehnička potpora koja može pomoći tijekom razvoja?
- Kakav je proces certificiranja?
Korisno je saznati koje su KNX standardne komponente, za različite medije, dostupne na tržištu, kako bi dobili bolju sliku o tome koje bi rješenje bilo prikladno u razvoju vašeg uređaja.
Za više informacija o dostupnim KNX uređajima molimo kontaktirajte:
|
Eelectron |
Elmos Semiconductor AG |
Opternus Components GmbH |
Radiocrafts AS |
Siemens AG |
Tapko Technologies GmbH |
Weinzierl Engineering GmbH |
Aspekti realizacije KNX TP uređaja
U istraživanju tržišta sigurno ćete se suočiti s nekoliko tehničkih izraza kao što su: „BIM“, „BCU“, „SIM“, „TPUART“, „chipset“ i „communication stack“. Ovi termini predstavljaju različite načine za razvoj svog KNX TP uređaja.
BCU „Bus coupling units“
To su kompletni sustavi koji sadrže svu elektroniku sa mikroprocesorom ugrađenom u kućište. Razvojni inžinjer za ovakav uređaj treba razviti dodatni namjenski hardver i namjenski software.
BIM „Bus Interface Modules“
U osnovi su građeni kao unutrašnjost BCU sa dodatnim I/O portovima. BIM se prodaje kao modul koji se lemi direktno na štampanu ploču namjenskoh hardvera.
Dostupne su verzije od 8kbyte do 48 kbyte flash memorije za aplikacijske software-e. Razvoj software-a se odvija u okruženju razvoja okoliša koje se sastoji od „Evaluationboard“, „On-Chip Debug Emulator“ i C-Compiler.
SIM „Serial Interface Modules“
Sadržava kompletni komunikacijski sustav sa dijelom namjenskog softvera. Namjenski hardver i softver se spaja sa komunikacijskim dijelom preko serijskog sučelja. SIM se prodaje kao modul koji se lemi direktno na štampanu ploču.
SIM je jedini proizvod koji se proizvodi isključivo u Hrvatskoj.
BAOS „Bus Access and Object Server“
BAOS modul služi kao za spoj sa KNX sustavom na nivou telegrama (KNX Link Layer) kao i na nivou podataka (KNX Application Layer). Format poruke je FT1.2. Za komunikaciju na nivou podataka na raspolaganju stoji optimirani protokol.
Chipset
Chipset se nudi kako bi se zaobišla mehanička ograničenja BIM-a. Ne postoji razlika u software-u između BIM-a i chipset-a.
TPUART
TPUART sadrži samo poveznicu sa KNX-om. Priključeni mikrokontroler sadrži komunikacijski softver. TPUART je razvijen kako bi, oslobodio mikrokontroler kodiranja i dekodiranja bit po bit i omogućio povezivanje s KNX-a sa raznim mikrokontrolerima.
Komunikacijski stog (eng. Communication Stack)
Za razvoj KNX uređaja sa TPUART-om,potreban je komunikacijski stog. Ovaj način spajanja sa KNX-om je najefikasniji, najfleksibilniji i najjeftiniji u razvoju KNX uređaja. Kako bi eliminirali potrebu da se razvojni tehničari moraju upoznati sa KNX komunikacijom, prodavači KNX sustava nude KNX komunikacijski stog. Povezivanje s KNX-om se vrši preko eksternog integriranog sklopa za spajanje sa KNX-om kao TPUART ili FZE1066. KNX komunikacijski stog nudi dodatna sučelja za programiranja aktualne aplikacije.
Koje je pravo rješenje?
U slučaju manjih količina proizvodnje preporučuju se (BIM, SIM ili BAOS) moduli. Oni osiuravaju nizak trošak razvoja i certificiranja i idealni su za početak KNX razvoja. Ukoliko raspoloživost prostora postane mala ili se poveća količina proizvodnje, chipset postaje zanimljiva alternativa. Početni troškovi su samo malo viši u usoredbi s BIM-om. TPUART je najpopularnije rješenje u slučaju velikih količina proizvodnje. Prednost TPUART-a je niska cijena po jedinici proizvoda, ali s druge strane ima više tročkove razvoja i certificiranja. To u nekim slučajevima može, također, biti ključno u odluci za Bit Transceiver (FZE1066).
Aspekti realizacije KNX PL uređaja
Slično kao i za TP, za KNX PL (110) su dostupni standardizirani BCU i (PIM) moduli.
BCU „Bus coupling units“
To su kompletni sustavi koji sadrže svu elektroniku sa mikroprocesorom ugrađenom u kućište. Razvojni inžinjer za ovakav uređaj treba razviti dodatni namjenski hardver i namjenski software.
PIM „Powerline Interface Modules“
U osnovi su građeni od niskovoltažnog dijela BCU-a. PIMovi su moduli koji se leme na štampanu ploču zajedno s ostalim elementima za spajanje na električnu mrežu.
ACIS with Communication Stack
ASIC za PL110 je odgovoran za slanje i primanje bit-ova. Za stvaranje KNX uređaja utemeljenih na ASIC-u, potreban je KNX stog za Powerline (komunikacijski software). Komunikacijski stog sadržava sučelje za programiranje primjena.
Koje je pravo rješenje?
U slučaju nadžbuknih uređaja i manje količine proizvodnje, najprikladnije je koristiti BCU. Za srednju količinu proizvodnje preporučuju se PIMovi - sklop dijagram je dostupan. Razvoj PL uređaja sa ASIC-om i komunikacijskim stogom zahtijeva veću investiciju u usporedbi s BCUom i PIMom i prikladan je za veće količine proizvodnje.
Aspekti realizacije KNX RF uređaja
Razvoj KNX RF uređaja ne zahtijeva posebne KNX komponente. Kako bi smanjili troškove i vrijeme razvoja, ima smisla koristiti gotove RF module – obično u slučaju malih količina proizvodnje. KNX RF čvorište se, u osnovi, sastoji od slijedećih elemenata:
Primopredajnik (eng. Transceiver Chip)
Za KNX RF nisu potrebni posebni čipovi.
Danas postoje nekoliko čipova koji se mogu koristiti za implementaciju KNX RF čvorišta. Za jednosmjernu komunikaciju postoje jeftini čipovi.
RF krug (eng. RF circuit)
Primopredajnik, zajedno s nekoliko pasivnih komponenti, č ini RF krug. Temeljen na referentnom dizajnu proizvođača čipa, krug može biti dizajniran i optimiziran za KNX RF zahtjeve.
Mikrokontroler (eng. Microcontroller)
Jezgro bilo kojeg KNX uređaja je mikrokontroler koji upravlja komunikacijom i zadanim aplikacijama. Najvažniji uvjet za RF je niska potrošnja energije. Logika spajanja primopredajnika bi već trebala biti sadržana u većini današnjih mikrokontrolera.
Komunikacijski stog (eng. Communication stack)
KNX standard definira kompleksni protokol što znači veliki napor za realizaciju i certificiranje. Komunikacijski stog je sustavni softver za KNX RF uređaj.Kontrolira primopredajnik i upravlja kompletnom komunikacijom, uključujući proceduru konfiguriranja. Komunikacijski stog osigurava sučelje (API) za razvoj aplikacija.
Aspekti realizacije KNX IP
Prijenos KNX telegrama preko Ethernet-a je definiran kao KNXnet/IP i dio je KNX standarda. Do sada su specifikacije uključivale korištenje ovoga medija za PC sučelja za usmjerivače (eng. router). IP usmjerivači su slični linijskim spojnicima (line coupler), osim što koriste Ethernet za glavnu liniju. Štoviše, danas je, također, moguće integrirati KNX krajni uređaj preko IP-a u KNX mrežu. Zato je Ethernet IP (Internet Protocol) punovažeći KNX medij. Razvoj KNX IP uređaja ne zahtijeva posebne KNX komponente. KNX IP čvorište se, uglavnom, sastoji od slijedećih elemenata:
Ethernet kontroler
Ethernet kontroleri se mogu naručiti od više proizvođača poluvodiča. Ethernet kontroleri, uglavnom, udovoljavaju KNX IP zahtjevima. Najčešće su dovoljni kontroleri koji imaju količinu prijenosa 10 MBits,.
Mikrokontroler
Odabir pojedinog mikrokontrolera ovisi o potrebnim performansama uređaja. KNXnet/ IP se , u osnovi, može realizirati i sa 8-bitnim kontrolerom. Ovisno o primjeni budućeg uređaja, mogu se zahtijevati i mnogo jači kontroleri. Velik broj kontrolera već nudi sučelje s Ethernet-om na čipu, tako da jedino što trebate napraviti je kompletirati Physical Layer.
Komunikacijski stog (eng. Communication stack)
System software KNX IP uređaja sastoji se od 2 komunikacijska stoga. Komunikacija putem Ethernet-a zahtijeva IP Stog sa UDP-om (eng. User Datagram Protocol) zbog činjenice da je KNXnet/IP utemeljen na komunikaciji bez konekcije. Pojedinačni telegrami kao i veća skupina telegrama se prenose preko UDP-a. KNX stog se stavlja na vrh IP/UDP stoga. Ovoj je KNX bit/jezgra, i mora biti implementirana za svaki model zasebno. KNX stog koristi IP/UDP stog kao sučelje sa sustavom. Prijevod KNX telegrama u UDP telegrame je definirano sa KNXnet/IP protokolom. KNX primjena pristupa cijelom sustavu preko API (Application Programming Interface) KNX stoga.
Koje je pravo rješenje?
Odabir odgovarajućeg hardver-a, uglavnom, ovisi o primjeni. Na tržištu su već dostupna hardware-ska rješenja koja su napravljena samo za KNX IP uređaje. Nude se i prikladni stogovi. Za složene primjene se mogu koristiti operativni sustavi kao npr. Linux, koji već sadrži IP stog. U tom slučaju potreban je KNX stog i odgovarajući namjenski program.
