LE BUS

LE BUS

Principes & mise en œuvre

PLAN :

 1 - Présentation

 1.1 – Historique & Principe

 1.2 – Exemple d’installation

 1.3 –Adressages physiques & logiques

 1.4 – Architecture des installations

 2 – Couches Physiques

 2.1 – TP

 2.2 – CPL

 2.3 – Radio

 2.4 - IP

 3 –Télégrammes

 4 – DPT (Data Points Types)

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1 - PRÉSENTATION

 1-1 – Historique & Principe



En 1997, Batibus, EIB et EHS ont décident de s’associer pour

développer un standard de communication dédié aux bâtiments intelligents.



La spécification KNX fut alors publiée au printemps 2002 par l’association KONNEX :



En novembre 2006 le protocole KNX et tous ses média de

communication (TP, PL, RF, IR) sont reconnus par ISO/IEC (norme : 14543-3-x) pour la publication comme standard international.



KNX est le seul standard ouvert au monde pour la domotique et l’immotique



Plus de 100 entreprises membres dans le monde distribuent 7.000

produits certifiés KNX

 1-2 – Exemple d’installation



On considère la gestion technique d’une partie d’un bâtiment

tertiaire (bureaux + salle de réunion) comportant les fonctionnalités suivantes :

 Gestion des ouvrants (volet roulant)

 Gestion de l’éclairage (gradation, on/off, présence, plages horaires)

 Supervision et paramétrages via une dalle tactile

 CVC (ventilation motorisée + chauffage)

Ligne principale (TP)

Actionneur pour volet roulant MTN649802 1.1.1

Variateur 500W MTN649350

1.1.2 (Eclairage)

Variateur 500W MTN649350

1.2.4 (ventil.) Actionneur de

Commutation (Ecl. + chauff) MTN647595

1.2.1

Thermostat MTN619790

1.2.2

Détect. Pres. / capteur luminosité

MTN630919 1.1.4

Poussoir double MTN649350

1.2.3

Poussoir double MTN649350

1.1.3

Coupleurs de ligne 1.1.0 1.2.0

Ligne 1 (TP) Ligne 2 (TP)

 Synoptique :

Alim Alim

Vers autres zones du bâtiment

 L’élément topologique de base d’une installation KNX est la ligne.



Elle est composée de :



une alimentation spécifique, dite de ligne,



un maximum de



une longueur de câble totale n’excédant pas 1 000 mètres.



La ligne représente l’installation minimale KNX.

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 1-3 – Structure du réseau KNX

Pour augmenter le nombre de participants, il est possible d’ajouter des segments à une ligne.

On peut aller dans ces cas jusqu’à environ 255 participants. On utilise par segment une alimentation de ligne, et chaque segment est séparé de son voisin par un composant spécifique, le répéteur de ligne.

Certaines précautions sont alors à respecter sur les distances, notamment :

• longueur des câbles entre deux participants < 700 mètres,

• longueur des câbles entre deux alimentations < 350 mètres,

• longueur des câbles entre un participant et une alimentation < 350 mètres,

• longueur des câbles entre deux alimentations > 200 mètres.

 Les installations KNX peuvent être constituées de plusieurs lignes, on parle alors de zones et plusieurs zones peuvent à leur tour être rassemblées pour constituer des installations plus importantes.

 On peut aller ainsi théoriquement jusqu’à environ 55 000 participants :

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 1-4 – Adressages Physique & Logique



Adresse Physique

 L’adresse physique permet d’identifier de manière univoque les participants sur une installation KNX.

 Cette adresse physique est liée à la topologie du réseau KNX et à la situation du participant dans la topologie.

 L’adresse physique du participant est attribuée au début de la programmation.

 On agit directement sur le produit, en appuyant sur le bouton de programmation et, par le logiciel ETS™, il reçoit son adresse physique.

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

Adresse Logique

L’adresse de groupe sert quant à elle à programmer les fonctionnalités de l’installation. Cette adresse, logique, permet de relier un capteur (ou une entrée) à un actionneur (ou une sortie).

Cette opération d’affectation est effectuée dans le logiciel ETS™.

Un télégramme véhiculé via une adresse de groupe X par un capteur sera lu par un actionneur si ce dernier contient cette même adresse de groupe X correspondant à une de ses fonctionnalités.

Le participant rejette tout télégramme qui ne lui est pas destiné.

L’adresse de groupe 1/2/1 a été assignée à la touche 1 du bouton poussoir...

...mais aussi aux voies 1 et 4 de l’actionneur de

commutation d’éclairage 1.1.2...

ce qui aura pour effet

d’activer ces 2 voies lors d’un appui sur le bouton 1.

Sur une ligne figurent un détecteur de mouvement, un bouton poussoir multifonction, un actionneur de commutation d’éclairage et une alimentation KNX.

Nous allons nous intéresser au fonctionnement de l’allumage des circuits 1 et 4 sur le schéma suivant, donc seulement au bouton poussoir multifonction et

à l’actionneur de commutation.

 Exemple :

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

Conventions d’adressage

Une part importante du travail à réaliser sur ETS va être la création d'adresses de groupe pour lier les différents participants et assurer les fonctionnalités désirées au sein du bâtiment.

Pour cela, il convient d'avoir une démarche structurée afin que le projet reste lisible, que les différents liens soient facilement identifiables, dans le but de faciliter le développement et la maintenance du système.

Ainsi, la lecture d’une adresse de groupe doit permettre d’identifier clairement :

 La fonction du groupe (éclairage, store, chauffage…),

 Le lieu où se déroule l’action (salle de réunion, zone accueil…),

 le type d’action (commutation, variation…).

On pourra donc adopter la méthodologie suivante pour définir les adresses de groupe d’un projet :

- Le groupe principal définit le type/domaine de l’action (éclairage, CVC …)

- Le groupe Médian le type d’objet concerné :

- Commutation - Valeur/gradation

- Acquittement de commutation - Acquittement de Valeur

- Le sous-groupe la sortie concernée

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 Exemple :

 Eclairage On/Off de la salle de réunion :

 Allumage/extinction sur appui courts (touches 1 & 2 )du module 1.1.3

 Extinction si absence prolongée

 Variation Eclairage de la salle de réunion :

 Allumage/extinction sur appui longs (touches 1 & 2 )du module 1.1.3

 Ajustement si luminosité extérieure > 350 lux

 Ventilation :

 Commande manuelle variable via touches 3 & 4 du module 1.2.3

 Déclenchement thermostaté

 Chauffage :

 Commandé par thermostat

 Eclairage On/Off espace détente :

 Allumage/extinction sur touches 1 & 2 du module 1.2.3

 Proposition d’adressage de groupe :

- 3 groupes principaux : Eclairage (1), Ventilation (2), Chauffage (3)

- 2 groupes médians : Commutation (1), Variation (2)

 Proposition d’adresses de groupe :

GP GM SG Adresse de

Groupe

Adresses Physiques liées 1

Eclairage

1

Commutation

1

SDR_Ecl_Sw

1/1/1 1.1.2 1.1.3

2

ED_Ecl_Sw

1/1/2 1.2.1 1.2.3

2

Variation

1

SDR_Ecl_Dim

1/2/1 1.1.2

1.1.3 1.1.4 2

Ventilation

1

Commutation

1

ED_Ven_Sw

2/1/1 1.2.4 1.2.2

2

Variation

1

ED_Ven_Dim

2/2/1 1.2.4 1.2.3

3

Chauffage

1

Commutation

1

ED_Ch_Sw

3/1/1 1.2.1

1.2.2

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2 – COUCHES PHYSIQUES

 2.1 – TP0 et TP1

 La paire torsadée est le support le plus couramment utilisé pour véhiculer les télégrammes KNX.

 TP0 : 4800 bauds / TP1 : 9600 bauds

 Câble :

 Codage des bits :

 ‘1’ : silence

 ‘0’ : alternance +/- 5v

 Tension moyenne = 29V(alim ligne)

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 2.2 – PL110

 Utilisation de courants porteurs → Un bus n’est plus nécessaire

 Une fréquence porteuse (110 kHz) est superposée à la tension du réseau

 Modulation FSK de cette porteuse : ‘0’ → 105,6 kHz / ‘1’ → 115,2 kHz

 Débit : 1200 Bauds

 2.3 - Radio

 Support radio pour possible pour les petites & moyennes installations

 Mise en oeuvre simplifiée

 Fréquence : 868 MHz

 Débit : 16,3 kBds

 2.4 - IP

 A l’instar de Modbus, les télégrammes KNX peuvent être encapsulées dans des trames Ethernet

 Cela permet d’utiliser le réseau Ethernet comme support pour…

 Remplacer les coupleurs de zones, et ainsi communiquer facilement avec la supervision

 Accéder à l’interface de programmation (ETS) et remplacer les interfaces USB / RS232

3 –TÉLÉGRAMMES

 Format général

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Les participants échangent des informations entre eux par le biais de télégrammes, (=trames) découpés en champs.

Tout participant peut émettre un télégramme qui sera traité par les destinataires concernés (c’est à dire ayant l’adresse de groupe correspondante enregistrée).

Contrôle @ expé @desti Cpt / long Données sécu

octets 1 2 2 1 16 maxi 1

4 –DPT : DATA POINTS TYPES

Les liens (adresses de groupes) entre les participants KNX ne peuvent se faire que si les données mises à disposition par ceux-ci sur le bus sont compatibles.

Pour cela, KNX définit une grande variété de types de données, appelés « DPT : Data Points Types » définissant le format de la donnée mise à disposition sur le bus.

Certains DPT sont à usage général (ex : booléen, valeur entière non signée sur 8 bits…), d’autres plus spécifique (ex : mesure de luminosité en lux, valeur de courant en mA…).

Chaque type est identifié par deux chiffres séparés par un point:

Type_principal . Sous_type

Ci-après les types principaux disponibles, avec les formats correspondants et les plages de valeurs possibles.

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A titre d’exemple, pour le type booléen, les sous-types suivants sont disponibles :

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Pour type flottant (16 bits), les sous-types suivants sont disponibles :

• Exemple ci-dessus : Mesure du courant consommé via un actionneur équipé d’un dispositif de mesure d’intensité.

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Par ailleurs, pour lier ces données au sein d’une adresse de groupe, il faudra vérifier la cohérence des accès en lecture/écriture (R/W) sur ces données par le bus.

• Exemple ci-dessus : pilotage de la montée/descente d’un store via un écran tactile.

Enfin, on pourra souvent paramétrer la façon dont une donnée doit être émise sur le bus, par exemple :

- De façon cyclique (toutes les 100ms, toutes les 10s, tous les jours …)

- Sur changement d’état/de valeur uniquement pour ne pas surcharger le réseau

• Exemple ci-dessus : Envoi de la luminosité toutes les 10s par un capteur de luminosité