Topologie KNX TP : Lignes, zones, backbone et coupleurs de ligne
La topologie KNX TP est hiérarchique et déterministe – comprendre les règles évite les problèmes de mise en service les plus courants : conflits d'adressage, corruption du signal et surcharge de courant. Obtenez la structure correcte dès la conception et vous ne chasserez pas les erreurs de bus intermittentes sur site.
La hiérarchie KNX à trois niveaux
KNX TP utilise une hiérarchie d'adresses physiques à trois niveaux : backbone, zone et ligne. Chaque niveau est relié par un coupleur qui filtre les télégrammes et assure l'isolation électrique. Le format d'adresse Zone.Ligne.Appareil (par exemple 1.2.45) correspond directement à cette hiérarchie.
| Niveau | Coupleur | Max segments | Limites | Champ d'adresse |
|---|---|---|---|---|
| Backbone | Coupleur de zone (ligne backbone) | Jusqu'à 15 zones | Aucune limite d'appareils sur le backbone lui-même | X = 0 (backbone) |
| Zone | Coupleur de ligne → Ligne de zone | Jusqu'à 15 lignes par zone | 15 × 64 = 960 appareils par zone | X = 1–15 |
| Ligne | Dispositifs individuels sur TP | 64 dispositifs max par ligne | 350 m max point à point, alim 640 mA | Y.Z = Ligne.Dispositif |
Taille théorique maximale : 15 zones × 15 lignes × 64 dispositifs = 14 400 dispositifs sur une seule installation KNX TP. En pratique, les grands bâtiments commerciaux utilisent un backbone IP au lieu d'étendre le TP, ce qui est plus rapide et plus fiable.
Structure d'adresse physique
Chaque appareil KNX possède une adresse physique (PA) unique au format X.Y.Z attribuée dans ETS. L'adresse encode exactement où se trouve l'appareil dans la hiérarchie de topologie.
Format d'adresse physique — X.Y.Z
X = Area number (1–15; 0 = backbone) Y = Line number (1–15; 0 = line coupler on that area line) Z = Device number (1–255; 0 = line coupler itself) Examples: 0.0.0 → Unaddressed (factory default — bus will not respond) 1.0.0 → Line coupler on area 1, backbone connection 1.1.0 → Line coupler connecting area 1 / line 1 1.1.1 → First device on area 1, line 1 1.1.45 → Device 45 on area 1, line 1 2.3.127 → Device 127 on area 2, line 3
Conflit d'adresse
Deux appareils avec la même adresse physique sur la même ligne provoquent des erreurs de communication sur le bus – les deux appareils répondent simultanément, corrompant les télégrammes. ETS affichera un avertissement de collision lors du téléchargement. Attribuez toujours les adresses avant la mise en service sur site.
Adresse 0.0.0 — réglage d'usine
Tous les appareils KNX sont livrés avec l'adresse 0.0.0 (non adressée). ETS ne peut pas communiquer avec un appareil adressé à 0.0.0 via l'adressage normal – utilisez le bouton de programmation pour mettre d'abord l'appareil en mode programmation, puis ETS attribue la PA.
Limites physiques de ligne
Les lignes KNX TP ont quatre limites strictes. Dépasser l'une d'elles provoque des pannes de communication intermittentes ou permanentes sur le bus. Ce sont des limites de la spécification IEC 14543-3, pas des suggestions.
64 appareils par ligne
Y compris l'alimentation. Les coupleurs de ligne comptent comme des appareils sur la ligne principale, pas sur la sous-ligne. ETS les impose dans la vue topologique.
350 m entre deux appareils quelconques
Distance maximale du câble mesurée le long du câble entre les deux appareils les plus éloignés sur le même segment de ligne – pas la longueur totale du câble.
700 m de câble total par ligne
Somme de tous les câbles principaux + toutes les branches en dérivation sur la ligne. Le dépassement provoque des réflexions de signal et des erreurs de synchronisation.
640 mA de courant de l'alimentation KNX
La somme de tous les courants des appareils sur la ligne ne doit pas dépasser 640 mA (le courant de sortie nominal maximal d'une alimentation KNX 29 V standard). Vérifiez chaque fiche technique d'appareil dans ETS.
Longueur maximale du dérivé : 30 m depuis le câble principal jusqu'à un seul appareil sur une branche en dérivation. La topologie en étoile depuis un tableau central est autorisée, mais chaque dérivé doit être inférieur à 30 m et le budget total de câble s'applique toujours.
Spécification du câble KNX TP
Le câble KNX TP standard est YCYM 2×2×0,8 mm — une paire torsadée blindée à quatre conducteurs dans une gaine extérieure verte. Chaque paire est codée par couleur pour une fonction spécifique et la polarité doit être maintenue sur toute la longueur.
Affectation des conducteurs YCYM 2×2×0,8
Pair 1 — KNX bus (green/yellow pair):
Red → KNX bus + (positive, 29V DC)
Black → KNX bus − (negative, 0V)
Pair 2 — spare (red/white pair):
Can be used for:
• Auxiliary 24V DC power to devices without own PSU
• Additional data channel (non-KNX)
• Spare for cable fault workaround
Shielding:
Connect shield to earth at ONE end only (panel end)
Never connect at both ends — creates a ground loopNe jamais inverser la polarité sur la paire bus KNX. Certains appareils plus anciens sont insensibles à la polarité, mais de nombreux appareils KNX TP modernes (en particulier ceux certifiés sécurisés) nécessitent une orientation +/- correcte. Standardisez sur rouge = + depuis le tableau vers l'extérieur.
Coupleurs de ligne : filtrage et isolation
Un coupleur de ligne (LC) est un dispositif KNX TP qui relie deux segments de ligne. Il possède sa propre adresse physique (par exemple 1.1.0 pour le coupleur entre le backbone de la zone 1 et la ligne 1), une table de filtrage d'adresses de groupe téléchargée depuis ETS, et assure une isolation galvanique entre les segments.
Modes du coupleur de ligne
- Filtre sur la table d'adresses de groupe : only telegrams with group addresses in the coupler's filter table are forwarded. Default and recommended — reduces bus load on each line.
- Tous les télégrammes passent dans les deux sens. Utilisé lors de la mise en service ou lorsque la table de filtrage n'est pas encore configurée. Ne jamais laisser en production – entraîne une charge inutile du bus. Bloquer tout :
- Block all: aucun télégramme transmis. Utile pour isoler un segment de ligne défectueux lors du dépannage.
Coupleurs de ligne spécifiés
- MDT SCN-LC0160.01 : Rail DIN, 2TE, prend en charge 1 000 adresses de groupe dans la table de filtrage, ETS6 direct
- Hager TXS571D : Rail DIN, 4TE, coupleur de ligne + coupleur de zone configurable, 256 entrées de filtre
- Siemens 5WG1 140-1AB02 : Rail DIN, 2TE, isolation galvanique, 1 000 entrées, certifié KNX
Coupleur de ligne vs répéteur de ligne
Le coupleur de ligne et le répéteur de ligne se ressemblent sur un schéma de câblage mais ont des fonctions fondamentalement différentes. Choisir le mauvais est une erreur de conception courante.
| Caractéristique | Coupleur de ligne | Répéteur de ligne |
|---|---|---|
| Adresse physique | Oui – ex. 1.1.0 | Non – transparent pour la topologie |
| Filtre d'adresse de groupe | Oui – table de filtres ETS | Non – tous les télégrammes passent dans les deux sens |
| Séparation topologique | Oui – segments indépendants | Non – même ligne logique |
| Isolation du bus | Oui – isolation galvanique | Partiel – mise en mémoire tampon électrique uniquement |
| Allonge la longueur de ligne | Oui (+350 m nouveau segment) | Oui (+350 m même segment) |
| Isolation des défauts | Oui – le défaut sur la sous-ligne est isolé | Non – le défaut se propage dans les deux sens |
| Accès à la programmation ETS | Oui — adresse individuelle | Non requis |
| Quand utiliser | Séparation topologique entre étages/zones | Extension physique de ligne uniquement, pas de changement de topologie |
Utilisez un répéteur de ligne uniquement lorsque vous devez prolonger le câble au-delà de 350 m sur la même ligne logique. Utilisez un coupleur de ligne lorsque vous souhaitez une séparation topologique, une isolation des défauts ou un transfert filtré de télégrammes entre zones. Un répéteur ne crée pas de nouvelle ligne — le nombre de dispositifs s'applique toujours au segment combiné (max 64 au total).
Coupleur de zone IP
Un routeur KNXnet/IP fonctionnant comme coupleur de zone remplace le backbone TP par un Ethernet standard. Chaque routeur IP possède un côté TP (connexion à une ligne TP) et un côté IP (connexion au backbone LAN). Logiquement, il se comporte de manière identique à un coupleur de zone TP – il a une adresse physique et une table de filtrage d'adresses de groupe – mais le transport du backbone est IP multicast au lieu de paire torsadée.
MDT KNX IP Router SCN-IP200.02
- • Agit à la fois comme coupleur de ligne (côté TP) et participant au backbone IP
- • Adresse physique : 1.0.0 (coupleur de zone) ou 1.1.0 (coupleur de ligne) selon la configuration
- • Table de filtrage d'adresses de groupe : 1 000 entrées – suffisante pour les grands projets commerciaux
- • 4 connexions tunnel ETS6 simultanées pour l'accès d'ingénierie
- • KNXNET/IP Secure (routage AES-128) pris en charge avec un projet ETS6 Secure
- • Rail DIN 2TE — s'adapte dans une armoire KNX standard à côté des disjoncteurs
Dimensionnement de l'alimentation
Chaque ligne KNX TP nécessite au moins une alimentation 29V DC. La consommation de courant est la somme de tous les appareils connectés. Ajoutez toujours une marge de sécurité de 20 % et ne mélangez jamais deux alimentations sur le même segment de ligne sans self ou séparateur galvanique.
Méthode de calcul de l'alimentation
Step 1: List all devices on the line with current draw from ETS datasheet
Step 2: Sum all current draws (mA)
Step 3: Add 20% margin
Step 4: Select PSU rated at or above the result
Example — 28-device office line:
12 × MDT SCN-BMK2.01 (binary input) = 12 × 5mA = 60mA
8 × MDT AKD-0424.02 (4-fold actuator)= 8 × 12mA = 96mA
4 × Gira 509000 (push-button sensor) = 4 × 8mA = 32mA
4 × MDT STC-0321.02 (DALI gateway) = 4 × 25mA = 100mA
Sum = 288mA
+20% = 346mA
→ Select MDT STC-0640.01 (640mA) — comfortable margin| Puissance de l'alimentation | Nombre typique d'appareils | Modèle courant | Cas d'utilisation |
|---|---|---|---|
| 160mA | ~8 appareils | MDT STC-0160.01 | Petite ligne résidentielle, uniquement des détecteurs de mouvement |
| 320mA | ~16 appareils | MDT STC-0320.01 | Ligne résidentielle moyenne, appareils mixtes |
| 640mA | 32+ appareils (ligne complète) | MDT STC-0640.01 (le plus courant) | Lignes commerciales, passerelles DALI, actionneurs |
Erreurs de topologie courantes
Plus de 64 appareils sur une ligne sans coupleur de ligne
Correction : Insérez un coupleur de ligne au niveau de l'appareil 64. La sous-ligne devient une ligne logique distincte (ex. 1.2.x → 1.3.x). Ajoutez une deuxième alimentation sur la nouvelle sous-ligne.
Tronçon de câble dépassant 350 m point à point
Correction : Insérez un répéteur de ligne au milieu pour régénérer le signal. Le budget câble total par segment reste de 700 m, et le nombre d'appareils sur le segment combiné est partagé.
Alimentation en bout de ligne
Correction : Placez l'alimentation au milieu du tronçon de câble (ou aussi près que possible). Cela réduit de moitié la distance de câble effective jusqu'à l'appareil le plus éloigné et répartit la chute de tension symétriquement.
Deux alimentations sur le même segment sans self
Correction : Ajoutez une self KNX (par ex. MDT STC-00CH.01) entre les deux alimentations pour isoler leurs sorties DC, ou utilisez un séparateur galvanique. Deux alimentations sans isolation qui se combattent provoquent des boucles de courant et une instabilité de tension.
Line coupler left in 'route all' mode in production
Correction : Configure the group address filter table in ETS and set the coupler to 'filter' mode. Route-all mode means every telegram on every line is flooded to every other line — wastes bus bandwidth and masks real problems.
Dérivations de plus de 30 m
Correction : Re-routez le câble pour que la dérivation fasse moins de 30 m. Si l'emplacement du périphérique ne peut pas changer, tirez un nouveau segment depuis le point approprié le plus proche sur le câble principal – pas depuis le périphérique lui-même.
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