Trabajo de Domótica 1º Sistemas basados en Corrientes Portadoras Los sistemas domóticos basados en corrientes portadoras (Power Line Carrier) son aquellos que utilizan la red eléctrica como soporte de comunicación. El aprovechamiento de la red eléctrica es un buen recurso para la implementación de aplicaciones domóticas, ya que aporta una serie de ventajas respecto a otros sistemas más específicos. Las características más importantes de los sistemas que funcionan sobre este soporte son:
Se trata de un sistema descentralizado, configurable y no programable. Es muy sencillo de Instalar, configurar y conectar; además, su uso es de fácil manejo para el usuario. Como se aprovecha la instalación existente y no se requiere cableado especial, el precio de la instalación es mucho más reducido y su montaje mucho más rápido y sencillo que otros sistemas. Es flexible y ampliable.
Todo ello hace que sea una excelente opción para instalar en apartamentos, pisos, oficinas y locales, tanto de nueva como, especialmente, de antigua construcción. Por otra parte, hay que tener en cuenta que en la utilización de este medio puede surgir problemas de interferencias a causa de la red eléctrica exterior a la vivienda. En estos casos podremos instalar un filtro para evitarlas. A pesar de que existen diferentes modelos domóticos que funcionan sobre corrientes portadoras. El sistema X10 Utiliza un protocolo estándar. 1.2 El sistema X-10 El sistema X10 es un protocolo estándar, es decir, compatible con productos de otros fabricantes, que aprovecha la transmisión de la información por corrientes portadoras para el control de equipos y dispositivos domésticos como persianas, luces, toldos, tol dos, etc. Existen diferentes variantes del sistema X10 que utilizan la misma técnica de transporte de señal a través de la red eléctrica y que aportan soluciones diferentes bajo el mismo estándar. Entre los fabricantes más conocidos podemos citar: Leviton Manufacturing Co., Home System, General Electric, etc.
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1.2.1 Principio de funcionamiento del X-10 El sistema funciona de tal forma que la señal portadora es captada por cualquier modulo receptor conectado a la línea eléctrica, traduciéndose en un suceso ON, OFF, o DIM. Para ello utiliza la señal senoidal de 50 Hz de la vivienda.
La transmisión de la señal
Las transmisiones X-10 se sincroniza con el paso por el cero de la corriente alterna. Para modular la señal de 50 Hz europea (en EE.UU. es de 60 Hz) el transmisor utiliza un oscilador opto acoplado que vigila el paso por cero de la señal senoidal, insertando la señal X-10 en el semiciclo positivo o en el negativo de la onda senoidal. La codificación de un bit 1 o de un bit 0 depende de cómo se inyecte esta señal en los dos semiciclos.
Un 1 Binario se representa por un pulso de 120 kHz durante 1 milisegundo. El 0 Binario se representa por la ausencia de ese pulso de 120 kHz. En un sistema trifásico el pulso de 1 milisegundo se transmite con el paso cero para cada una de las tres fases.
Por lo tanto, el tiempo de bit coincide con los 20 ms que dura el ciclo de la señal, de forma que la velocidad binaria de 50 bps viene impuesta por la frecuencia de la red eléctrica que tenemos en Europa.
La transmisión de la Información
La transmisión completa de una orden X-10 necesita once ciclos de corriente alterna denominada trama. Esta trama se divide en tres campos de información:
Los dos primeros representan el código de inicio. El código de inicio es un código único que siempre es: 1110 Los cuatro siguientes, el código de casa (Letras A-P) Los cinco últimos, el código numérico (1-16), también llamado código función o código de unidad según el fabricante (encendido, apagado, aumento o disminución de la intensidad…).
Para aumentar la fiabilidad del sistema, esta trama, (código de inicio, código de casa y código de función, unidad o numérico) se transmite siempre dos veces, separándolas por tres ciclos completos de corriente. Hay una excepción: En funciones de regulación de intensidad, se transmiten de forma continuada (por lo menos dos veces) sin separación entre tramas en definitiva es es el protocolo básico X-10.
El protocolo extendido
Además del protocolo básico existe un protocolo extendido que hasta solicita petición de estado a los módulos actuadores, alerta al sistema con los bits de inicio, con los códigos de casa y numérico dice a quien va dirigida la orden y, con los bits de función, la acción que debe ejecutar.
Funcionamiento del protocolo El accionamiento de un elemento de la instalación provoca el envió del datagrama correspondiente de un elemento sensor (emisor) A2 que co rrespondería al código (A= 0110, 2= 11100). 2
Dicho código de casa y código numérico circulara por la red eléctrica y será ejecutado por el elemento actuador (receptor) de dicha instalación que disponga de dichos códigos.
Si el código numérico o función que envía el elemento emisor es el 01101 (Corresponde con el código casa ´´Apagar todas las luces´´), significa que todos to dos los elementos del sistema actuadores act uadores que accionan lámparas deben apagarlas independientemente del código que tengan, o sea, se accionan todos.
Estructura del Active Home X10 1.2.2 Componentes del sistema X-10
Módulos del sistema X-10
Como todos los sistemas domóticos, domóti cos, el X-10 se compone de una serie de módulos que se pueden clasificar en tres grupos atendiendo a la función que realizan. - Actuadores Los módulos actuadores tienen la misión de controlar los aparatos que queremos manejar. Para ello se conectan a la red eléctrica y a los elementos para gobernar (persianas, luz, etc.). Pueden ser:
Módulos de aparato o de potencia: Permiten el encendido o apagado de los diferentes equipos Módulos de Iluminación: Sirven para controlar las luces con variación de su intensidad de iluminación (dimmer) Módulos de persiana: Se utilizan para gobernar el movimiento de persianas, toldos, cortinas, etc. 3
Interruptor de Pared - Sensores: Los sensores emisores se encargan de informar sobre las distintas situaciones. El sistema X-10 dispone de los siguientes: Sensores no X-10 adaptados: Mediante transmisor universal X-10. Como detectores de humo y fuego, detectores de fuga de gas y agua, termostatos, detectores de apertura y ventana, etc.
Sensores de presencia X-10 Termostato X-10
- Controladores: Los controladores se conectan a la red eléctrica y tienen la función de gobernar y controlar los demás módulos. Para que un modulo actuador accione un elemento al que está conectado, es necesario que reciba una señal que se lo indique. indi que. Esta señal se envía desde un modulo controlador. Los módulos controladores que presenta X-10 pueden ser: Miniprogramaodres: Se encargan de varias funciones como programación horaria, simulación de presencia, teclado, etc.
Mandos a distancia multimedia
Programador PC + Software: Sirve para programar eventos, crear macros, realizar programaciones horarias, etc. Más adelante vernos el sistema Active Home de Home System.
Controlador telefónicos: Como la central maxicontrolador de Home Systems que permite controlar telefónicamente los dispositivos del hogar.
Aparato de conexión al PC 4
1.2.3 Tipología de los dispositivos X-10 X-10 clasifica sus dispositivos en diferentes tipos según la función que realicen y les asgina unos logos. Estos son los siguientes: Transmisores: Los transmisores envían señales codificadas. Un solo transmisor es Capaz de enviar información de hasta 256 dispositivos, mientras que varios transmisores pueden enviar señales al mismo modulo.
Receptores: Estos dispositivos toman la señal enviada por los dispositivos transmisores y responden encendiéndose y apagándose. Al igual que los transmisores, los receptores pueden comunicarse hasta con 256 direcciones distintas.
Bidireccionales: Este tipo de dispositivos puede responder y confirmar cuando una Orden se ejecuta correctamente, lo que puede ser muy útil especialmente cuando el sistema está conectado a un programa de ordenador que muestra los estados en que se encuentra la instalación domótica de la vivienda.
Inalámbricos: Este tipo de dispositivos permite conectarse a través de una Antena, enviar señales de radio, desde una unidad Inalámbrica, e inyectar la señal X-10 en el cableado eléctrico (muy utilizado, por ejemplo, para abrir las puertas de los garajes). Estas unidades no están habilitadas para controlar directamente a un receptor X-10, por lo que debe
Utilizarse un modulo transceptor, que se encarga de introducir las señales de radiofrecuencia en la red eléctrica. 1.2.4 Filtro y acopladores Pueden provocar que señales de la instalación puedan interferir y mezclarse en otras viviendas o viceversa. En el caso de que la instalación sea trifásica, hay que asegurarse de que un elemento emisor conectado en una de las fases pueda gobernar un elemento receptor que esté conectado en cualquiera de l as otras fases. Por esta razón en este sistema es fundamental utilizar elementos de filtrado de las señales y acoplamientos de las mismas. Para ello podremos utilizar un filtro/acoplador. 1.2.5 Configuración de los módulos Para poner en funcionamiento una aplicación domótica con el sistema X-10 el primer paso que hay que realizar es la elección del modulo que hay que instalar para cubrir las necesidades requeridas. Después procederemos a su configuración. Cualquier modulo X-10 se configura asignándole un código de casa y un código numérico. Los equipos X-10 poseen dos selectores rotativos que son utilizados para la configuración de los diferentes dispositivos en la red eléctrica:
Uno es de color rojo y representa el código de casa, por lo que está identificado con las letras de la A a la P. 5
El otro es de color negro y representa el código numérico (1-16) o numero de modulo que corresponde a dicho dispositivo.
Si dos actuadores tienen los mismos códigos de casa y numérico, ejecutaran simultáneamente las ordenes procedentes por la red eléctrica. De esta manera, si a dos detectores de presencia X-10 se les asignan los mismos códigos, cosa que puede resultar útil, por ejemplo, para encender las luces de escalera desde dos plantas distintas, mandaran la misma orden 1.2.6 Instalación de los módulos Una vez que tenemos los módulos configurados procederemos a u instalación. Los diferentes módulos del sistema X-10 vienen presentados de tres maneras, de acuerdo con la manera en que se instalaran.
Para enchufarse directamente a la corriente eléctrica a través de un enchufe convencional. Para ser empotrados en cajas universales. Para instalarse en un carril DIN. En este caso se tiene que instalar en el cuadro eléctrico.
Cada modulo se instalara de acuerdo con sus propias características y su esquema de conexionado. 1.2.7 Software de diseño y control El software Active Home sirve de interfaz de control de los dispositivos conectados a módulos X-10, que se deseen controlar (luces, persianas, electrodomésticos, etc.)
Crear una representación grafica de módulos y controlar las luces y aparatos desde el ordenador. Crear calendarios de eventos que se ejecutan automáticamente. Definir macros que controlan grupos de módulos. Definir calendarios de viaje que simulan que la casa parezca habilitada cuando estamos fuera, mediante el encendido de luces y aparatos. apara tos. Crear informes impresos que muestran los diferentes aspectos del sistema de automatización de tu casa como: los módulos módul os instalados, tiempos de los eventos definidos, etc.
Software Active Home X-10 6
2º Sistemas domóticos basados en bus con tecnología LonWorks 2.1 Sistemas Domóticos Basados en Bus La topología Bus se compone de una línea compartida por todos y cada uno de los nodos del sistema; todos los nodos transmiten y reciben señales a través del Bus. Existen diferentes sistemas domóticos basados en Bus; entre los más extendido, nos encontramos con los que utilizan la tecnología LonWorks y KNX. Ambos sistemas son estándares, o sea, utilizan una tecnología abierta a diferentes fabricantes que desarrollan productos sobre dicha tecnología. Aunque ambos sistemas utilizan el bus como medio físico de conexión y transmisión de la información, las tecnologías utilizadas y los protocolos son totalmente diferentes. Como principales ventajas de los sistemas basados en bus cabe citar: la facilidad de añadir y quitar nodos del bus; y que si un nodo tiene un fallo no afecta al resto resto del sistema. El inconveniente más importante es la necesidad de contar con unos protocolos de comunicación más sofisticados que en el resto de sistemas. En este protocolo, precisamente, lo que diferencia básicamente los sistemas basados en Bus. 2.2 Conceptos Básicos sobre LonWorks
La tecnología LonWorks
Cuando se habla de LonWorks, no nos estamos refiriendo a ningún sistema domótico concreto, sino que se trata de una tecnología diseñada por la empresa Echelon como sistema estándar para casi cualquier sistema de control. La tecnología LonWorks se basa en una red de Nodos – dispositivos inteligentes que se pueden programar de manera autónoma- que se comunican utilizando un protocolo común: el LonTalk.
Compatibilidad LonMark
LonMark es una asociación de fabricantes que desarrollan productos o servicios basados en redes de control LonWorks. Esta asociación especifica y publica las recomendaciones e implementaciones que mejor se adaptan a cada uno de los dispositivos típicos de las redes de control. Para ello, se basan en objetos y perfiles funcionales. Los objetos LonMark describen los formatos de los datos que se intercambian los nodos y la semántica que se usa para relacionarlos con otros objetos de la aplicación distribuida. Hay tres objetos que son básicos: el actuador, el sensor y el controlador.
Los perfiles funcionales detallan en profundidad la interfaz de la aplicación distribuida con la red LonWorks (variables de red y propiedades de configuración) y el comportamiento que tendrán las funciones implementadas.
Hay que recalcar que los perfiles p erfiles funcionales estandarizan las funciones, no los p roductos, de forma que permite que diversos fabricantes ofrezcan el mismo producto a nivel funcional pero con un diseño de hardware que nada tiene que ver con otros. Los perfiles LonMark aseguran la compatibilidad total entre productos LonWorks. 7
El microprocesador: El Neuron Chip
Cualquier dispositivo LonWorks o nodo está basado en un microprocesador especial llamado Neuron Chip. Del Neuron Chip podemos destacar:
Tiene un identificador único, el Neuron ID, que permite direccionar cualquier nodo de forma univoca dentro de una red de control LonWorks. Tiene un modelo de comunicaciones que es independiente del m edio físico sobre el que funciona. Esto significa que los datos pueden transmitirse tra nsmitirse sobre cables de par trenzado, ondas portadoras, fibra óptica, radiofrecuencia y cable coaxial, entre otros. El firmware que implementa el protocolo LonTalk proporciona servicios de transporte y routing extremo-a-extremo.
En España se ha creado la asociación de fabricantes que desarrollan productos o servicios basados en redes de control LonWorks y que se llama LonUser España.
Neuron Chip
El medio Físico
El Neuron Chip Proporciona un puerto especifico de cinco pines que puede ser configurado p ara actuar como interfaz de diversos transceivers de línea. El transceiver es el encargado de adaptar las señales del Neuron Chip a los niveles que necesita cada medio físico. Transceiver
PLT-22
FTT-10ª
LPT-10
Medio Físico
Ondas Portadoras
Par Trenzado
Par Trenzado
Velocidad Binaria
5,4 kbps
78 kbps
78 kbps
Topología de Red Cualquiera en redes de baja tensión o par trenzado sin alimentación. Bus, estrella o lazo. Cualquier combinación. Bus, estrella o lazo Cualquier combinación.
Distancia Máxima Depende de la atenuación entre emisor y receptor y del ruido en la línea. 500 m, hasta 2700 me con doble bus e impedancias de carga en los extremos. 500 m, hasta 2700 me con doble bus e impedancias de carga en los extremos.
Nº Nodos
Otros
Depende de la atenuación entre emisor y receptor y del ruido en la línea.
Compatible con PLT-20 y PLT21.
64 por canal y 32.385 en total.
Compatible con FTT-10 y LPT-10 $$.
32, 64, 128 en función del consumo por canal y 32.385 en total.
Capaz de tele alimentar nodos por el mismo par trenzado. Ø Aislado con transformador Ø Aislado con transformador
TPT/XF-78
Par Trenzado
78 kbps
Bus
1.400 m
64 por canal y 32.385 en total.
TPT/XF-1250
Par Trenzado
1,25 Mbps
Bus
130 m
64 por canal y 32.385 en total.
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Desarrollos bajo la tecnología LonWorks en nuestro país
Los desarrollos son:
El sistema domótico BJC Dialogo que fabrica y distribuye la empresa Fabrica Electrotécnica JOSA (BJC). El sistema SIMON VIT@ que fabrica y distribuye la empresa SIMON.
De todas formas, no hay que olvidar otras empresas fabricantes de sistemas domóticos basados en LonWorks como son: EBV Elektronik GmbH, Echelon Europe Ltd. Electrónicas del Valles, S.A., ISDE Ing. SL, K-Lon, S.A., TAC Building Automation o Temper Clima, S.A. 2.3 Algunos sistemas basados en LonWorks 2.3.1 Simon Vit@
Características del sistema
Simon Vit@ es un sistema domótico que comercializa la empresa Simón, basado también en el estándar LonWorks. Este sistema presenta las siguientes características: Es Escalable: Ofrece desde soluciones locales, como la automatización de una única persiana, a soluciones globales como la centralización de persianas.
Es integrado: Permite la interrelación de varias funcionalidades – iluminación, climatización, seguridad, etc.- favoreciendo la simplificación de gestión y una mayor eficiencia en el control energético.
Es seguro: Aunque todos los elementos del sistema se comunican por red bus, cada modulo dispone de una memoria independiente, lo que permite que en el caso de anomalía en uno de los elementos esta no afecta al resto de la instalación.
Es ampliable: Permite la ampliación o modificación de sus módulos según las necesidades del usuario. La ampliación de una instalación con este sistema es posible de manera sencilla y casi ilimitada: basta con añadir los módulos necesarios y programar las nuevas funciones.
Modulo Simón Vit@ 9
3º Sistemas Basados en KNX/EIB 3.1 Del EIB al KNX 3.1.1 Origen y Aplicaciones El EIB (Bus europeo de Instalación) es un sistema bus descentralizado y controlado por eventos. Esto significa que los sensores detectan sucesos procedentes de pulsadores o motivados por cambios en la luminosidad, la temperatura, la humedad, movimientos, etc. Y envían telegramas a los actuadores, los cuales llevan a cabo las órdenes.
El estándar EIB
Las ideas iniciales del instabus (antecesor de EIB) nacieron en MERTEN en el año 1984, pudiendo utilizar ese logotipo las empresas que participaron en su desarrollo estándar hasta 1987. El estándar EIB nació con el objetivo de contrarrestar las importaciones de productos similares que se estaban produciendo desde el mercado japonés y norteame ricano, donde estas tecnologías se habían desarrollado antes que en Europa. Así, en 1990, fabricantes líderes de la técnica de instalaciones eléctricas formaron la EIBA (Asociación del bus de Instalación Europeo), con sede en Bruselas, con el objetivo de introducir un estándar en el mercado. En la actualidad esta asociación está constituida por más de 110 empresas, que representan el 70% del mercado Europeo de componentes para instalaciones.
El estándar KNX
En Mayo de 1999 surgió otra asociación llamada Konnex. Esta asociación es la creadora del estándar de bus KNX, KNX, Una tecnología de bus normalizada para todas las aplicaciones en el control de las viviendas y edificios. Esta tecnología se ha establecido tras más de diez años de experiencia en el mercado gracias a sus predecesores BatiBus, EIB y EHS. Sus diferentes mecanismos de configuración y medio físico han sido integrados en la tecnología común KNX, a fin de asegurar una relación precio-funcionalidad adecuada para todos los tipos de edificios y aplicaciones. Como objetivo, esta unión persigue crear un único estándar Europeo para la automatización de edificios y viviendas. El KNX.X está basado en la tecnología y los protocolos núcleo del EIB y expande su funcionamiento añadiendo nuevos medios físicos y los modos de configuración de Batibus y EHS. Las características técnicas que presenta el sistema EIB son las siguientes: Sistema descentralizado: Esto significa que no tiene ningún aparato de control central, por lo que cada componente tiene su propio microprocesador.
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Protocolo Estándar: Tal como hemos dicho, todos los dispositivos de los diversos fabricantes y pertenecientes a funciones distintas que lleven el protocolo KNX/EIB pueden unirse fácilmente para formar una instalación con KNX/EIB.
Cableado: Los diferentes medios físicos de transmisión para la interconexión de dispositivos son:
- Par trenzado: Donde los equipos KNX se comunican mediante dos conductores de cobre aislados y trenzados entre sí. Existen E xisten dos tipos de pares trenzados, TPO y TP1. - Ondas Portadoras: Donde los equipos KNX se comunican aprovechando la red eléctrica de 230 V, también existen soluciones PL 110 y PL 132. - Radiofrecuencia: Donde la comunicación entre equipos se realiza a través del aire, sin necesidad de cable. - IP: Hoy en día ya existen soluciones para la comunicación entre equipos a través de la red local. También es posible la comunicación entre distintos medios utilizando los distintos acopladores de medios. Asimismo, utilizando pasarelas correspondientes es posible la comunicación entre otros medios, por ejemplo fibra óptica.
Áreas de aplicación para los distintos medios de transmisión EIB Medio
Transmisión Vía
Áreas preferidas de aplicación
Velocidad de transmisión TP-0 4800 bits/s (ha sido tomado del BatiBus) TP-1 9600 bits/s (ha sido tomado del EIB)
Twisted Pair (Par Trenzado)
Bus de control Independiente
Nuevas instalaciones y grandes renovaciones. Nivel Máximo de fiabilidad de la transmisión.
Powerline (Ondas Portadoras)
Red existente (debe disponer de neutro)
Radio Frecuencia
Radio
En lugares donde no se necesita un cable de control adicional y hay disponibilidad de 230 V. En lugares donde no se desea o no se puede instalar cableado.
Flexibilidad: La instalación en un edificio se puede realizar de un modo mas sencillo esde el principio, y después se puede ampliar y modificar simplemente combinando los parámetros de la programación de los componentes co mponentes del bus, sin necesidad de un nuevo cableado.
Topología: El sistema puede estar construido mediante estructura en bus (forma mas habitual), en estrella, en árbol o mixta. Sin embargo, está totalmente prohibida la creación de un bucle cerrado o estructura en anillo.
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3.1.2 Tipos de configuración Según lo que indique la etiqueta de cada producto, podrá configurarse de diferentes formas: Easy-mode (E-Mode.): Método pensado para el instalador cualificado, con conocimientos básicos sobre la tecnología bus. Los productos con esta tecnología tienen habitualmente una funcionalidad limitada y están concebidos para instalaciones de tamaño medio. La configuración se realiza sin la ayuda de un PC, sino mediante un control central, pulsadores, etc.
Automatic Mode (A-Mode): Método habitual para el usuario final, instalaciones pequeñas. La configuración se realiza automáticamente, es decir integrar el aparato en la instalación. (Plug&Play)
System-Mode (S-Mode): Idóneo para proyectistas e instaladores KNX certificados y para grandes instalaciones. El diseño y la instalación se realizan a través de un ordenador con el software (ETS) instalado, donde los datos de los productos de los fabricantes están contenidos en su base de datos.
3.1.3 Software de Programación El programa ETS (Enginyering Tool Software) es la única herramienta de software independiente del fabricante para diseñar y configurar instalaciones con el sistema KNX. Existen tres versiones ETS, una para cada necesidad del usuario. Además, el ETS 3 profesional posibilita la configuración y el mantenimiento a distancia de instalaciones vía internet y ETS. Las tres versiones son:
ETS 3- TESTER: No tiene posibilidad de acceso al bus. ETS 3- STARTER: Está destinada a usuarios que no tienen una formación certificada. Está limitada a 64 aparatos ETS 3- PROFESSIONAL: Está destinada a usuarios que tienen una formación certificada. No hay limitación en el número de aparatos.
Cuando en la etiqueta de un producto solo aparecen los logos de EIB y de KNX, significa que dicho aparato soporta el medio de transmisión TP1 y que puede ponerse en marcha con el ETS. 3.1.4 Componentes del KNX/EIB Los dispositivos de un sistema KNX/EIB pueden ser elementos del sistema (fuentes de alimentación, acopladores o amplificadores), sensores, actuadores y controladores.
Fuentes de alimentación:
En una instalación mediantes bus de datos, cada línea tiene su propia alimentación de corriente para sus componentes, lo que garantiza que, si aparece un fallo en una línea, el resto del sistema pueda continuar funcionando; también si hay un fallo de un elemento en una línea, el resto de aparatos siguen funcionando. Las fuentes de alimentación tienen regulaciones de tensión y corriente, por lo que son resistentes a los cortocircuitos. Además, son capaces de salvar microcortes de la red, ya que tienen un tiempo de reserva de 100 milisegundos. 13
Un aspecto importante del KNX/EIB es la forma en que se discriminan los datos, ya que estos circulan por el mismo cable que la alimentación (bus). Por ello, la fuente de alimentación está conectada al bus a través de una bobina o filtro, evitándose de esta manera que la información entre en la fuente. También es necesario añadir otra fuente en el caso de que se instalen más de 30 componentes sobre un cable de pequeña longitud (por ejemplo, en un armario de distribución). En cualquier caso, la distancia mínima entre dos fuentes debe ser de 200 20 0 metros, y el número núm ero máximo de fuentes por línea debe ser 2 como máximo.
Sistema KNX/EIB
Acopladores:
La función de los acopladores es hacer posible la interconexión e intercambio entre los diferentes aparatos del sistema. Podemos distinguir entre:
Acopladores de zona: Hacen posible la interconexión e intercambio de información entre las distintas zonas. Acopladores de línea: Hacen posible la interconexión e intercambio de información entre las distintas líneas. Acopladores de ampliación: Ejercen una función de amplificación, con lo que es posible configurar líneas de bus de más de 64 aparatos.
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3.1.5 Sensores y Actuadores
Sensores:
Los sensores son los encargados de captar cualquier tipo de cambio físico en el interior de la vivienda y trasmitir la información a la unidad de control, para que esta actué en consecuencia. Generalmente los sensores que se utilizan son del tipo ti po para empotrar en cajas caja s de mecanismos universal, pero también hay en formato para montaje en carril DIN. Pulsadores: Pulsadores: Los hay de diferentes tipos. Como Co mo son programables, según se establezca en los parámetros, las pulsaciones de sus teclas provocan telegramas de accionamiento o regulación. Todos ellos disponen también de un LED de indicación del estado de funcionamiento.
ca mbios que se producen Detectores de presencia: Este dispositivo reacciona a los cambios dentro de su campo de acción, como por ejemplo cambios de temperatura, el movimiento de personas y, en función de estos y de su programación, envía telegramas de accionamiento al isntabus.
Como estos aparatos detectan movimientos de calor, es importante procurar que dentro de su campo de detección no queden objetos que puedan provocar falsas lecturas, como por ejemplo lámparas, radiadores, ventiladores, etc. Entradas binarias: Las entradas envían telegramas al bus en función de las señales de 230 V que recibe por sus cuatro entradas. Dichos telegramas pueden ser de accionamiento, regulación, control de persianas, envió de valores de 1 a 2 bytes o auxiliar de escenas. Es un elemento muy interesante cuando queremos mantener los pulsadores e interruptores convencionales de una instalación.
Sensores de Luminosidad: En función del nivel de luminosidad ambiente este sensor envía al bus telegramas de accionamiento, regulación o motorización. El dispositivo consta de un sensor de luz que va unido al dispositivo decodificador mediante un cable de 2 metros de longitud. El codificador lee el nivel de luz ambiente existente a través del sensor y ajusta la iluminación a un nivel constante según consigna.
Relojes Programables: Se trata de un programador capaz de trasmitir diferentes direcciones de grupo al bus en función de una programación temporal. Pueden ser diarios, semanales o anuales. Con la adecuada parametrizacion, este dispositivo es capaz tanto de enviar como de recibir la fecha y hora a través del bus.
Termostatos: Sirven para medir y regular la temperatura ambiental a través del sistema KNX/EIB. Permiten realizar tanto una regulación continua de temperatura como una regulación ON/OFF simple.
Actuadores:
Se trata del dispositivo encargado de realizar el control de algún elemento del sistema, como por ejemplo electroválvulas (suministro de agua, gas, etc.), motores (Persianas, puertas, etc.), sirenas de alarma, reguladores de luz, etc. El actuador recibe el telegrama del bus de datos y realiza su cometido, que dependerá del tipo de actuador que estemos programando. Los actuadores también van asociados a un modulo acoplador al bus, aunque este generalmente va integrado con el elemento.
Entre los actuadores más habituales cabe destacar: Actuador Binario: Este actuador recibe telegramas a través de bus y, en función de estos, cierra sus contactos de salida libres de potencial, que pueden funcionar en modo de normalmente abiertos o cerrados, cerra dos, según se parametrice. Dependiendo de los parámetros configurados, cada una de sus dos salidas puede ser accionada directamente, con retardo a la conexión y a la desconexión, a modo se impulso temporal, o bien se le puede asociar una función lógica o de reenvió de estado. Hay actuadores binarios desde una hasta dieciséis salidas, según el programa que introduzcamos.
Actuador regulador (Dimmer): El actuador regulador de iluminación recibe telegramas de accionamiento y regulación a través del instabus y en función de estos, actúa sobre el grupo de iluminación que tenga conectado a su salida. Se pueden controlar distintos tipos de cargas, tales como halógenas de 230 V o de bajo voltaje con transformador electrónico o incandescencia. La potencia máxima de este actuador se puede ampliar mediante el uso de amplificadores de potencia para transformador electrónico.
Modulo de escenas: En este modulo se pueden guardar hasta cuatro escenas que pueden ser recuperadas mediante telegramas de re llamada. Una escena consiste en ajustes de conmutación/regulación, que pueden combinarse opcionalmente. Por ejemplo en el comedor podemos regular la lámpara a un nivel o encender el alumbrado indirecto para ver la
televisión, ajustar otro nivel para comer, otro nivel para celebraciones, etc. Actuador de persiana: Este actuador recibe telegramas del bus y, en función de estos, es capaz de manejar hasta dos motores de persianas totalmente independientes. Como todos los actuadores de persianas, es capaz de ejecutar comandos de accionamiento corto y de accionamiento largo.
Sensor de viento y temperatura t emperatura del sistema KNX/EIB 4º Sistemas Basados en Autómatas Programables 4.1 El Autómata Programable como sistema Domótico Los avances en el campo de la informática en los últimos años han favorecido la generalización de tecnologías programadas para la automatización de procesos, siendo los autómatas programables los principales equipos desarrollados para este fin. De esta manera, podemos definir el autómata programable o PLC (Process Logic Control) como un dispositivo electrónico, basado en microprocesadores, destinado a controlar diferentes operaciones secuenciales de cualquier tipo de proceso. 15
Los autómatas programables fueron diseñados para poder trabajar en la industria, pero dadas sus posibilidades, su aplicación en viviendas y edificios era una cuestión de tiempo. Los sistemas más importantes a los que nos vamos a referir son el Simatic-S7 de Siemens y el TWIDO de Telemecanique. El autómata programable desde el punto de vista de la domótica, de momento, es un sistema centralizado. El sistema de conexionado seria de punto a punto, pero también existen en el mercado pasarelas (Interfaces) para aplicar una topología de tipo bus y pueden tener una estructura modulas o compacta. También existen en el mercado los l os controladores lógicos (tipo LOGO de siemens o ZELIO de Groupe Scheinder, etc.). Estos son una especie de autómatas programables pero con pocas entradas y salidas para aplicaciones muy concretas. Generalmente suelen estar a las órdenes de autómatas más grandes.
Automata Programable 4.2 Elementos que componen un autómata programable La estructura interna de un autómata programable se divide en tres bloques:
Unidad o Interface de entrada. Unidad o Interface de salida. Unidad central de procesamiento o CPU.
Detallando los diferentes componentes que forman la unidad central, constatamos que un autómata programable se compone de los elementos siguientes:
Modulo de entradas Modulo de salidas Fuente de Alimentación Unidad de Programación Unidad central de procesos Memoria
Equipos periféricos
4.2.1 Modulo de entradas El modulo de entradas enlaza con los órganos exteriores del automatismo de la instalación. El enlace con los órganos de mando se puede realizar de manera:
Manual: Pulsadores, conmutadores, interruptores, etc. Automática: Detectores de movimiento, anemómetros, detectores de luminosidad,
etc. 16
Como las señales de entrada son de procedencia y naturaleza diversa (tensiones alternas o continuas, polaridades diferentes, de tipo todo-nada, digital y analógica), deben ser transformadas antes de ser introducidas en la unidad de tratamiento del autómata. Esta es una función del modulo de entrada, que asegura la adaptación del nivel, el aislamiento y el filtraje de las señales procedentes de los diferentes diferentes captadores colocados en las maquinas o en las instalaciones. Además, este modulo cumple la misión de proteger los circuitos internos del autómata, realizando una separación eléctrica entre estos y los sensores, ya que en caso contrario algunas a lgunas sobretensiones o parásitos de nivel elevado podrían ser considerados como una señal y tratados como tales. El autómata distingue entre dos estados lógicos, l ógicos, con independencia del tipo de entrada (sensor) que entregue dichas señales. Estas señales repercutirán en función de cómo se encuentre físicamente en un momento determinado. Por ejemplo, con un pulsador normalmente abierto sin accionar en la entrada del autómata no hay tensión y, por tanto, interpreta un”0” lógico. Podemos ver esta tabla para ver los diferentes estados y la repercusión de las señales en el autómata: Efectos de las señales en función del estado de la entrada La entrada puede Esta entrada puede La tensión a la La señal a la entrada ser: estar en un entrada del del autómata es: momento dado: autómata es: Presente 1 Accionada No Presente
Normalmente Abierto
0
No accionada No presente
0
Accionada Normalmente Cerrado
Presente No accionada
1
Desde el punto de vista de la tensión, las entradas que podemos conectar en el autómata con: Entradas libres de tensión: Estas pueden ser de varios tipos y podemos citar, Pulsadores, finales de carrera, interruptores, contactos de relé, temporizadores, relojes programadores, etc.
En estos casos podemos utilizar la fuente de alimentación del propio autómata a una fuente de alimentación exterior. En algunos autómatas la tensión de las entradas puede ser a 220 Voltios y a 24 Voltios, ya que llevan diferentes grupos de contractos independientes entre ellos. Entradas con tensión: Los elementos de este tipo que podemos conectar son: Células fotoeléctricas y detectores varios (inductivos, de proximidad, de presencia, etc.).
Deberemos escoger estos elementos para que coincidan con la tensión del autómata. Asimismo, tendremos que tener en cuenta la intensidad que requieren los captadores y la que puede suministrar la fuente de alimentación del autómata programable. 4.2.2 Módulos de salidas Los módulos de salidas descodifican las señales procedentes de la unidad central de procesamiento (CPU), aseguran la puesta a nivel de la señal de salida y su aislamiento de la electrónica del autómata, y
transmiten las ordenes a los órganos exteriores: motores (mediante contactores), electroválvulas eléctricas, indicadores de señalización, et. En función de la naturaleza de los accionadores, las señales de salida son amplificadas en módulos estáticos de corriente alterna o continua, o mandados por relés electromagnéticos. Los principales tipos de salida que puede tener un autómata son:
Salida a relé: Este tipo de salida suele utilizarse cuando se requiere un consumo
máximo de 2 Amperios. Al ser un elemento electromecánico, las conmutaciones no son demasiado rápidas y la salida puede ser tanto para corriente continua como para corriente alterna. Se emplean especialmente en cargas de contactores, electroválvulas, etc.
Salida a Triac: Permite conmutaciones más rápidas que las salidas a relé y también
funciona tanto para corriente continua como para corriente alterna. En cuanto al valor de la intensidad, suele terne valores similares al relé.
Salida a transistor: Actúa solo en corrientes continua. Sus principales ventajas son una
rápida respuesta y un alto número de operaciones. 4.2.3 Fuentes de Alimentación La fuente de alimentación adapta la tensión de la red eléctrica a la que necesitan los circuitos electrónicos internos del autómata, tanto como a las posibles extensiones que se conecten. Algunos autómatas suelen llevar una pequeña batería, llamada batería tampón, para el mantenimiento de las memorias ante fallo o falta de tensión. Podemos conectar captadores a la fuente de alimentación siempre y cuando estén próximos al autómata programable y funcione a la tensión de salida de esta.
Si son captadores pasivos, no hay ningún problema en conectarlos a la fuente de alimentación. Si son Captadores activos, tendremos que tener en cuenta la corriente que consume cada uno de ellos con el fin de evitar una posible sobrecarga en la fuente. Como solución podríamos añadir una fuente de alimentación externa.
Fuente de alimentación de un autómata programable p rogramable
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4.2.4 Interfaz de comunicaciones Todo autómata programable posee una interfaz d comunicaciones para facilitar la comunicación con los diferentes dispositivos. Se podría decir que la interfaz de comunicación es el conjunto de medios, ya sean hardware o software, mediante los cuales el programador puede ``dialogar`` con el autómata. A través de la interfaz se pueden manejar todas las características internas del autómata, incluido la programación. Los dispositivos con que podemos dialogar con el autómata son los siguientes:
Unidad de programación: Suele ser pequeña, del tamaño de una calculador. Con ella
se puede programar el autómata y hacer pequeñas modificaciones de programa, lectura de datos, etc.
Consola de programación: Es un terminal, a modo de operador, que proporciona
otra forma de realizar el programa de usuario y observar parámetros internos del autómata.
Ordenador personal o PC (Personal Computer): Es el modo más potente y el mas
empleado en la actualidad. Permite programar, almacenar en un soporte magnético, imprimir el programa y las variables internas, transferir datos, monitorizar mediante un software, etc. Estos elementos permiten:
Escribir el programa, modificarlo o borrarlo. Leer el programa contenido en la memoria. Poner a punto el programa para la simulación de entradas y ejecución de las instrucciones. Transferir este programa a algún sistema de almacenaje ya sea de discos, CD o enviar el programa a una impresora. Cargar o borrar los bloques de memoria del tipo EPROM. Verificar en todo momento y en marcha normal el estado de los captadores y accionadores así como el desarrollo de la secuencia. y señalar los errores de programación.
4.2.5 Unidad central de procesamiento Esta unidad lee permanentemente y a gran velocidad los estados lógicos (0 o 1) de las señales procedentes de las entradas en función del programa almacenado en la memoria, y, llegando el momento, elabora y transmite las órdenes de salida a los accionadores. Por tanto, realiza las siguientes funciones:
Gestiona las comunicaciones. Organiza la lectura de las señales externas. Lee y/o escribe los datos. Vigila que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo (tiempo de ciclo máximo). A esta función se le suele denominar Watchdog (perro guardián). Hace el mantenimiento y actualización de los valores de los contadores, temporizadores y marcas internas. Elabora y ejecuta el programa con el conjunto de valores obtenidos. Detecta posibles anomalías en el funcionamiento del equipo. 19
Organiza la salida de resultados.
4.2.6 Memoria Al utilizar sistemas programados para el control de una instalación domótica, tenemos que tener algún elemento que almacene el programa de usuario (o sea, que lo que tiene que hacer este sistema programable), así como los datos de tipo temporal 8informacion de las entradas y salidas). Esta función la desarrollan las memorias internas del sistema programable.
Capacidad de memoria
La capacidad de memoria de los autómatas programables viene representada por el número de palabras o bits que puede almacenar. Una memoria está caracterizada por su longitud expresada en un número de bits, siendo este la mínima unidad de información. Un bit se representa con un 0 o un 1. Los bits se agrupan en unidades de información mayores. En este sentido, se puede establecer una equivalencia de medida en múltiplos de bits utilizados para designar cada medida:
Nibble o cuarteto. Conjunto de 4 bits. Byte u octeto. Conjunto de 8 bits. Word o palabra. palabra . Conjunto de 16 bits. Palabra doble. Conjunto de 32 bits. Kilobyte (kb). Conjunto de 1.024 bits. Megabyte (Mb). Conjunto de 1.024 kb. Gigabyte (Gb). Conjunto de 1024 Mb. Terabyte (Tb). Conjunto de 1.024 Gb.
El numero de 1.024 es una potencia de 2 ( ). Su uso está justificado, ya que las memorias utilizan el sistema codificado binario para todas sus operaciones.
Tipos de memorias
Existen diferentes tipos de memoria a partir de su posibilidad de acceso.
RAM (Random Acces Memory): Es una memoria de acceso aleatorio o memoria de
lectura-escritura. Los procesos de lectura-escritura pueden realizarse por procedimientos eléctricos, pero su información desaparece al faltar la corriente. Las memorias RAM se utilizan principalmente como memorias de datos internos.
Memoria Ram 20
ROM (Read Only Memory): Es una memoria de solo lectura. El contenido de estas memorias se puede leer pero no se puede escribir en ellas. Los datos o in strucciones los graba el fabricante y el usuario no puede alterar su contenido. La información se mantiene ante la falta de tensión.
Memoria Rom EPROM (Enable Programable Real Only Memory): Son memorias modificables, programables eléctricamente. En caso de falta de alimentación, su contenido se mantiene. Son similares a las memorias ROM, pero permiten el borrado y la reescritura de la memoria.
EEPORM (Electronically Enable Programable Real Only Memory): Es un tipo básico de la memoria EPROM, pero es una memoria de solo lectura borrable electrónicamente.
4.2.7 Equipos periféricos y visualizadores Los equipos periféricos son aquellos equipos auxiliares que no intervienen directamente en la elaboración del programa ni en la ejecución de la secuencia de control, pero pueden estar enlazados al autómata, como pueden ser impresoras, lectores de código de barras, etc. Los autómatas programables llevan generalmente unos LED de estado, los cuales indican la información visual sobre el estado de funcionamiento de la CPU (RUN o STOP); también indican el estado actual de las entradas y salidas integradas y eventuales fallos. Los visualizadores o terminales táctiles que se utilizan para la comunicación hombre-máquina tienen como funciones más importantes:
Modificar parámetros del proceso. Obtener mensajes de alarmas. Visualizar el estado del proceso.
4.2.8 Software Para programar un autómata se necesita un software de programación. Por otra parte, empiezan a salir al mercado algunos programas de simulación.
Software de programación
Para poder trabajar con autómatas programables uno de los elementos más importantes es el software de programación. Cada autómata dispone de su propio software. Los autómatas programables S7-200 utilizan el software de programación Microwin y los TWIDO el software Twido Suite. 21
Programas de simulación
Existen en el mercado los programas de simulación llamados scada. Estos programas permiten al usuario editar líneas y figuras, situarlas en una pantalla y animarlas con ayuda de tablas de configuración (plantillas) que las enlazan con los objetos de una base de datos alimentada con variables de autómata programable. Estos programas permiten la comunicación con el autómata, almacenamiento de datos, gestión de alarmas, detección de errores de programación, etc. El grupo GENIA ha desarrollado uno de estos programas, llamado Visir, para aplicaciones domóticas. Visir es una aplicación software para el entorno Windows que permite diseñar instalaciones domóticas y efectuar la simulación de su comportamiento en conexión directa con los autómatas programables de las series Simatic S5 y Simatic S7-200 de Siemens. Esta aplicación consta de dos componentes principales: El editor de Instalaciones: Es un conjunto de herramientas CAD que permite configurar los elementos dinámicos dentro de la instalación, así como sus conexiones. Dispone, además, de un editor de fondo (programa de dibujo), que consiste en un programa auxiliar para la realización de los elementos de instalación estáticos, la colocación de etiquetas, etc.
El simulador: En el simulador se simula el sistema diseñado y construido con el editor, proporcionando una interfaz grafica al operador para el seguimiento del control. Los objetos incluidos en la instalación genera internamente la salida adecuada en función de los valores de las entradas y sus parámetros internos de evolución predefinidos en la etapa de edición.
Estas son las funciones del Autómata programable:
Variable: Una Variable es un elemento que puede cambiar de estado. Por ejemplo, un pulsador puede estar abierto o cerrado. Programa: El programa consiste en una serie de instrucciones que el sistema de automatización elabora una por una. Instrucción: Una instrucción está compuesta por un operador y uno o más operandos separados por comas.
Programador Zelio 22
4.3 Lenguajes de Programación Es evidente que un programa tiene que estar escrito en un lenguaje comprensible comprensible para el programador y el autómata; en este sentido, cada fabricante creaba su propio lenguaje. De hecho esta fue la tónica hasta 1992. A partir de dicho año se creó una norma con la finalidad de concretar todos los lenguajes. Esta norma es la EN 611131-3, que concuerda con la norma IEC 1131-3 y supone el primer paso hacia la estandarización de los autómatas programables y sus periféricos y, por lo tanto, de los lenguajes de programación. En función de dicha norma, los lenguajes de programación normalizados son:
Diagrama o lenguaje de contactos o LD (Ladder Diagram). Esquema de Bloques funcionales o FBD (Function Block Diagram). Listado de instrucciones o IL (Instruction List). Lenguaje textual estructurado o (ST) (Structured Text). Este lenguaje tiene una sintaxis
similar a la del Pascal, facilitan la programación de procesos que requieren instrucciones complejas y/o cálculos muy grandes. Solamente los autómatas de alta gama permiten este tipo de programación. Diagrama funcional de secuencias (basado en el GRAFCET) o SFC (Sequential Function Chart). Se trata de un lenguaje grafico que permite la representación de cualquier sistema secuencial utilizado para la automatización de procesos o instalaciones.
4.3.1Diagrama de contactos (LD/KOP) El diagrama o lenguaje de contactos es un lenguaje de programación grafico que tiene cierta semejanza con los esquemas de relés utilizados en los automatismos eléctricos de lógica Cableada. También se puede llamar esquemas de contactos (KOP). Existen símbolos especiales que representan funciones específicas, como t emporizadores, contadores, etc. Estos generalmente se representan por medio de un rectángulo en cuyo interior hay unas letras o números que indican las diferentes operaciones que pueden hacer. 4.3.2 Esquema de bloques funcionales (FBD) El esquema de bloques funcionales, también conocido como logigrama, diagrama lógico o FUP, es un lenguaje de programación gráficos que tiene semejanza con los símbolos lógicos o puertas lógicas, lo cual lo hace interesante para los conocedores de la electrónica lógica. Toda función lógica se puede representar gráficamente gráfica mente en una tabla de la verdad. La tabla de la verdad consiste en un cuadro formado por tantas columnas como variables de entrada y de salida tenemos con valores de 0 y 1. Un 0 en una entrada quiere decir que esta entrada no esta accionada, y con un 1 si que esta accionada. Lo mismo ocurre con las salidas (0= salida desactivada, 1= Salida activada). Las tablas de la verdad tienen tantas filas como el número de combinaciones, estas las podemos calcular con la siguiente fórmula: C=
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Siendo C las combinaciones posibles, 2 la base porque suponemos que la entrada solo puede estar abierta o cerrada y n el número de entradas que tenemos. Vamos a suponer que una salida (F) depende de tres variables A, B, C, con lo cual el número de combinaciones será de: C= = = 8 5º Sistemas Domóticos Inalámbricos 5.1 ¿Qué es un sistema Domótico Inalámbrico? Un sistema Domótico Inalámbrico es aquel que utiliza como medio de comunicación las señales sin cables. Cuanto estamos con un sistema domótico inalámbrico tenemos que tener en cuenta que no estamos ante un sistema domótico como tal, sino ante un medio de transmisión que puede ser utilizado, y de hecho cada vez es más utilizado, por los diferentes sistemas domóticos. Los modos de transmisión inalámbricos son usados tanto por sistemas de bus como centralizados y tanto por sistemas estándares como propietarios. Cada vez más nos encontramos en el mercado sistemas totalmente inalámbricos, como los del los sistemas Connect RF de Scheinder. 5.2 Ventajas e inconvenientes de los sistemas inalámbricos Los módulos inalámbricos son una buena solución cuando la instalación de cableado es complicada. De hecho, cada vez más los diferentes fabricantes de material domótico están incorporando este tipo de módulos en sus sistemas, pues:
Facilitan mucho la instalación en viviendas que ya están construidas, pues no es necesario realizar obras. Supone una reducción de costes muy importante en concepto de instalación. También permite realizar instalaciones en entornos donde no es posible llevar cable.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que el uso de este tipo de módulos provoca más errores en el sistema ya, que el sistema está expuesto a interferencias radiadas de todo tipo, y que es más susceptible de ser pirateado desde el exterior. Otro inconveniente de los sistemas inalámbricos es la necesaria utilización de pilas o baterías para alimentar los diferentes sensores, inconveniente que hay que tener muy en cuenta si imaginamos una instalación grande, como puede ser un hotel. Es fácil darse cuenta de que simplemente para el mantenimiento que supone el cambio de pilas de los mismos necesitaremos mucho tiempo, y hay que tenerlo muy programado para evitar la inactividad de los mismos o la corrupción de las baterías. 5.3 Tecnologías Inalámbricas La comunicación inalámbrica (wireless) se presenta en tres categorías de redes organizadas según la distancia que abarcan en la transmisión de datos: WPAN, WLAN, WMAN.
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Redes de área personal inalámbricas (WPAN)
Las tecnologías WPAN (Wireless Personasl Area Network) permiten a los usuarios establecer comunicaciones inalámbricas dentro de lo que se denomina espacio operativo personal, que es el que rodea a una persona hasta una distancia de 10 metros. Algunas características de esta tecnología son su baja complejidad, bajo consumo de energía, compatibilidad y operatividad con otras redes. Las normativas estándar que regulan esta categoría son:
IEEE 802.15.1: Bluetooth. IEEE 802.15.3: WinMedia ALLIANCE. IEEE 802.15.4: ZigBee, Z-Wave, Infrared Data Association, HomeRF.
Redes de área local Inalámbricas (WLAN)
Las tecnologías WLAN (Wireless Local Área Network) permiten la conexión inalámbrica dentro de un área local de unos 100 metros, lo que permite una cobertura de espacios amplios, por ejemplo, de un edificio. Esta tecnología tiene una alta potencia de transmisión y un gran consumo de energía. La normativa estándar que regula esta categoría es: IEEE 802.11.X: WiFi, Híper .
Redes de área metropolitana m etropolitana (WMAN)
Las tecnologías WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) permiten la conexión inalámbrica en áreas muy extensas –de hasta 100 km-, lo que posibilita la comunicación entre varias ubicaciones en un amplio territorio. La normativa estándar que regula esta categoría es: IEEE 802.16: Wimax, GSM Association. 5.3.1 Transmisión de señales En los sistemas Inalámbricos la transmisión de señales se realiza por infrarrojos, radiofrecuencia, WIFi, GPRS, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave y, muy pocas veces, por ultrasonidos. Infrarrojos: El uso de mandos a distancia en transmisión por infrarrojos esta ampliamente extendido en el mercado residencial, especialmente para telecomandar equipos de video, televisión y audio.
La comunicación se realiza entre un diodo emisor que empite luz en la banda de infrarrojos, sobre la que se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de control, y un fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer la señal recibida la información de control. Radiofrecuencias: La introducción de las radiofrecuencias como soporte de transmisión en la vivienda ha venido precedida por la proliferación de los teléfonos inalámbricos y sencillos telemandos; sin embargo, resulta particularmente sensible a las perturbaciones electromagnéticas.
WiFi: Es un sistema de envió de datos sobre redes utilizando señales de radio según el estándar IEEE 802.11.
GPRS: General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles.
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Bluetooth: Es una especificación industrial para redes inalámbricas de área personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia.
ZigBee: Es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (Wireless Personal Área Network, WPAN). Muy probablemente, sea el estándar del futuro para las comunicaciones inalámbricas domóticas.
Z-Wave: Z-Wave: Tecnología propietaria desarrollada por la empresa Zensys. Esta tecnología de comunicación inalámbrica está basada en un chip que permite transmitir y recibir péquelas instrucciones. Las redes basadas en esta tecnología no dependen de un punto central de control –un servidor-, ya que la plataforma de conectividad se establece a partir de dispositivos compatibles que se enlazan entre sí. Los chips Z-Wave se utilizan para crear sistemas inalámbricos que controlan funciones de iluminación, seguridad, acceso, sensores, alarmas y comunicación entre dispositivos residenciales o industriales.
La velocidad de transmisión es de hasta 40 Kbps. La capacidad de red soporta hasta 232 dispositivos. La frecuencia es de 900 MHz es un canal. Ultrasonidos: Ultrasonidos: Son ondas acústicas cuya frecuencia está por encima del límite del oído humano ( > 20 kHz), utilizadas para diferentes aplicaciones industriales como pueden ser medición de distancia, detección de objetos, etc.
5.3.2 Sistemas con re-routing En la actualidad algunos sistemas domótico inalámbricos utilizan re-routing para el redireccionamiento de señales. El sistema re-routing dirige las señales y, en caso de no alcanzar el receptor, buscan rutas alternativas entre el resto de dispositivos radio para transmitir esa señal. La tecnología re-routing implica que:
La instalación puede ser limitada. Los dispositivos con alimentación permanente de 230 V c.a son transmisores repetidores. Un administrador guarda la tabla de direcciones facilitando la transmisión Existe un bit de confirmación de recepción.
Los sistemas inalámbricos que no utilizan tecnología re-routing presentan las siguientes limitaciones:
Instalación Limitada. No son transistores. No poseen bits de confirmación. Mensajes múltiples. Mala recepción de la orden.
5.3.3 Pasarelas o gateway inalámbricos Una pasarela o Gateway es un elemento que se incluye en nuestro sistema domótico y que nos permite comunicar a través de él dos tecnologías o modos de transmisión diferentes. 26
6º Kit domótico Inalámbrico Basado en el protocolo p rotocolo X2D
Sistema Inalámbrico delta dore
La tecnología radio X2D
DeltaDore utiliza la tecnología de radio X2D en la frecuencia de 868 MHz para sus aparatos de gestión de la calefacción y de mando. Este protocolo garantiza la transmisión-recepción limpia de datos, así como la imposibilidad de interferencias con instalaciones vecinas, gracias a que todos los productos poseen un código interno único establecido desde fábrica. Esta tecnología inalámbrica es compatible con la tecnología X2D de corrientes portadoras de la misma empresa.
El kit de seguridad TYXAL 30
El kit inalámbrico TYXAL 30 funciona con el protocolo X2D. El TYXAL 30 se trata de un sistema de detección de intrusos para realizar la vigilancia de tres zonas. Incluyen los siguientes componentes:
Una central sirena CSX20
Entre sus características destacan:
Centralización de la recepción de los distintos detectores, con una capacidad máxima de 68 periféricos. Señalización acústica mediante sirena incorporada con opción de desactivar. Posibilidad de controlar a través de mandos teclados o llaveros. Gestión de los detectores y los mandos punto a punto con función continúa de supervisión. Alcance radio de 300 metros en campo libre.
Tres detectores de movimiento IRSX
Para la detección de movimiento en interior y accionamiento de alarma o iluminación mediante receptores opcionales. Se puede instalar en pared de frente o en esquina, y dispone de una rotula para una correcta orientación. Tiene un alcance de 12 metros en un ángulo de 90 ˚ a una altura de 2,3 metros. 27
Dos telemandos llavero de 4 teclas TLX4
Para la conexión y desconexión del sistema de alarma. Tiene un peso y un tamaño reducidos y un alcance en campo libre de 250 metros. Este kit viene ya programado de fábrica y listo para su uso, por lo que no necesita de un instalador experto y el mismo usuario, siguiendo las instrucciones del fabricante, puede instalarse el sistema fácilmente. Esta propiedad es, al mismo tiempo, su principal inconveniente, ya que no nos da mucho margen de ampliación del sistema en caso de no adaptarse a nuestras necesidades. También hay un sistema llamado el conect RF que es un sistema domótico profesional basado en la tecnología de radio-frecuencia (Z-Wave), con productos diseñados para el sector residencial y pequeños entornos terciarios, diseñado por la empresa Scheinder.
Kit Inalambrico Delta Dore
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