système KNX

 

 

 

 

 

 

liens sur le web

 


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Généralité

 

Le Bus EIB (European Installation Bus) était un standard européen, normalisé ISO (International Standardisation Organisation). Il a été créé en 1987, par quelques constructeurs européens d'appareils électriques. C'est un système ouvert (non propriétaire); c'est-à-dire que le système n'est pas dépendant d'un fournisseur, on peut sans problème utiliser des appareils de marques différentes dans une seule installation. Il utilisé par plus d'une centaine de fabricants, sur des milliers de produits. En 1999 cette association crée de l'association Konnex (KNX) qui devient l'appellation "normale".

 

Ce système, contrairement aux automates programmables qui ont une "intelligence" centralisée dans un seul module ou éventuellement répartie sur plusieurs modules déportés, est basé sur une "intelligence répartie". Chaque point communiquant connecté au bus dispose de son propre microprocesseur qui gère la communication sur le réseau et qui est capable d'émettre ou de recevoir des messages. Le prix de chaque composant est donc relativement élevé.

 

 

 

le bus KNX

 

La communication entre les différents appareils raccordés se fait en général pas une liaison à 2 fils appelée ligne pilote séparée. (PL : power line)

Il est cependant possible de communiquer soir

  • par une paire torsadée (TP : Twisted Pair)

  • par courant porteur (les signaux transitent par le réseau 230 V)

  • par radio fréquence (RF : Radio Frequency)

  • par infrarouge (IR : InfraRed)

  • Ethernet (KNX sur IP)

Le circuit de puissance est alimenté en 230 V ou 400 V / 50 Hz.

bus KNX

Le circuit de puissance n'alimente que les acteurs (récepteur : éclairage, prises, chauffage, etc..)

Le bus KNX relie les différents capteurs (donneurs d'ordre : interrupteurs, poussoirs, détecteurs, etc…), C'est en général un câble 2*2* 0,8 mm dont seuls 2 fils sont utilisés.

 

Le bus KNX est alimenté avec une tension continue de 29V. La plupart des composants soutirent directement au bus, l'énergie nécessaire à leur fonctionnement. La limite inférieure de la tension d'alimentation est de 21V DC. Il ne faut jamais boucler (liaison entre deux lignes) des bus KNX. Les autres topologies (étoile, bus, arborescente) peuvent être utilisées et mélangée.

 

La consommation d'un composant KNX est normalisée à 10 mA. Il existe des fabricants qui propose du matériel qui ne consomme que 5 mA. Dans ce cas, lors de la planification, il est nécessaire de dimensionner l'alimentation comme si ces appareils consommaient 10 mA afin de ne pas avoir de surcharge de la source lors d'un éventuel échange de ce matériel par du matériel à consommation standard.

 

 

 

 

les symboles KNX

Pour désigner les différents éléments raccordés sur un bus KNX, on utilise des symboles dont voici quelques exemples:

symbole alimentation KNX

Alimentation de bus:

alimentation par le réseau 230 V AC et transformation en 29 V DC

On peut mettre au maximum deux alimentation par ligne distante au maximum de 200 m l'une de l'autre
symbole capteur KNX

Capteur analogique (dimer) ou tout-ou-rien (interrupteur)

alimentation que par le bus KNX.

dans cet exemple commande par poussoir
symbole acteur KNX

Acteur

alimentation par le bus pour recevoir les ordres et par le réseau 230 V AC pour alimenter le récepteur souvent dessiner sur la droite
symbole coupleur de ligne KNX

Coupleur de ligne / coupleur de zone

Sert à augmenter le nombre de ligne


On désigne souvent les acteurs et les capteurs sous la désignation PRT (participant au bus) lorsqu'il n'est pas utile de différencier leur fonction.

 

 

Architecture KNX

L'architecture peut être de différentes topologies :

  • bus

  • étoile

  • arborescente

  • un mélange de ces différentes topologies

En aucun cas la topologie ne peut être en anneau. Il ne faut aucune boucle ou liaison entre des lignes.

topologie / architecture KNX

Le Système KNX permet d'avoir des passerelles avec des API ou/et l'internet. Dans ce site nous n'étudions que le système à bus 2 fils.

 


 

notion de "ligne" KNX

Une ligne est composée

 - d'une alimentation  et

 - de participants (numérotés de 0 à 63)

 

En principe on choisit des alimentations 320mA ou 640 mA ce qui correspond à 32 ou 64 participants de 10 mA chacun.

 

Les participants peuvent être indifféremment des acteurs ou des capteurs.

La longueur maximum entre l'alimentation et le participant le plus éloigné est de 350 m

 

notes : il n'est pas rare de parler également de module à la place de PRT

 


 

 les répéteurs KNX

 

Il est techniquement possible d'ajouter des répéteurs afin d'augmenter le nombre de participant.

On peut ajouter jusqu'à un maximum de 3 répéteur par ligne ce qui porte le nombre de participants par ligne à 

 

64 + 3* 64 = 256 participants

 

Toutefois il est préférable de structurer une installation avec plusieurs lignes et non en installant des répéteurs de ligne RL

 


 

les zones KNX

Pour augmenter le nombre de participants, il faut créer plusieurs lignes

 

On peut créer des zones de 15 lignes au maximum

Le coupleur de ligne portera le numéro de module 0

le nombre maximum de participant est donc de

 15 * (64-1) = 945 participants

 

Chaque ligne a sa propre alimentation

Il faut également une alimentation pour la ligne principale

 


 

 

la dorsale KNX

Pour des installations dépassant 945 participants (ou 3780 participants si l'on emploie des répéteurs de ligne), on peut faire une liaison entre les zones avec une ligne "dorsale".

 

Cette liaison peut regrouper 15 zones au maximum ce qui porte le nombre maximum de participants à 57600.

note : dans ce nombre sont inclus les coupleurs de zone ( CZ -15), les coupleurs de ligne (CL – 225) et les répéteur de ligne ( RL – 675)

 

La distance max. entre deux modules est de 700 m

 

La longueur max. du bus : 1 km

 


 

 

le système d'adressage KNX

Chaque élément connecté au bus EIB/KNX est indépendant des autres éléments. Il est capable d'envoyer un message appelé télégramme qui sera "entendu" par les autres éléments, mais traité uniquement par l'acteur concerné.

 

Chaque module a une adresse dite adresse physique.

 

La structure de l'adresse physique comporte 3 numéros séparés par un point :  Z . L . P

 

·         Z - numéro de la zone, valeur de 1 à 15. Un coupleur de zone a obligatoirement une adresse  Z.0.0

 

·         L – numéro de la ligne, valeur de 1 à 15. Un coupleur de ligne a obligatoirement une adresse  Z.L.0

 note L=0 est attribué au coupleur de zone

 

·         P – numéro du participant, valeur de 1 à 255. Un participant a obligatoirement une adresse  Z.L.P

note P=0 est attribué au coupleur de ligne

 

Les répéteurs de ligne ont une adresse physique du même type que les participants  Z.L.P.

 

L'adressage physique se faisant en binaire, la structure de l'adresse binaire est :

 

ZZZZ. LLLL. PPPPPPP

 

 Une lettre représente un bit à 0 ou à 1. Il faut 4 bits pour numéroter de 0 à 15 et 8 bit pour numéroter de 0 à 255.  Il faut donc 16 bits pour définir une adresse de module.

 

Exemple : l'adresse 03.07.011  se code en binaire ainsi :   0011.0111.00001011

 


 

 

les télégrammes KNX

 

Lorsqu'un participant doit communiquer avec un autre participant ou a un groupe de participants, il le fait en envoyant un télégramme sur le bus. Le télégramme n'est envoyé que s'il n'y a pas d'autre activité sur le bus à cet instant, sinon le télégramme est envoyé un peu plus tard. En cas d'envoi simultané de différents télégrammes par des participants différents, le droit d'émettre est donné en fonction d'une pré-programmation de niveaux de priorités des participants. Quand le télégramme est lu par le destinataire, ce dernier envoie immédiatement un accusé de réception. La durée totale du télégramme, y compris la quittance, varie entre 20 et 40 ms.

 

Un télégramme formé de quelque octets contient les informations suivantes :

 

 

contrôle

adresse source

adresse cible

routage

longueur

information max 16 * 8 bits

sécurité

8 bits

2 * 8 = 16

2 * 8 + 1 =17

3

4

n * 8

8

 

Le débit binaire est de 9600 bits/s, c'est-à-dire 104 ms par bit. La longueur du télégramme varie entre 8 et 23 mots. Un mot comprend 8 bits auxquels on ajoute 3 bits et une pause d'une durée de 2 bits, soit une durée de transmission de 1,35 ms par mot de 13 bits (et non de 8 bits).

 

 

 

 

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