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Réseaux communicants

Publié le 7 juil. 2012

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Le  samedi 7 juillet 2012

Mise en oeuvre du Bus EIB/KNX

Mise en oeuvre du Bus EIB/KNX

  • Hager EIB

     


     

     Schéma de la platine d'essais 


      tp eib1ets capture

     


     

     


     

     Signaux du bus EIB/KNX 

    Tous les oscillogrammes ont été relevés à partir d'un FLUKE 192B SCOPEMETER (entrées différentielles)

     

    Les oscillogrammes ci-contre sont issus d'une mesure sur le bus continu 29 V (différentes bases de temps), avec une première action sur le poussoir P1 pour l'allumage de la lampe L1, suivie d'une deuxième action pour l'extinction de la lampe.

     

     Vérification de la vitesse de transmission 
    tp eib11

    Le débit théorique du bus EIB/KNX est de 9600 bits/s
    La durée d'un bit est donc de 1/9600 = 104 µs
    Cette valeur est confirmée par l'oscillogramme ci-contre

    On constate aussi que les excursions de tension relatives au 29V correspondent approximativement aux valeurs théoriques (-5V et +5V)

     

     Identification du premier caractère 
    tp eib12

    Après le bit de START (qui est toujours un 0 logique), les 8 bits (octet) suivants sont
    00111101 (poids faible en premier)
    ce qui donne pour le poids fort en premier (écriture habituelle) : 10111100
    qui se décompose en deux quartets 1011 et 1100

    En notation hexadécimale
    1011 correspond à B (11=8+2+1) et 1100 correspond à C (12=8+4)

    Le premier octet est donc BC qui est le caractère de contrôle correspondant à une émission normale avec priorité basse

    Le bit de parité (parité paire) est issu du comptage du nombre de bits à 1 dans l'octet (N1), soit N1=5, chiffre impair : le bit de parité (P) est donc mis à 1 afin que N1+P soit pair

    Le bit de STOP est toujours un 1 logique

    Une PAUSE correspondant à 2 bits à 1 marque la fin du premier caractère

     

     Télégramme d'allumage de L1 
    tp eib13

    Le télégramme se décompose en :

    • commande (9 caractères)
    • temps de pause de 15 bits
    • acquittement (1 caractère)

    Un caractère contient 13 bits :
    Start + 8 données + Parité + Stop + 2 (Pause)
    Le télégramme contient :
    9 x 13 + 15 + 13 = 145 bits
    Chaque bit a une durée de 104 µs
    Le télégramme est donc transmis en :
    145 x 0,104 = 15.1 ms

     

     Télégrammes d'allumage et d'extinction de L1 
    tp eib14  

     


     

     Logiciel de capture 

    Ce logiciel permet, à partir d'une interface EIB/RS232, de récupérer tous les caractères transmis sur le bus EIB/KNX. Le contenu de la fenêtre de réception peut être imprimé ou récupéré dans le fichier texte telegramme.txt présent dans le répertoire d'installation.
    Attention : un télégramme capturé comprend aussi son accusé de réception (à la fin du télégramme)

     Exemple de capture : action sur le poussoir P4 pour allumage puis extinction de la lampe L4 
    tp eib15

    installation   Programme d'installation (pour Windows 98 ou +) 1,5 Mo  
    source   Programme source (pour Visual Basic 5 ou +) 5 Ko

     

     Analyse de la capture 
    La capture précédente contient les codes hexadécimaux :
    BC 12 0A 33 03 E1 00 81 0B CC

    • BC : caractère de contrôle, émission normale, priorité basse
      1 0 R 1 P P 0 0 Priorité de transmission
              0 0     Priorité système
              1 0     Priorité alarme
              0 1     Priorité haute
              1 1     Priorité basse
          0           Répétition
          1           Emission normale
    • 12 0A : adresse physique de l'expéditeur zone 1, ligne 2, participant 10
    • 33 03 : adresse du destinataire (lampe L4)
      le bit fort du caractère suivant (E1) est 1, donc cette adresse est une adresse de groupe
      0011 0011 0000 0011 qui correspond à 6/771 sur 2 niveaux
      0011 0011 0000 0011 qui correspond à 6/3/3 sur 3 niveaux
       
      adresse
      sur 2 niveaux
      sur 3 niveaux
      L1
      33 00
      6/768
      6/3/0
      L2
      33 01
      6/769
      6/3/1
      L3
      33 02
      6/770
      6/3/2
      L4
      33 03
      6/771
      6/3/3
      Utilitaire de calcul des adresses de groupe (swf 40 Ko) english version
    • E1 : 1 110 0001
      1 : l'adresse du destinataire est une adresse de groupe (déjà vu au dessus)
      110 : compteur de routage = 6 (le compteur de routage définit le nombre maximal de réexpéditions du télégramme, en cas d'échec de transmission)
      0001 : longueur de la donnée = 1, soit 2 octets
    • 00 81 : donnée qui correspond à l'allumage de L4
      (00 80 correspond à l'extinction)
    • 0B : octet de sécurité calculé en parité impaire (0B donne 0000 1011)
      BC 1 0 1 1 1 1 0 0
      12 0 0 0 1 0 0 1 0
      0A 0 0 0 0 1 0 1 0
      33 0 0 1 1 0 0 1 1
      03 0 0 0 0 0 0 1 1
      E1 1 1 1 0 0 0 0 1
      00 0 0 0 0 0 0 0 0
      81 1 0 0 0 0 0 0 1
      nombre de 1 3 1 3 3 2 1 4 4
      octet de sécurité 0 0 0 0 1 0 1 1
      Utilitaire de calcul de parité (swf 70 Ko)
      CC : caractère d'acquittement correspondant à une réception correcte
      0 0 0 0 1 1 0 0 NAK (réception incorrecte) 0C
      1 1 0 0 0 0 0 0 BUSY (occupé) C0
      1 1 0 0 1 1 0 0 ACK (réception correcte) CC

     


     

     Interface de capture EIB/RS232 

    Cette interface est facile à réaliser et à mettre au point
    Elle permet, associée au logiciel de capture ci-dessus, de récupérer sur un PC, tous les caractères qui transitent sur le bus EIB/KNX
    La réalisation de cette interface peut se faire en circuit imprimé simple face (documents fournis) ou sur plaque perforée

     Schéma 

    tp eib16

    Le 555 fonctionne en monostable, de période légèrement supérieure à 104 µs, réglable par le potentiomètre 100 K
    Il est alimenté en 5 V (diode Zener 5,1V)
    L'entrée 2 est ramenée dans la plage 0 - 5 V par les diodes Zener 24 V et 5,1 V
    La diode 1N4148 autorise la décharge du condensateur 1nF, lorsque la borne 2 passe à 0 V (monostable redéclenchable)
    Le montage push-pull (transistors 2N2222 et 2N2907) permet une adaptation à la RS232 (+10 V ou -10 V)
    La liaison au PC se fait par le port série (connecteur DB9) : Received Data RD (2) et Masse du signal M (5)
    Toutes les résistances sont des 1/4 W
    L'ajustable 100 K est un multitours

     Oscillogrammes 

    Voie A : bus EIB
    Voie B : RD (RS232)

    tp eib17 Mauvais réglage du potentiomètre 100K
    tp eib18 Réglage correct
    tp eib19 Détail du signal RS232
    Amplitude : 20 V (-10 V à +10 V)
    Durée d'un bit : 108 µs

     Circuit imprimé 

    zip Schéma + typon sous Proteus
    La carte est implantée dans un cadre Mosaïc - Legrand de profondeur 40 mm (74802+89320+75002)
    Une prise informatique Legrand (74206) permet la connexion au PC via un câble RS232 SubD 9 points mâle-femelle (Radiospares 128-4265) avec câblage droit, fil à fil.
    2 fiches BNC permettent de récupérer les signaux EIB et RS232 sur l'oscilloscope
    Voir la de l'implantation de la carte dans la boîte


     

     Liste de matériel  

    Matériel HAGER - http://www.hagergroup.fr/
    Matériel LEGRAND - http://www.legrand.fr/
    Radiospares - http://www.radiospares.fr/

    Prix indicatifs (en Euros) de Janvier 2005


    Partie câblée

    Désignation Marque Référence Prix HT

    Alimentation 29v

    HAGER

    TS111

    255,69

    Module 4 entrées

    HAGER

    TS304

    83,82

    Module 4 sorties 10A

    HAGER

    TS204C

    234,97

    4 Poussoirs Mosaic 45 LEGRAND 740301 M 23,60
    Support + cadre + plaque 4 modules LEGRAND 74804+89324+75010 6,78
    Inter différentiel 30 mA LEGRAND 08628 58,70

    Partie capture

    Désignation Marque Référence Prix HT
    Connecteur DB9 LEGRAND 74206 13,80
    Support + cadre + plaque 2 modules LEGRAND 74802+89320+75002 4,71
    Cordon informatique 1,8m SubD 9 M/F * Radiospares 128-4265 12,26
    Logiciel de capture à télécharger gratuitement ici
    Interface de capture à réaliser suivant les spécifications données ici

    Partie logiciel ETS

    Désignation Marque Référence Prix HT
    Cordon informatique 1,8m SubD 9 M/F * Radiospares 128-4265 12,26

    BCU

    HAGER

    TA004

    79,74

    Interface RS232

    HAGER

    TH002

    146,18

    Logiciel ETS : http://www.eiba.com/en/ets3/

    * câblage droit, fil à fil


    Partie réseau

    Désignation Marque Référence Prix HT
    Routeur IP SIEMENS N146 295

    Alimentation 640mA

    SIEMENS

    N125/21

    154

     


     

      Ressources  

     Documentation technique 

    • Module de 4 sorties pour l'éclairage TS 204C (pdf 60 Ko)
    • Module 4 entrées à encastrer (pdf 55 Ko)
    • Alimentation 29V 320mA TS111 (pdf 50 Ko)

     Bibliographie 

    Voir aussi:
    Le Bus EIB - Le standard KNX
    Mise en oeuvre du logiciel ETS
    Routeur IP
    Passerelle Internet Hager