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Contatori Linky e protocollo TIC

Cos'è il protocollo TIC

IL protocollo TIC è un mezzo di comunicazione adottato dall'azienda francese ENEDIS nei propri contatori smart (Linky). TIC è un acronimo che sta per "télé-information client", nasce per fornire al cliente finale le informazioni sui propri consumi. Con i contatori linky il cliente può ricevere i dati dei propri consumi utilizzando un dispositivo utente. In questo modo il consumatore può migliorare la propria consapevolezza o adattare dei carichi a seconda dei consumi.

Questo protocollo nasce quindi con lo stesso scopo del protocollo Chain2 utilizzato nei contatori smart italiani. Su Chain2 ho già scritto un articolo, se ti interessa lo trovi a questo link.

Caratteristiche elettriche del protocollo TIC

Il contatore Linky comunica con questo protocollo su un connettore a molla con 3 pin: I1, I2, A.

Connetore TIC su contatore linky
Immagine presa da medium.com

Un dispositivo utente TIC collegato a questo connettore può essere alimentato tra i pin I1 e A e ricevere i dati tra i pin I1 e I2.

Alimentazione

L'alimentazione è data da una tensione sinusoidale a frequenza 50kHz e può fornire fino a 130mW. La tensione a vuoto è di circa 13Vrms mentre può arrivare fino a 6Vrms sotto carico. Se si vuole utilizzare l'alimentazione fornita dal contatore Linky bisogna fare molta attenzione ai consumi.

Dati

I dati viaggiano su un segnale tra i pin I1 e I2. Si tratta di un segnale modulato in ampiezza su una portate a 50kHz. Il bus deve essere lungo massimo 500m e l'impendenza caratteristica a 50kHz deve essere superiore a 1kΩ. Il bus permette l’utilizzo in parallelo di più ricevitori secondo lo standard euridis regolamentato da 62056-3-1.

La modulazione in ampiezza permette di identificare solo due valori, ‘1’ e ‘0’, quando l’inviluppo del segnale è al di sotto di Vevh1 il dato è ‘1’, quando è al di sopra di Vevl0 è uno ‘0’.

Esempio di livello logico'0' e'1' nella modulazione in ampiezza del protocollo TIC
Livelli logici del protocollo TIC, immagine di www.enedis.fr

Tev0 e Tev1 sono i tempi minimi in cui il segnale deve essere al di sotto o al di sopra di un determinato valore per avere un valore logico basso o alto, valgono 60us quando la trasmissione avviene a 9600 bauds.

Layer protocollo TIC

Nel capitolo precedente ti ho spiegato come funziona fisicamente il protocollo e come viene interpretato il livello logico '1' e '0'. La specifica tecnica identifica però i diversi layer dello stack di protocollo per l'interpretazione dei dati che il contatore Linky può dare ai dispositivi TIC collegati sul bus.

Layer fisico

La trasmissione è di tipo asiconrono e può avere una velocità massima di 9600baud. Ogni carattere è costituito da 10 bit:

  • 1 bit di start corrispondente allo '0' logico
  • 7 bit che rappresentano un carattere ASCII
  • 1 bit ti parit
  • 1 bit di stop corrispondente all' '1' logico

I bit vengono trasmessi dal bit meno significativo (LSB) fino al bit più significativo (MSB).

Layer "data link"

La trasmissione avviene attraverso delle trame (pacchetti di dati) composte da diversi gruppi di informazioni. Ogni pacchetto è così composto:

  • Un carattere Start Text (STX) (0x02) che indica l'inizio di una trama
  • Corpo della trama composta da diversi gruppi di informazione
  • Un carattere End Text (ETX) (0x03) che indica la fine di una trama

Tra la fine di una trama e l'inizio di un'altra è previsto un periodo senza trasmissione la cui durata varia da 16,7ms a 33ms. La lunghezza della trama e quindi la quantità di informazioni dipende dal tipo di contratto scelto.

Ogni gruppo di informazione all'interno della trama può essere composto da 7 parti o 9 parti in caso ci sia anche il timestamp.

Struttura del pacchetto di informazioni del data link layer del protocollo TIC
Struttura del gruppo di informazioni nel caso non ci sia timestamp
Struttura del pacchetto del data link layer nel protocollo TIC con timestamp
Struttura del gruppo di informazioni nel caso ci sia timestamp
  • < LF > (0x0A) sta per "Line Feed", è il carattere che indica l'inizio del gruppo
  • Label è il campo etichette che indica il tipo di dati
  • < HT > (0x09) sta per "Horizontal tab", è il carattere di separazione
  • Time è il campo relativo al timestamp con data e ora,
  • Data è il campo dati
  • Checksum è calcolata da Label a Dati, caratteri <HT> inclusi.
  • < CR > (0x0D) sta "Carriage Return" e indica la fine del gruppo di informazioni

Descrizione delle trame e formato dei dati

In questa sezione ti spiegherò quali dati vengono trasmessi con TIC, come sono organizzati nelle trame ti e i principi di coerenza dei dati di una stessa trama.

La comunicazione TIC ha 2 modalità di funzionamento:

  • Storica - in questa modalità il contatore Linky permette di ripristinare le trame di dati equivalenti a quelle dei vecchi contatori elettronici residenziali
  • Standard - questa nuova modalità è apparsa con i contatore Linky. È più veloce della modalità storica e contiene informazioni diverse, con formattazione specifica.

I contatori da fabbrica vengono impostati in modalità storica ma ENEDIS può modificare la configurazione in modalità standard.

Trame in modalità storica

Di seguito la lista di trame più significative per la modalità storica del contatore monofase. Non riporto una tabella trifase poiché i dati sono gli stessi ma per tutte e tre le fasi.

Tabella frame modalità storica

In Francia, i termini "giorni blu", "giorni bianchi" e "giorni rossi" sono utilizzati da EDF (Electricité de France) nel contesto dell'opzione tariffaria chiamata "Tempo option". Questa opzione tariffaria è progettata per incentivare il risparmio energetico attraverso prezzi variabili in base al giorno dell'anno.

Trame in modalità standard

Nella modalità standard le trame sono moltissime, anche in questo caso elenco le più significative, è possibile trovare la lista completa nella specifica di riferimento www.enedis.fr

Tabella frame modalità standard

Alcune considerazioni sui dati appena visti

  • Formato dell'ora - SAAMMGGhhmmss (Stagione, Anno, Mese, Giorno, Ore, Minuti, Secondi)
  • Formato dei dati - contiene caratteri ASCII stampabili (compresi tra 0x20 e 0x7E)
  • Modalità di funzionamento - Il contatore può funzionare in modalità consumer e in modalità producer
  • Numero di fasi - se il contatore è trifase vengono trasmessi anche i dati relativi a fase 2 e 3

Applicazioni

Le applicazioni del protocollo TIC in Francia sono praticamente le stesse del protocollo Chain2 dei contatori italiani. Ci sono diversi dispositivi come questo sul mercato che permettono di trasferire i dati del protocollo TIC via Zigbee o WiFi o altri protocolli.

Acquistando un oggetto con poche decine di euro un consumatore francese ha a disposizione i suoi dati di consumo e produzione. Questi dati possono essere utilizzati per fare delle analisi oppure per attivare dei carichi in caso tipo wallbox di ricarica auto elettriche, grandi elettrodomestici, produzione fotovoltaico etc.

Nella sezione seguente puoi trovare un articolo su Medium di un'applicazione pratica, l'autore sviluppa del software per poter vedere i dati ricevuti da un dispositivo utente collegato al proprio contatore Linky.

Dove approfondire

  1. Enedis-NOI-CPT_54E - www.enedis.fr/... - Si tratta della specifica del TIC definita da ENEDIS. Ci sono tutte le informazioni relative sia al layer fisico che a quello applicativo del protocollo.
  2. NF EN 62056-3-1 - - Specifica tecnica del protocollo DLMS/COSEM su reti locali: "Scambio di dati di misurazione dell'elettricità – DLMS/COSEM – Parte 3-1: Utilizzo di reti locali su doppino telefonico con segnale portante"
  3. Sito ufficiale ENEDIS - www.enedis.fr- Sito ufficiale di ENEDIS, qui puoi trovare tutte le informazioni e ultime notizie sui contatori Linky e la loro diffusione in Francia. Inoltre si possono scaricare tutti i documenti e specifiche tecniche relative al protocollo TIC.
  4. Articolo Linky - www.miniprojets.net/2022/05/20/... - Articolo da cui è stata tratta l'immagine di copertina.
  5. Articolo applicazione Linky - www.medium.com/... - In questo articolo puoi trovare uno sviluppo pratico del protocollo TIC.

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