ComunicaÃ§Ã£o

MESTRADO EM ENGENHARIA 

ELECTROTÉCNICA E DE COMPUTADORES 

Outubro 2010 

DOMÓTICA 

COMUNICAÇÃO 

Eng.º Domingos Salvador dos Santos 

email:dss@isep.ipp.pt

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COMUNICAÇÃO 

Estrutura da Apresentação 

Modo Básico de Operação 

Endereço Individual 

Endereço de Grupo 

Objecto de Grupo 

Dados Úteis de um Telegrama 

MEEC - Sistemas e Planeamento Industrial - DOMÓTICA

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Estrutura da Apresentação 

DPT - Datapoints Normalizados 

Tipo de Transmissão 

Ligação da Fonte de Alimentação 

Subreposição de Dados e Alimentação 

Comprimentos dos Cabos 




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Uma instalação mínima KNX é constituída pelos seguintes 

componentes: 

• A fonte de alimentação (29V DC); 

• Um filtro (que normalmente está integrado na fonte de 

alimentação); 

• Sensores (um único sensor representado na figura seguinte); 

• Actuadores (um actuador representado na figura seguinte); 

• Cabo BUS (apenas dois fios são necessários). 




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Outubro 2010 | 6/41 


Depois da instalação, o sistema KNX só estará pronto para 

operação quando os sensores e actuadores forem carregados 

com software de aplicação, através do software ETS. 

Utilizando o ETS, o integrador deve primeiro ter realizar as 

seguintes etapas de configuração: 

• Atribuição de endereços individuais (endereço físico) para os 

diferentes dispositivos (para a identificação única de cada 

dispositivo da instalação KNX); 

• Selecção e configuração (parametrização) do software aplicativo 

adequado para sensores e actuadores; 

• Atribuição de endereços de grupo (para a interacção entre sensores 

e actuadores). 




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Após a realização das etapas anteriores, a instalação poderia 

funcionar da seguinte forma: 

• Se a tecla superior do sensor 1.1.1 for pressionada, envia um 

telegrama que contém o endereço do grupo (5/2/66) com valor 

"1“ no campo de dados, bem como outra informação diversa. 

• Este telegrama é recebido e analisado por todos os sensores e 

actuadores conectados na rede. 

• Apenas os dispositivos com o mesmo endereço grupo reagem: 

Enviando um telegrama de resposta; 

Lendo o valor e agindo em conformidade. No nosso exemplo, o 

actuador 1.1.2 iria fechar o seu relé de saída. 




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O endereço individual tem de ser único numa instalação 

KNX. 

O endereço individual tem o seguinte formato: 

• Área [4 bit] - Linha [4 bit] - Dispositivo [1 byte]. 

A atribuição do endereço individual é normalmente feita 

através do ETS e pressionando um botão de programação 

existente no dispositivo. 




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O endereço individual é também usado para as seguintes 

funções, depois da fase de comissionamento: 

• Diagnóstico, rectificação de erros, modificação da instalação 

através da reprogramação; 

• Endereçamento dos objectos de grupo com as ferramentas de 

comissionamento ou outros dispositivos. 

Importante: O endereço individual não tem significado durante 

a operação normal da instalação. 




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A comunicação entre dispositivos KNX é realizada através dos 

endereços de grupo. 

Ao definir o endereço do grupo, através do ETS, ele pode ter uma 

estrutura de nível 2 (Maingroup/Subgroup) ou nível 3 

(Maingroup/Middlegroup/Subgroup), de acordo com as 

configurações realizados no ETS em Extras\Options\Presentation. 




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O endereço de grupo 0/0/0 é reservado para transmitir 

mensagens de broadcast (telegramas para todos os 

dispositivos existentes na instalação). 

O integrador decidirá de que forma os níveis serão utilizados; 

O exemplo seguinte ilustra esta atribuição: 

• Maingroup: Funcionalidade (ex. iluminação, persianas, …); 

• Middlegroup: Piso; 

• Subgroup: Função das cargas (ex. luz da cozinha, janela do 

quarto, regulação da sala, …) 

Cada endereço de grupo pode ser atribuído aos dispositivos, 

de acordo com as necessidades, independentemente da sua 

localização no sistema (área ou linha). 




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Outubro 2010 | 12/41 


Os actuadores podem escutar diversos endereços de grupo. 

Contudo, os sensores só podem enviar um endereço de 

grupo por telegrama. 

Os endereços de grupo são atribuídos aos objectos de grupo 

(group object) dos respectivos sensores e actuadores. Esta 

atribuição é realizada com a ajuda da ferramenta ETS. 

• Ao utilizar no ETS os Grupos Principais (Maingroups) 14 ou 15, deve-se ter 

em conta que estes endereços não são filtrados pelos acopladores de linha, 

podendo influenciar negativamente a dinâmica da instalação KNX. 

• O número de endereços de grupo que podem ser atribuídos a um sensor 

ou actuador é variável e depende do tamanho da memória de cada 

dispositivo. 




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Os Objectos de Grupo (Group Object) são posições de memória nos 

dispositivos. Dependendo da sua função, o tamanho dos objectos de 

grupo pode variar entre 1 bit e 14 bytes. 

Para realizar uma comutação, é usado um objecto de grupo de 1 bit, 

uma vez que só são necessários dois estados (0 e 1). Os dados 

envolvidos na transmissão de mensagens de texto é mais abrangente, 

sendo usados objectos de grupo com um tamanho máximo de 14 bytes. 

O ETS só permite a ligação de objectos com o mesmo tamanho usando 

endereços de grupo. 

Diversos endereços de grupo podem ser atribuídos a um objecto de 

grupo, mas só um é o endereço de grupo de envio. 




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Cada Grupo Objecto é constituído por flags que são usadas para 

definir as seguintes propriedades: 

NOTA: As configurações de raíz das flags devem só ser alteradas em circonstâncias 

excepcionais. 

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Exemplo de uma ligação com a tecnologia KNX. 


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O valor de um objecto é enviado para a rede da seguinte forma: 

a) Se a tecla superior for pressionada, o sensor 1.1.1 escreve “1” no 

objecto de grupo número 0. Como a flag de transmissão e de 

comunicação estão seleccionadas para este objecto, o dispositivo 

irá enviar para a rede um telegrama com a informação “Endereço 

de Grupo 1/1/1, com o valor 1” 

b) Todos os dispositivos da rede KNX que tenham o endereço de 

grupo 1/1/1 irão escrever “1” no seu Objecto de Grupo. 

c) No nosso exemplo, o “1” é escrito no Objecto de Grupo nº 0 do 

actuador 1.1.2. 

d) A aplicação de software do actuador detecta que o valor deste 

Objecto de Grupo foi alterado e executa o processo de comutação. 




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Outubro 2010 | 17/41 


O comprimento do campo de dados determina o tipo de 

comando. A figura seguinte exemplifica um telegrama de 1 

bit. 

No caso de um comando “write" o último bit da direita 

contém um "1" ou "0" para "ligar" ou "desligar". 

Um comando “read” necessita do endereço de grupo 

(atribuído ao Objecto de Grupo) para enviar o seu estado. A 

resposta pode ser uma mensagem de 1 bit, como no 

exemplo do comando “write", ou até 13 bytes (2 bytes até 

15). 

O comprimento dos dados depende do tipo Datapoint 

usado. 




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Os Datapoints são normalizados para garantir a compatibilidade 

de dispositivos similares de diferentes fabricantes. 

Esta normalização inclui exigências relativas ao formato dos 

dados e da estrutura dos Objectos de Grupo, bem como das 

funções dos sensores e dos actuadores. 

A combinação de vários tipos Datapoints normalizados (por 

exemplo, actuadores de regulação) é chamado de bloco 

funcional. 




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A designação de um tipo de Datapoint descreve a aplicação para 

o qual foi concebido. 

Contudo, nem sempre implica que a utilização do DPT esteja 

limitada a esta área de aplicação. Por exemplo, o Datapoint 

"Scaling" (Tipo 5.001) pode ser usado para definir o valor de 

iluminação de um ponto de luz (dimming brightness), como para 

definir a posição da válvula de aquecimento. 

Uma lista dos tipos de Datapoints mais utilizados será 

apresentada nas páginas seguintes. A lista completa dos tipos de 

Datapoints normalizados podem ser obtidos no site da KNX. 




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DPT Switch (1.001) 1 

• A função Switch é utilizada para a comutação do estado da 

saída de um actuador. Estão definidos outros tipos Datapoints 

de 1 bit para as operações lógicas (Boolean [1.002]), Enable 

[1.003]), etc ...). 

• Outras funções ou extensões para a função Switch (como, 

inversão, retardamento e complemento – toogle) não fazem 

parte da descrição deste DPT, mas dos parâmetros de 

especificação dos blocos funcionais, em que este DPT é usado 

(por exemplo funcional bloco Switch Control – ver página 26). 

1 Anteriormente designado EIS1 




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DPT Switch (1.001) 


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Outubro 2010 | 23/41 


Bloco Funcional Shutter Control 2 

• O bloco funcional Shutter control é principalmente usado para o 

controlo de persianas ou estores e fornece pelo menos dois tipos 

de Datapoints como Objectos de Grupo: 

- Up/Down (1.008) 

- Step (1.007) 

• Escrevendo no Objecto de Grupo Up/Down, o motor é colocado 

em movimento (se estiver parado) ou muda de sentido de 

movimento. 

• Escrevendo no Objecto de Grupo Step, o motor que está em 

movimento para (stop) ou se estiver parado é colocado em 

movimento por períodos curtos (step-by-step). 





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Bloco Funcional Shutter Control 

Importante: Objecto de Grupo que utilizam esta função nunca 

deve responder a pedidos de leitura (read) através da rede, 

uma vez que podem involuntariamente parar accionamentos 

motorizados. A flag “read” deve estar sempre desseleccionada 

nos objectos de grupo relevantes, quer nos sensores quer nos 

actuadores. 




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Bloco Funcional Shutter Control 


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Bloco Funcional Switch Control (2.001) 3 

• O Switch Control é usado para operar actuadores - em paralelo 

com o controlo normal através do DPT Switch - por um 

Objecto de Grupo com maior prioridade. 

• A função de controlo de um dispositivo (ex. ponto de luz) 

ligado a este actuador depende do estado dos Objectos de 

Grupo Switch e Switch Control 

• O Objecto de Grupo do Switch Control tem um tamanho de 2 

bits. 





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Outubro 2010 | 27/41 


Bloco Funcional Switch Control 

• Se o valor do Bloco Funcional Switch Control for 0 (00 B ) ou 1(01 B ) a 

saída é controlada através do DPT Switch. 

• Se o valor do objecto de prioridade for 2 (10 B ), a saída é desligada, e 

ligada quando o valor for 3 (11 B ). O valor do objecto Switching é em 

ambos os casos ignorado. 




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Outubro 2010 | 28/41 


Bloco Funcional Dimming 4 

• Para além do Objecto de Grupo de 4 Bits (Dim Step – 3.007), 

Bloco Funcional Dimming consiste em pelo menos um Objecto 

de Grupo DPT Switch (1.001) e de um Objecto de Grupo DPT 

Scaling (5.001) 

• Um comando relativo de regulação (Dimming), é transmitido 

para o actuador de Dimming usando Objecto de Grupo Dim 

Step (3.007). 

• O Bit 3 do Objecto de Grupo Dim Step (3.007) determina se a 

regulação é ascendente (Bit 3=1) ou descendente (Bit 3=0) 





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Bloco Funcional Dimming 

• Os Bits 0 a 2, determinam a amplitude da regulação. A área de 

regulação (0-100%) está dividida em 64 níveis de regulação. 

• O Actuador de Dimming regula sempre para o nível seguinte 

(ascendente ou descendente). 

• Por exemplo: Um actuador de Dimming tem uma regulação de 

saída de 30%. Se o sensor enviar 1011 B , o regulador vai 

actualizar a sua saída até alcançar o próximo nível que é de 

50% (ou seja, 100% dividido por 4 = 25%) 

• O código binário 0 B (isto é o valor 00 HEX ou 80 HEX ) significa 

“Stop Dimming”. O processo de regulação é interrompido e o 

valor corrente é mantido na saída 




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Outubro 2010 | 31/41 



• Usando o Objecto de Grupo Scaling (5.001), a saída regulada é 

actualizada directamente entre o valor de 1 (mínimo) e 255 

(máximo). Este DPT tem um comprimento de 1 Byte. 

• Dependendo do fabricante e do respectivo programa de 

aplicação, é possível realizar um switch ON (1 ≤ valor ≤ 255) ou 

OFF (valor = 0), usando este DPT.. 




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Outubro 2010 | 32/41 


DPT 2 Octet Float Value (9.00x) 5 

• Com este formato de dados podem ser transmitidos números 

que representam os valores físicos (existem diferentes tipos 

Datapoints, acordo com a natureza do valor enviado, por 

exemplo, temperatura °C – 9.001). 

• Exemplo do envido de um valor de temperatura: 

 

"S" é o sinal para a mantissa. 

"E" é um expoente inteiro em base 2. 

 

Uma resolução de 0.01 é definida para a mantissa “M”. Os 

valores positivos ("S" = 0) assumem a forma de números 

binários normais. Os valores negativos ("S" = 1) são codificados 

pelo mantissa em complemento para dois. 





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DPT 2 Octet Float Value (9.00x) 5 

• O comprimento deste DPT é de 2 bytes. 


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Outubro 2010 | 34/41 

Tipo de Transmissão 

Os dados são transmitidos simetricamente através de um par 

entrançado (e.g. YCYM ou J-Y(St)Y 2×2×0.8), com uma secção de 

0,8mm2 e uma resistência de 72ohms/km, não podendo nenhum 

condutor estar ligado à terra. 

A transmissão de sinais é assíncrona, com uma taxa de 9600 bit/s 

e realizada em banda base por meio da diferença de tensão entre 

os dois condutores do cabo. 

Como o ruído irradiado 

afecta ambos os condutores 

com a mesma polaridade, 

não existe influência sobre a 

diferença de tensão do 

sinal. 




COMUNICAÇÃO 

Outubro 2010 | 35/41 

Ligação da Fonte de Alimentação 

A alimentação é fornecida ao barramento através de um 

filtro. 

O filtro indutivo faz o interface entre o barramento e a fonte 

de alimentação, assegurando o desacoplamento entre a 

alimentação e os dados, uma vez que reage com baixa 

impedância aos sinais AC e com alta impedância aos sinais DC 

(XL=2·π·f·L; f=0Hz). 

Desta forma, a influência 

da fonte de alimentação 

sobre os dados é 

insignificante. 




COMUNICAÇÃO 

Outubro 2010 | 36/41 

Subreposição de Dados e Alimentação 

Quando funciona como emissor, o transformador envia os 

dados para o primário (na forma de tensão AC), onde são 

postos sobre a tensão DC. 

Quando funciona como receptor, o transformador envia os 

dados para o secundário, separando-os da tensão DC. 

Barramento 

Módulo de Transmissão 

Alimentação 

Dados 

Aplicação 

Electrónica 

Controlador do 

BCU 




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Outubro 2010 | 37/41 


Um segmento de linha tem de respeitar as seguintes 

distâncias: 

• Fonte de Alimentação – Dispositivo:…........………….………350 m 

• Distância máxima entre dois dispositivos: ………………...…700 m 

• Comprimento máximo do cabo: ………………………..………1000 m 

• Distância mínima entre duas fontes na mesma linha: .…200 m 




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Outubro 2010 | 39/41 


Comprimento Máximo entre a Fonte de Alimentação e 

Dispositivo 

• O dispositivo só transmite meia onda 

(mostrado na figura ao lado como uma 

meia onda negativa no núcleo 

positivo). 

• O filtro (parte integrante da fonte) em 

conjunto com os transformadores dos 

dispositivos, produz a equalização 

positiva do pulso. 

• Como o filtro tem papel importante na 

formação do pulso de equalização, o 

cabo entre a fonte e o dispositivo mais 

distante não pode ultrapassar os 

350m. 




COMUNICAÇÃO 

Outubro 2010 | 40/41 


Comprimento Máximo entre 2 Dispositivos 

• A transmissão do telegrama sobre o cabo requer um certo mínimo 

de ocupação do meio. 

• Se vários dispositivos 

tentarem transmitir 

em simultâneo, a 

colisão que ocorre 

pode ser resolvida 

até uma distância de 

700 m (tempo de 

atraso do sinal de 

Tv= 10µs). 




COMUNICAÇÃO 

Outubro 2010 | 41/41 


Comprimento Total do Cabo 

• O sinal transmitido por um dispositivo serão absorvidos pela 

carga e descarga contínua da capacidade do cabo. 

• Ao mesmo tempo, os flancos irão ficando arredondados pela 

capacidade do cabo. 

• O nível do sinal também desce devido à resistência do cabo 

• Apesar destes três efeitos, para permitir que os dados sejam 

transmitidos de forma confiável, o comprimento total por 

segmento de linha não pode exceder 1000 m, e o número 

máximo de dispositivos por segmento de linha nunca pode 

exceder a 64 (independentemente do tipo de fonte de 

alimentação).

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