domÓtica (instalaciÓn y simulaciÓn) -...
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DOMÓTICA (INSTALACIÓN Y SIMULACIÓN)
AUTORS: ÓSCAR MORENO DÍAZ JOSE LUÍS ALLER PARDO IVAN MARIANO PULIDO
TITULACIÓ: INGENIERIA TÉCNICA EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
DIRECTOR: PERE PONSA ASENSIO
DEPARTAMENT: ESAII
DATA: 12 de DICIEMBRE de 2001 - (ASSIGNATURA LSIC) -
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MINIPROJECTE
RESUM (màxim 50 línies)
- Este miniproyecto intenta hacer una introducción a la Domótica de forma que leyendolo se obtenga una primera idea de en qué consisten este tipo de instalaciones así como los componentes utilizados y las tecnologías existentes. - Otra intención es la de hacer una pequeña reflexión de acara al usuario discapacitado ya que con este tipo de instalaciones se les puede ofrecer cierto nivel de “comodidad” en su hogar o en habitaciones de hospital. - La segunda parte del informe trata de explicar el funcionamiento de un simulador de instalaciones de este tipo (VISIR)ya que la parte de monitorización es una de las más importantes. - Por último se hace una pequeña conclusión a partir de lo aprendido con el informe que intentará esclarecer la posibilidad de crear una asignatura en la carrera que contemple esta rama de la tecnología y de si sería asimilada por los alumnos según los conocimientos que se hayan obtenido a lo largo de la carrera.
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Paraules clau (màxim 10)
Domótica Arquitecturas Protocolos Sensores
Actuadores Controlador Monitorización Simulación
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ÍNDICE
Objetivos
Introducción
Definición
Descripción de un sistema Domótico
Valoración de Sistemas Domóticos
Elementos
Sensores/Actuadores
Descripción
Tipos
Ámbito de aplicación
Controladores
Microcontroladores
PLCs
PCs
Sistemas específicos (distribuidos por casas comerciales)
Monitorización
Pantallas táctiles
Displays ( LCDs )
PCs
Buses
Lonworks
EIB
EHS
X10
Domolon
...
Ejemplo de aplicación: Domotización de una vivienda estándar
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Descripción General
Descripción Funcional
Conclusión
Software de simulación VISIR
Conclusiones
Referencias bibliográficas
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OBJETIVOS
El campo de la domótica es muy amplio, en este trabajo no profundizaremos en todos los
aspectos que engloba la domótica, por lo tanto este documento será una visión genérica de este
tema. En concreto nos centraremos en la parte más novedosa y en auge de la domótica, como son
el acondicionamiento del hogar mediante los más modernos elementos de automatización. En esta
ultima década los fabricantes de estos componentes han visto, en este, un sector del mercado de
gran potencial e innovación. Incluso las constructoras inmobiliarias adoptan estas técnicas como
reclamo a un publico cada vez más exigente y participativo de las nuevas tecnologías.
Como alumnos comprendemos que si las empresas cada vez más, apuestan por este
campo, es porque hay un gran mercado potencial en el cual hay una amplia gama de salidas
laborales. Por tanto para nosotros será de gran utilidad tener una serie de nociones teóricas, que
esperemos que en un futuro próximo sea una cuestión practica mediante la aparición de
asignaturas con un laboratorio equipado con material adecuado para la correcta asimilación de las
técnicas a emplear.
Es muy importante el hecho, como podemos ver en cualquier película de ciencia-ficción,
que el futuro nos depara una vida más sencilla y confortable, por tanto, los avances en este tema
acercara mas esa realidad no tan lejana a las personas. Los mas beneficiados de este nuevo
campo son las personas con alguna discapacidad, ya sea falta de visión, como falta de movilidad.
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INTRODUCCIÓN
Definición: "Conjunto de servicios de la vivienda garantizado por sistemas que realizan
varias funciones, los cuales pueden estar conectados entre sí y a redes interiores y exteriores de
comunicación. Gracias a ello se obtiene un notable ahorro de energía, una eficaz gestión técnica
de la vivienda, una buena comunicación con el exterior y un alto nivel de seguridad".
Cuándo se produce el cambio de un hogar a un hogar inteligente? Para que un hogar o
edificio sea considerado inteligente ha de incorporar elementos o sistemas basados en las Nuevas
Tecnologías de la Información (NTI).
En que consisten las Nuevas Tecnologías de la Información? Consisten en adaptar los
sistemas domésticos manuales actuales, a un sistema moderno, esto se consigue integrando los
diferentes sistemas como son la comunicación, monitorización, seguridad, mantenimiento de la
instalación, gestión de energía, etc... en un sistema automático centralizado en una unidad central
desde la que se tiene la capacidad de gobernar los diferentes sensores distribuidos por la
instalación domótica e interactuar sobre los diferentes actuadores (en los siguientes capítulos se
mostraran los diferentes sensores y actuadores existentes en el mercado y una comparativa de
características entre ellos).
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DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA DOMÓTICO
De los sistemas domóticos que se ofrecen en el mercado se pueden apreciar
configuraciones genéricas y comunes que permiten su clasificación atendiendo a determinados
criterios.
CLASIFICACIÓNES DE SISTEMAS DOMÓTICOS Los sistemas domóticos son susceptibles de ser clasificados por los siguientes criterios:
TIPO DE ARQUITECTURA La arquitectura de un sistema domótico, como la de cualquier sistema de control,
especifica el modo en que los diferentes elementos de control del sistema se van a ubicar. Existen
dos arquitecturas básicas: la arquitectura centralizada y la distribuida.
Arquitectura centralizada: Es aquella en la que los elementos a controlar y supervisar
(sensores, luces, válvulas, etc) han de cablearse hasta el sistema de control de la vivienda (PC o
similar).
El sistema de control es el ‘corazón’ de la vivienda, en cuya falta todo deja de funcionar, y
su instalación no es compatible con la instalación eléctrica convencional en cuanto que en la fase
de construcción hay que elegir esta topología de cableado, no es posible su ampliación.
Arquitectura distribuida: Es aquella en la que el elemento de control se sitúa próximo al
elemento a controlar.
Este tipo de arquitectura es más abierta a cambios una vez realizada la instalación ya que
la base de su funcionamiento es: elemento a controlar-controlador.
Una red domótica de arquitectura distribuida está compuesta por una serie de nodos que
se conectan unos con otros a través del bus de comunicaciones, el cual lleva dos hilos para datos
y dos para la alimentación.
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Hay sistemas que son de arquitectura distribuida en cuanto a la capacidad de proceso,
pero no lo son en cuanto a la ubicación física de los diferentes elementos de control y viceversa,
sistemas que son de arquitectura distribuida en cuanto a su capacidad para ubicar elementos de
control físicamente distribuidos, pero no en cuanto a los procesos de control, que son ejecutados
en uno o varios procesadores físicamente centralizados.
En los sistemas de arquitectura distribuida se deben de tener en cuenta para poder realizar
comparaciones objetivas los siguientes criterios:
- Medio de transmisión de las comunicaciones (bus).
- Velocidad de comunicaciones.
- Topología de la red.
- Protocolo de comunicaciones.
Medios de Transmisión: Como medio de transmisión se entiende el soporte físico sobre el cual
son transportados los datos de comunicaciones, básicamente son:
- Corrientes portadoras.
- Cable (par trenzado)
- Radiofrecuencia.
- Fibra óptica.
Topología: Para los sistemas de cable, existe un concepto a tener en cuenta que es la topología
de la red de comunicaciones. La topología de la red se define como la distribución física de los
elementos de control respecto al medio de comunicación (cable), estos pueden ser clasificados en
bus, anillo, topología libre.
Velocidad: En todo sistema domótico con arquitectura distribuida, los diferentes elementos de
control deben intercambiar información unos con otros a través de un soporte físico (par trenzado,
línea de potencia o red eléctrica, radio, infrarrojos, etc). La velocidad a la cual se intercambian
información los diferentes elementos de control de la red se denomina velocidad de transmisión.
Protocolo: Una vez establecido el soporte físico y la velocidad de comunicaciones, un sistema
domótico se caracteriza por el protocolo de comunicaciones que utiliza, que no es otra cosa que el
‘idioma’ o formato de los mensajes que los diferentes elementos de control del sistema deben
utilizar para entenderse unos con otros y que puedan intercambiar su información de una manera
coherente.
Dentro de los protocolos existentes, se puede realizar una primera clasificación atendiendo
a su estandarización:
Protocolos estándar: Los protocolos estándar son los que de alguna manera son utilizados
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ampliamente por diferentes empresas y estas fabrican productos que son compatibles entre sí.
Protocolos propietarios: Son aquellos que desarrollados por una empresa, solo ella fabrica
productos que son capaces de comunicarse entre sí.
FUNCIONAMIENTO POR CORRIENTES PORTADORS ( CPL )
- Este modo de transmisión ha sido, poco utilizado para comunicaciones domésticas si
bien las compañías eléctricas utilizan esta tecnología para controlar su red desde hace muchos
años.
- Las compañías eléctricas utilizan señales a baja frecuencia lo que les permite no estar
bloqueadas por la impedancia de los transformadores.
- Básicamente se trata de sobreponer sobre la sinusoide a 50Hz de la red una señal a una
frecuencia mucho más alta que contendrá las mismas informaciones que pueda tener una señal
radio.
- La norma europea básica para los sistemas CPL es la EN50065-0, Transmisión de
señales sobre las redes eléctricas de baja tensión en la banda de frecuencias de 3 kHz a 148,5
kHz. Parte 1: Reglas generales, bandas de frecuencia y perturbaciones electromagnéticas.
- Esta norma establece unas bandas de frecuencia para limitar la influencia mutua entre
los equipos de transmisión de señales en las instalaciones eléctricas. También limita las
interferencias generadas por los equipos de transmisión de señales a otros equipos electrónicos
sensibles. Se aplica a aquellos equipos cuyas señales utilicen frecuencias entre 3kHz y 148,5 kHz,
en redes de baja tensión, tanto públicas como de consumidores.
Se establecen una serie de bandas de frecuencia en función del uso:
- Banda de 3 a 9 kHz: limitado a los distribuidores de electricidad (Cías. Eléctricas).
- Banda de 9 a 95 kHz: limitado a los distribuidores de electricidad y a quienes hayan dado
licencia para ello.
- Banda de 95kHz a 125kHz: no necesita protocolo de acceso.
- Banda de 140kHz a 148,5 kHz: no necesita protocolo de acceso.
- Dentro de la banda de 125kHz a 140kHz, se define que para interoperar varios sistemas,
éstos deben ser capaces de conocer la ocupación de la banda y no emitir señal alguna si está
ocupada. Se limita la duración de las transmisiones y se define el nivel de potencia mínimo para
considerar que hay una señal. La frecuencia para indicar que una transmisión está en curso es la
de 132,5 kHz.
Descripción del tipo de nodos
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Una red domótica de arquitectura distribuida está compuesta por una serie de nodos que se
conectan unos con otro a través del bus de comunicaciones, el cual lleva dos hilos para datos y
dos para la alimentación. Así tenemos;
Nodos de control estándar: Son los encargados de controlar los parámetros de cada estancia.
Cada uno soporta dos circuitos independientes de conmutación y dos entradas extra para
sensores. La funcionalidad del nodo depende del programa (firmware) que se cargue en el nodo.
ISDE suministra un conjunto de programas con las diferentes funcionalidades que cubren la
mayoría de las necesidades de control de las estancias de una vivienda.
Nodos de supervisión: Son nodos dedicados a realizar la interface con el usuario. Cada función
que el usuario necesita para supervisar y controlar el sistema está implementada en el
correspondiente nodo. De esta manera, el usuario puede elegir para su vivienda las funciones que
considere necesarias.
- Nodo de alarmas técnicas. (Agua, Gas, Humo y Fuego)
- Nodo de vigilancia de intrusión. (Simulación de presencia, vigilancia)
- Nodo de sirena interior. (Prueba de avisador acústico externo y rearme de alarmas)
- Nodo de luces exteriores. (Activación manual y automática con el sensor de luz)
Nodo telefónico: Realiza la interface entre la red domótica y la red telefónica, tanto la interior de la
vivienda como la exterior. A través de este nodo se pueden controlar todas las funciones de la
vivienda con el propio teclado del teléfono y confirma la ejecución de las funciones realizadas
mediante voz natural.
Nodo de portero: Realiza la interface entre el portero electrónico y el teléfono interior de la
vivienda, de tal manera que al realizar una llamada en el portero, el usuario puede atender la
llamada y abrir la puerta desde el propio teléfono de la vivienda.
Nodo de televisión: Realiza de interface entre la red domótica y la televisión de la vivienda. Este
nodo presenta en la pantalla de televisión la situación de los elementos de supervisión y el usuario
puede controlar su vivienda con el mando a distancia.
Nodos exteriores: dentro de este tipo de nodos se agrupas aquellos que siendo de uso dedicado
se instalan en el exterior de la vivienda. Dentro de ellos podemos destacar el nodo de sirena
exterior y el nodo medidor de luz exterior.
Nodos de comunicaciones: estos son nodos dedicados específicamente a soportar la red de
comunicaciones de la vivienda. Entre ellos podemos destacar:
Nodo repetidor: Se utiliza para extender en longitud la red de comunicaciones de la vivienda,
cuando esta supere los 1000m, o para aislar galvánicamente sectores de la red. Por ejemplo,
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cuando la red de comunicaciones sale al exterior de la vivienda, es conveniente que tanto la
alimentación como los datos queden aislados de la red interior.
Nodos Routers: El nodo router realiza una adaptación física y lógica de dos medios de
transmisión diferentes. ISDE tiene desarrollados dos routers, uno de RS485 a línea de potencia, y
otro de RS485 a par trenzado de 78Kbps.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS SISTEMAS CENTRALIZADOS Y DISTRIBUIDOS
Sistemas Centralizados
Ventajas: - Equipos más económicos. Este aspecto que a priori puede ser incierto, hay que complementarlo
con los costes derivados de una instalación más complicada, y, otro factor muy importante son los
costes ocultos de la instalación de grandes cuadros equipados con relés de potencia o
telerruptores, ya que estos equipos no son capaces de conmutar cargas eléctricas.
Inconvenientes:
- Gran cantidad de cableado.
- Centralización de funciones.
- Complicados Interface Hombre-Máquina.
- No se corresponde con la filosofía de sistemas domóticos.
- Muchos sistemas son Autómatas programables.
- Otros carecen de bus de comunicaciones.
- Inexistencia de comunicación entre equipos.
Sistemas Distribuidos
Ventajas:
- Sistemas robustos al fallo.
- Fácil diseño de instalaciones.
- Gran facilidad de uso.
- Cumple con todos los requisitos que un sistema domótico debe cumplir.
Inconvenientes:
- Dependiendo del sistema empleado puede tener una mala relación punto controlado –
precio.
VALORACIÓN DE SISTEMAS DOMOTICOS
Grado de complejidad Para evaluar la complejidad de un sistema se han de atender a determinadas variables que
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entrarán a formar parte de una ecuación que determine la bondad de este sistema.
Las variables son:
- Complejidad de instalación (CI). [0..10]
- Complejidad de puesta en marcha (CPM). [0..10]
- Complejidad de cara al usuario (CCU). [0..10]
Las variables con valores [0,X] sólo pueden tomar los valores ‘0’ o con ‘X’.
Las variables con valores [0..X] pueden tomar los valores de ‘0’ a ‘10’.
La ecuación resultante se obtendría por la suma de la ponderación de las variables
Grado de Complejidad = CI + CPM + CCU
Dando un valor que a medida que sea más alto el sistema es más complejo y por tanto más
difícil de instalar y usar.
Potencia del sistema:
Para evaluar la potencia de un sistema se han de tener en cuenta las siguientes variables:
- Facilidad de ampliación (FA). [0, 10]
- Facilidad de incorporar nuevas funciones (INF). [0..10]
- Velocidad de transmisión (VT). [0..10]
- Protocolo estándar (PE).[0, 5]
- Capacidad de multimedio (CM). [0..5]
- Preinstalación compatible con la instalación tradicional (PC). [0, 10]
Las variables con valores [0,X] sólo pueden tomar los valores ‘0’ o con ‘X’.
Las variables con valores [0..X] pueden tomar los valores de ‘0’ a ‘10’.
Una vez ponderadas las variables anteriores se insertarían en la siguiente ecuación:
Potencia del sistema = FA + INF + VT + PE + CM + PC
Dando un valor que a medida que sea más alto el sistema es más potente.
Fiabilidad del sistema Para evaluar la fiabilidad de un sistema se han de tener en cuenta las siguientes variables.
- Control distribuido (CD).[0, 5, 10]
- Fuentes de Alimentación redundantes (FAR).[0, 10]
Las variables con valores [0,X] sólo pueden tomar los valores ‘0’ o con ‘X’.
Las variables con valores [0..X] pueden tomar los valores de ‘0’ a ‘10’.
Una vez ponderadas las variables anteriores se insertarían en la siguiente ecuación:
Fiabilidad del sistema = CD + FAR
Dando un valor que a medida que sea más alto el sistema es más fiable.
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ELEMENTOS
Los elementos son la parte física a través de los cuales se realizan las distintas y variadas
percepciones del exterior (Iluminación, temperatura, presencia, etc...) que permiten las actuaciones
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pertinentes sobre el entorno (Luz, calor, frío, etc...) mediante la utilización de los diferentes
dispositivos de control ya sean centralizados o distribuidos (estos últimos comunicados entre sí por
medio de un bus). Con tal de permitir interactuar al usuario sobre el sistema se utilizan diferentes
sistemas de monitorización.
SENSORES:
-El término Sensor (Transductor) se aplica a dispositivos o combinaciones de dispositivos
que convierten señales o energía de una forma física en otra. Como sucede en los sistemas de
medición donde un transductor proporciona una salida útil en respuesta a una variable física
específica. La variable es una cantidad, propiedad o condición física que se mide y la salida es la
cantidad eléctrica, producida por el sensor, que es función de la variable medida específica.
-El dispositivo de entrada recibe la cantidad bajo medición y entrega una forma de onda
eléctrica proporcional a él, esto significa que suministran una señal de salida cuando son
estimulados por una entrada no mecánica, es decir, un termistor reacciona a las variaciones de la
temperatura, una fotocélula a los cambios de la intensidad luminosa, un haz electrónico a los
efectos de los campos magnéticos, etc...
-Componentes:
-En algunos sensores, la generación de la salida eléctrica a partir de la variable
física se verifica en dos etapas. Existe un elemento detector, que responde directamente a la
variable física, y un elemento en el que se origina la salida eléctrica. Un tercer elemento del
sistema sensorico, los circuitos eléctricos para el acondicionamiento y procesamiento de las
señales, puede encapsularse integralmente con el dispositivo, o bien colocarse en un lugar remoto.
En los sensores de circuitos integrados de estado sólido, los elementos electrónico y de detección
pueden fabricarse durante las mismas etapas de procesamiento, empleando tecnología de
materiales ordinarios como silicio.
Se pueden clasificar en:
-Pasivos: La acción de la variable física produce un cambio en un elemento
pasivo de un circuito eléctrico, resistencia, inductancia o capacitancia. Requieren una fuente
eléctrica externa para su excitación.
-Activos: Generan un voltaje de salida por sí mismos.
-Analógicos: Tienen una salida analógica, que es función continua de la variable
física, excepto por la modificación debida a la resolución del sensor.
-Digitales: Generan una salida analógica pulsátil, es decir una frecuencia de
pulsos proporcional a la variable física. Los sensores inductivos y capacitivos se emplean algunas
veces en un circuito que genera una señal de frecuencia variable, cuya frecuencia es proporcional
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a la variable (frecuencia modulada). Estas señales analógicas pulsátil y de frecuencia se
convierten con facilidad en señales digitales por conteo de los pulsos o ciclos y almacenando la
cuenta.
TIPOS
- Termostato de ambiente: Destinado a medir la temperatura de la estancia y permitir la
modificación de parámetros de consigna por parte del usuario. Por extensión, se pueden encontrar
también, termostatos programadores semanales.
- Sensor de temperatura interior: Destinado a medir únicamente la temperatura de la
estancia. En este caso, las posibles modificaciones a realizar el usuario sobre la gestión de la
climatización se realizan desde el interfaz de usuario del sistema domótico.
- Sensor de temperatura exterior: Destinado a optimizar el funcionamiento de la
calefacción a través de una óptima regulación de su carga y/o funcionamiento.
- Sondas de temperatura para gestión de calefacción: Necesarias para controlar de forma
correcta distintos tipos de calefacción eléctrica (por ejemplo, sondas limitadoras para suelo
radiante).
- Sonda de humedad: Destinada a detectar posibles escapes de agua en cocinas, aseos,
etc...
- Detector de fuga de gas: Para la detección de posibles fugas de gas en cocina, etc.
Suelen ser detectores de metano (CH4), de monóxido de carbono (CO). Empiezan a fabricarse
detectores combinados de CO y CH4, permitiendo la detección simultánea de ambos.
- Detector de humo y/o fuego: Para la detección de focos de incendio. En instalaciones
domésticas se suelen utilizar los dos tipos básicos siguientes: el detector iónico, para la detección
de concentraciones de humo, y el termovelocimétrico, para la detección de gradientes de
temperatura.
- Detector de radiofrecuencia (RF): Para detectar avisos de alerta médica emitidos por un
emisor portátil de radiofrecuencia (de idéntico parecido a los mandos para apertura de puertas de
garaje).
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- Sensor de presencia: Para detección de intrusiones no deseadas en la vivienda. Existen
dos tipos distintos: el detector volumétrico de infrarrojos, que permite detectar cualquier
movimiento en el interior de la vivienda, y el contacto magnético a instalar en puertas y ventanas
de acceso, permitiendo detectar su apertura.
ACTUADORES:
-Los elementos actuadores son aquellos operadores domóticos que reciben información,
digital o analógica, de los sensores o de la unidad de control y actúan en consecuencia,
activándose o desactivándose dependiendo de cierta parametrización de sus variables (valores
máximo y mínimo de actuación).
-Se trata de elementos que ejercen de interfaces de potencia, convirtiendo normalmente
una señal eléctrica en otro tipo de magnitud física que permite actuar sobre el medio o proceso a
controlar. Al mismo tiempo, aíslan la parte de control del sistema de las cargas que gobiernan el
proceso.
TIPOS
- Contactores (o relés de actuación) de carril DIN: Destinados a controlar la alimentación
eléctrica de un circuito eléctrico de la vivienda (on/off), en función de las órdenes dadas por el
sistema domótico.
- Contactores para base de enchufe: De aplicación parecida a los anteriores pero para su
instalación fuera del cuadro eléctrico, siendo muy útil para instalaciones GTD en viviendas
existentes.
- Electroválvulas de corte de suministro (gas y agua) De las cuales existen dos tipos
fundamentales: siempre abierta (sólo se cierra la válvula cuando es alimentada en tensión), o
siempre cerrada (sólo se abre la válvula cuando es alimentada en tensión).
- Válvulas para la zonificación de la calefacción por agua caliente: Suelen ser válvulas de
tres vías y de corte no inmediato, para prevenir problemas en la red de conducción (por ejemplo,
evitar golpes de ariete).
- Sirenas o elementos zumbadores: Para el aviso de alarmas en curso.
ÁMBITO DE APLICACIÓN
Sistemas de regulación
Un sistema es un operador domótico que actúa de enlace entre un receptor y un actuador, de tal
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manera que recibe la señal del receptor y mediante la programación del propio sistema envía un
mensaje (de activación, inhibición o establecimiento) al actuador dependiendo de lo programado y
de la parametrización de sus variables internas. Es decir, el sistema es el operador domótico que
gobierna las relaciones o enlaces entre los receptores y actuadores.
Sistema de regulación de la luminosidad: Se trata de uno de los principales operadores
domóticos en lo concerniente a la automatización y control de la iluminación. Los elementos a
tener en cuenta serán:
- Sensor de iluminación interna.
- Sensor de iluminación correspondiente a la luz solar externa de la instalación.
- Pulsador de mando manual o automático (en modo manual podremos actuar
sobre el componente directamente).
- Puntos de Luz.
- Pulsadores de Luz.
Sistema de regulación de la temperatura: Es el sistema por excelencia y gobierna el control de
temperatura de todas y cada una de las dependencias de la vivienda, buscando siempre el confort
térmico programado y adaptándose en cada caso a las condiciones de ahorro energético. Controla
los radiadores y aparatos de aire acondicionado en relación con la temperatura interior, exterior y
ciertos márgenes debidos a la capa de aislante que se considere que tiene la vivienda (pérdidas de
calor). Un sistema de estas características podrá tener asociados uno o varios radiadores o
equipos de aire acondicionado y las entradas que tendrá este sistema serán:
- Entrada del sensor de temperatura ambiente interna.
- Entrada de temperatura externa.
Las salidas serán lógicamente los radiadores y equipos de aire acondicionado correspondientes.
Sistema de control de la seguridad: Es el sistema que se encarga de monitorizar diversas
incidencia relacionadas con la seguridad a dos niveles
- Seguridad contra-intrusión.
- Seguridad contra accidentes.
El comportamiento general de este sistema pasará por detectar dichas incidencias de forma que
cuando cierta combinación de eventos se produzca se intente actuar para remediar la situación
(corte de la entrada de gas, corte del suministro eléctrico, corte del suministro de agua, etc.) y,
además, señalizar y notificar la situación; esta notificación se puede efectuar por diversos medios:
- Señal luminosa.
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- Señal acústica.
- Llamada telefónica.
- Mensajes de cualquier naturaleza: sistema de mensajes cortos (SMS), mensajería
electrónica, etc.
Sistema de regulación de consumo energético: Cuya finalidad es controlar el esquema de
conexión y configuración de las cargas con objeto de:
- Respetar las prescripciones que dicta el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.
- Procurar un uso racional de la energía.
- Aprovechamiento de las tarifas especiales ofertadas por parte de las compañías
eléctricas.
- Utilización de sistemas de acumulación.
- Distribuir en zonas los sistemas de calefacción y aire acondicionado.
CONTROLADORES
MICROCONTROLADORES
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- Este tipo de control se utiliza en sistemas de arquitectura distribuida de forma que su
utilización queda reducida a sistemas no excesivamente complejos en número de elementos a
controlar.
- El Microcontrolador más utilizado es el comentado a continuación.
NEURON CHIP
- Este chip conforma el corazón de la tecnología Lonwork, el chip en realidad está
compuesto por tres procesadores de 8 bits, de los cuales dos se destinan al procesamiento en el
protocolo de comunicaciones y uno a la aplicación de control en cuestión. Memoria EEPROM,
RAM i ROM 11 pins I/O bidireccionales 2 contadores/timers de 16 bits Mode de bajo consumo
Watchdog Pin de servicio para programación. El lenguaje de programación es el Neuron C, una
variante especializada del C, cosa que simplifica mucho la configuración de nodos y red.
- Los elementos que caracterizan este lenguaje son las variables de red, la clausula
"when" que provoca la activación por eventos de diversas acciones que són ejecutadas de forma
cooperativa, y los objectos de entrada/salida. Cada nodo de la red interactúa con elementos como
sensores o actuadores a través de los pins de I/O. A la vez, el nodo va conectado a la red a través
de ubn transductor, que varia según el medio de transmisión.
- Tanto este circuito integrado como el firmware que implementa el protocolo LonTalk
fueron desarrollados por Echelon en el año 1990.
Del Neuron Chip podemos destacar:
- Tiene un identificador único, el Neuron ID, que permite direccionar cualquier nodo de forma
independiente dentro de una red de control Lonworks. Este identificador, con 48 bits de ancho, se
graba en la memoria EEPROM durante la fabricación del circuito.
- Tiene un modelo de comunicaciones que es independiente del medio físico sobre el que
funciona, esto es, los datos pueden transmitirse 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. Está incluido un sistema operativo que ejecuta y planifica la aplicación
distribuida y que maneja las estructuras de datos que se intercambian los nodos. Estos circuitos se
comunican entre sí enviándose información que contiene la dirección de destino, información para
el routing, datos de control así como los datos de la aplicación del usuario y un checksum como
código detector de errores. Todos los intercambios de datos se inician en un Neuron Chip y se
supervisan en el resto de los circuitos de la red. Un telegrama puede tener hasta 229 octetos de
información neta para la aplicación distribuida.
Los datos pueden tener dos formatos, desde un mensaje explícito o una variable de red.
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- Los mensajes explícitos son la forma más sencilla de intercambiar datos entre dos
aplicaciones residentes en dos Neuron Chips del mismo segmento Lonworks.
- Las variables de red proporcionan un modelo estructurado para el intercambio automático
de datos distribuidos en un segmento Lonworks. Aunque son menos flexibles que los mensajes
explícitos, las variables de red evitan que el programador de la aplicación distribuida esté
pendiente de los detalles de las comunicaciones.
CONEXIÓN CON EL ENTORNO
- El Neuron Chip proporciona un puerto específico de cinco pines que puede ser configurado para
actuar como interface de diversos transceivers de línea y funcionar a diferentes velocidades
binarias. Lonworks puede funcionar sobre RS-485 opto-aislado, acoplado a un cable coaxial o de
pares trenzados con un transformador, sobre corrientes portadoras, fibra óptica e incluso radio.
- El transceiver es el encargado de adaptar las señales del Neuron Chip a los niveles que
necesita cada medio físico. En la tabla siguiente se resumen las características más importantes
de cinco modelos más usados actualmente.
PLCs
- Como se verá en la segunda parte, uno de los sistemas más versátiles a la hora de
realizar el control de una instalación domótica es mediante un Controlador Lógico Programable
(PLC) ya que muchos de los softwares comerciales para la simulación de instalaciones reales se
basan en la conexión de este tipo de controladores.
- La programación de este tipo de sistemas es algo más sencilla que la de un
Microcontrolador o la de un PC ya que se basa en la programación lógica en forma de diagramas
de contactos (con ciertos grados de complejidad y con ciertos tipos de módulos como conversores,
timers, watchdog,etc...) cosa que a primera vista puede ofrecer una programación directa sobre el
sistema real ya que estos sistemas se basan en ON/OFF de diferentes elementos y en responder a
ciertas entradas que se activan según sea el caso (detección de incendios, poca luz,etc...)
DESCRIPCIÓN FUNCIONAL
- Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable Industrial (API) es
una máquina electrónica, programable en lenguaje no informático, diseñada para trabajar en
entornos industriales controlando procesos secuenciales en tiempo real. Su velocidad de ejecución
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debe ser lo suficientemente elevada como para permitir el control de un proceso en tiempo real,
debe ser programable y su lenguaje de programación sencillo y asequible.
- El PLC utiliza memoria programable para almacenar instrucciones e implementar
funciones lógicas, secuenciales, temporizaciones, contajes y operaciones aritméticas para control
dispositivos. Así, conectando al PLC los distintos componentes del sistema (sensores, pulsadores,
actuadores,etc...) y mediante el programa adecuado, podemos realizar el control sobre casi
cualquier sistema siguiendo una secuencia adecuada (programada previamente) segun las
necesidades del momento.
CARACTERÍSTICAS
- Modularidad: Permite definir la configuración mas adecuada para cada aplicación.
Teniendo en cuenta diferentes grados de modularidad, ya que los autómatas más pequeños no
gozan de tanta flexibilidad los de gama media y alta sí.
- Compatibilidad electromagnética: Indica gran robustez en ambientes de trabajo
difíciles y también da gran capacidad de autodiagnóstico para la detección de averías.
- Permiten la comunicación con otros dispositivos.
- Módulos de entrada/salida analógicos y digitales.
- Módulos específicos: Entradas/Salidas de alta velocidad, PID, lectores de código,
control de motores,etc...
- Al no existir un lenguaje de programación estándar facilita la adaptación de un modelo a
otro ya que existe una norma de estandarización entre fabricantes ( IEC-1131-3 ).
ESQUEMA DE LA ARQUITECTURA
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PCs
- Sobre este tipo de control se necesitaría un informe añadido dado que es el sistema por
excelencia, la indústria lo “hizo aparecer” por las cualidades que este ofrece ya que son sistemas
altamente flexibles en cuanto que mientras la unidad central lo permita se le pueden añadir tantos
periféricos como sean necesários cosa que lo hace extremadamente útil en instalaciones
domóticas altamente centralizadas y con un grado de complejidad elevado (tal como instalaciones
de edificios completos).
- Se diría que esta unidad de control se utilizaría en los casos mencionados en los que la
instalación se basa en protocolos de bus complejos y de arquitectura muy centralizada, cosa que
haría imposible el uso de PLCs y mucho menos de Microcontroladores ya que éstos son sistemas
más limitados en cuanto a potencia de cálculo se refiere y en cuanto a número de elementos a
controlar (se sabe que un sistema controlado por Microcontroladores suele usar estructura
jerárquica de forma que cada elemento a controlar dispone de un Micro y estos se connectan al
resto de ellos mediante protocolos estándar; si pensamos en una instalación grande este sistema
sería demasiado complejo y difícil de controlar).
SISTEMAS ESPECÍFICOS
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- En el área de la domótica lo que más auge e influencia está teniendo son los sistemas
específicos propios de los distintos fabricantes, debido a que éstos ofrecen productos individuales
con fines domóticos también ofrecen la posibilidad de obtener la instalación completa; este método
es mucho más estándar(ya que la propia empresa tiene ya descritas las características del
sistema) pero mucho menos flexible (ya que el sistema que te instalan es el que es).
- A continuación se ofrecen las características de algunos de los sistemas más conocidos
en el mundo de la Domótica.
SISTEMA CARACTERÍSTICAS
CARDIO
(Centralizado, Protocolo X-10)
http://www.domoval.com/document.ht
m
(enlace en el que se encuentra una
instalación completa).
• Puede controlar hasta 40 zonas de iluminación.
• 10 grupos de aparatos eléctricos.
• Tiene 3 salidas auxiliares tipo relé de bajo voltaje.
• 8 salidas constantes de 12Vdc.
• Salida para sirena.
• Salida para control de aire acondicionado y calefacción.
• Salida para sistema de ventilación y calefacción auxiliar.
• 16 entradas de alerta para conectar sensores de intrusión, incendios, gases, humedad, etc.
• Entrada para timbre de puerta.
• Salida para conexión telefónica.
• Salida para comunicación X10.
• Puertos RS232 para comunicación vía ordenador y conexión de controladores de temperatura tipos RCS y StatNet.
• Bus de comunicación entre los diferentes componentes del sistema.
CRESTRON
http://www.domoval.com/document.ht
m
(enlace en el que se encuentra una
• Bajo coste, sistema de control integrado; ideal para pequeñas y medias aplicaciones.
• Alta velocidad, larga distancia de la red local RS-485.
• Fuente de alimentación externa de 75W, 110/250V, 50/60Hz
• 6 puertos serie RS-232 para IR (infrarrojos)
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instalación completa).
• 8 entradas de tipo contacto o salidas de estado
sólido.
• 16 salidas tipo relé de bajo voltaje.
• 2 puertos bidireccionales de comunicación RS-232 o RS-422.
• 2 slots de expansión que permiten al Cresnet II ampliar su capacidad instalando nuevas tarjetas de control Cresnet II.
• Panel frontal de control de 50 botones opcional.
• Programación basada en un software para Windows.
• Permite comunicación remota, lo cual facilita la posibilidad de realizar diagnósticos a distancia, eliminando así la necesidad de desplazamientos para prestar un buen servicio postventa
BIODOM
http://www.domotica.net/biodom.htm
• Basado en el Protocolo EHS.
• Central que controla modulos IN/OUT.
• Comunicación a través de la red.
• Control remoto mediante mando con 4 botones.
• Control telefónico.
• Instalación Plug and Play.
DOMOLON
http://www.domotica.net/domolon.htm
• Basado en LonWorks.
• Idóneo para viviendas de nueva construcción.
• Varios tipos de nodos (puntos de conexión).
• Necesita preinstalación en la fase de
construcción.
- Estos son algunos de los ejemplos posiblemente más característicos de sistemas
propios, debido a lo “cerrado” de estos sistemas, no se ha hecho una explicación exaustiva sinó
que se ha remitido a links a paginas web en los que se encontrará una descripción detallada; ya
que si no el documento hubiese sido una burda copia de estos links.
MONITORIZACIÓN
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- La monitorización debe consistir en ofrecer al usuario (no técnico) la posibilidad de
“entender” lo que está sucediendo en su entorno de forma que pueda actuar en consecuencia, así
como también ofrecerle la capacidad de gobernar aquello que considera que el sistema domótico
no lo está haciendo “bien” de forma que pueda regularlo a su gusto (por ejemplo en nivel de
iluminación de cierta estancia, la temperatura, etc...).
- Si el sistema es de arquitectura distribuida puede considerarse que la monitorización
deba basarse únicamente en el ofrecer al usuario el estado de su entorno ya que puede actuar de
forma individual sobre cada elemento que conforman la instalación con lo que no sería necesario el
gobierno remoto.
- En cambio si la arquitectura es de forma centralizada, la posibilidad de gobernar cada
elemento sería esencial debido a que si el programa de control fallase, el usuario debería poder
controlar la instalación porque nunca se sabe de que forma podría repercutir ese fallo en el sistema
(por ejemplo podrís provocar el apagado de las luces, o variar extremamente la temperatura,etc...).
- En consecuencia a continuación se comentan varias formas de realizar esa
monitorización (a nivel de componente y posible uso).
PANTALLAS TÁCTILES
- Las pantallas táctiles son unos dispositivos que aúnan los interfaces de comunicación de
la máquina con el usuario y viceversa. De aspecto y construcción casi idénticas a las pantallas de
ordenador o televisión normales, son capaces además de detectar el lugar en el que el usuario
toca la pantalla, y en función de ello, realizar una u otra acción. Un ejemplo claro del uso de estos
dispositivos son los puestos automáticos disponibles en muchas entidades bancarias. El usuario,
ante la pantalla, ha de tocar esta en el lugar donde aparece escrita la operación que desea
efectuar, a continuación cambia la presentación y se le ofrecen las opciones disponibles de esa
operación (sistema de menus gráficos), que el usuario irá eligiendo hasta que en la pantalla acaba
por ofrecerse únicamente la información sobre el progreso de la operación.
- Este tipo de componente ofrece al usuario un “interface” agradable de control ya que
siguiendo un sistema de menús gráficos ( que es la base de la comunicación entre especies ) el
usuario se ve orientado en todo momento y sabe qué es lo que está viendo y qué es lo que va a
modificar en el sistema, con lo que le resultará agradable consultar este panel sin ningún tipo de
duda ni perjuicio.
Una de las marcas productoras de pantallas tactiles más extendidas en el mercado es
PROFACE, totalmente compatible con multitud de automatas, Siemens S5-S7, Allan-Bradley,
Mitsubishi, Omron, Toyota, Fuji, etc…
El funcionamiento óptimo debido a la cantidad de datos que se manejan en estos
dispositivios se consigue mediante Buses potentes como por ejemplo Profibus-DP, pero este solo
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se encuentran en los que podiamos denominar la gama alta de Automatas en el caso de Siemens
las cpu S7-300, S7-400, pero también es compatible con el S7-200 mediante la conexión PPI.
El entorno de programación de estos dispositivos es muy simple y muy intuitivo, lo primero
de todo es configurar el tipo de PLC y el tipo de pantalla tactil que vamos a utilizar,
Lo siguiente es definir las pantallas, para ello disponemos de un gran numero de librerias
donde encontraremos botones, teclados, efectos graficos, etc… Esto se realizará en el editor de
pantallas
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Como se puede observar en este ejemplo la cantidad de elementos y posibilidades
de ellos es muy amplia. A cada objeto se le tendra que asociar alguna función. Esto se consigue
colocando el elemento y pulsando sobre el con el botón derecho del ratón.
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Este sería un ejemplo de la ventana de atributos que obtendriamos de un boton,
donde podemos configurar el salto a otra pantalla, resetear la pantalla, ponerla en estado offline,
enviar algun dato al automata.
Este sería otro tipo de pantalla de atributos de un cuadro de texto, como se puede
observar en el campo Address aquí es donde asignamos la dirección del db (bloque de datos que
deseamos leer o escribir), estos bloques de datos seran los que utilizará el automata o controlador
para interaccionar con el usuario.
DISPLAYS
- Este otro sistema intenta efectuar una función semejante al anterior excepto en el
echo de que no se tiene la posibilidad táctil con lo que su uso se reduce al aspecto de mostrar la
situación del sistema al usuario (luces encendidas, persianas a cierto nivel, temperatura, etc...).
- Este tipo de pantallas ( Liquid Crystal Display) es de uso muy extendido, ya que
lo encontramos desde en juguetes para niños, hasta en los teléfonos móbiles, en ascensores, etc...
con lo que su situación en el mercado es total y con plenas garantías de funcionalidad.
- A continuación se expone un ejemplo basado en una placa de circuito impreso
fabricadopor un empresa particular, con la que se tiene la posibilidad de governar una pantalla
LCD de 320*240 pixels con capa táctil:
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- LCD GraphCon es una placa de control
para gestión de pantallas gráficas LCD
compatibles con el procesador SED1330.
Projectt Vision ha desarrollado esta tarjeta para
facilitar el control y la programación de las
pantallas gráficas LCD y su rápida integración
en nuevos proyectos. La tarjeta incluye además
la circuitería necesaria para el control de
pantallas táctiles matriciales de hasta 10*6
celdas.
- En la placa LCD GraphCon se encuentra absolutamente toda la electrónica necesaria:
Fuente de alimentación de +5 V, -24 V y -12 V necesarios para cualquier requerimiento, el circuito
inversor de alta tensión para la iluminación fluorescente del LCD, drivers para la gestión de la
matriz del panel táctil, control del contraste de pantalla, así como todos aquellos conectores
necesarios para la gestión de la placa. Externamente incorpora el transformador de 220 V a 18-0-
18 V.
- El procesador SED1330 ofrece una completa gestión tanto gráfica como de texto para la
realización de aplicaciones gráficas sobre pantallas LCD, permitiendo 3 capas totalmente
independientes, tanto gráficas como de texto, pudiéndose mezclar entre sí en tiempo real, con
diversos efectos de scroll (desplazamiento), fuentes y gráficos en movimiento. La memoria RAM
estática de alta velocidad que incluye LCD GraphCon (32 KBytes) ofrecen toda la potencia
necesaria para la manipulación simultánea de gráficos y textos en pantalla.
- La inclusión en LCD GraphCon de los controladores para pantallas táctiles matriciales
(touch pannel) de hasta 10*6 celdas permite tanto el empleo de pantallas LCD que incluyen ya el
panel táctil desde fábrica, o aquellas que no lo incluyen, pero donde puede existir necesidad de
añadirlo en un futuro.
- La ventaja de LCD GraphCon es que debido a los conectores que se han dispuesto en
placa, permite el control de cualquier LCD compatible con SED1330, sea cual sea la distribución
de patillas que el fabricante del display haya realizado, siendo entonces su empleo orientado tanto
a un rápido desarrollo de productos finales, como para fines formativos o didácticos, ya que
permite el acceso, a modo de puntos de medida, de cualquier pin del bus de comunicaciones entre
el procesador gráfico SED1330, el display LCD o el microcontrolador o microprocesador
encargado de en envío y recepción de datos con la tarjeta.
- En placa se ha dispuesto un selector que permitirá la elección del protocolo de
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comunicaciones a utilizar, pudiéndose seleccionar entre plataformas Intel (80X86) y Motorola
(68XXX). La diferente temporización de señales entre ambas famílias de procesadores marca la
diferencia en este aspecto. LCD GraphCon admite los dos protocolos, basta establecer el selector
en la posición adecuada.
- Con la tarjeta se suministran todos los conectores e información necesaria para su rápida
puesta en marcha.
APLICACIONES DE LCD GRAPHCON
- Entornos médicos donde se requiera una interactividad entre ordenadores remotos y
salas de consulta, salas de exploración, quirófanos, etc.
- Sistemas de seguridad y vigilancia.
- Centros de enseñanza.
- Centros comerciales.
- Entornos industriales donde existan puntos de control con botoneras o mandos.
- Centros de entradas de datos donde no se quiera permitir el acceso directo a los
ordenadores por parte de los usuarios, sino simplemente una pantalla interactiva con el
programa.
- Control de dispositivos mediante un entorno gráfico y táctil sencillo, rápido y limpio.
- Robótica.
- Domótica.
- La misma empresa dispone de pantallas LCD compatibles con esta placa de control:
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Otro ejemplo de display más útil en nuestro caso dado a las CPU que disponemos en el
laboratorio serian elementos compatibles con Siemens como son su gama de displays gráficos y
de lineas OP, TD.
Este seria el aspecto de una pantalla OP
La programación de estos elementos es muy simple, además tiene la facilidad de
que el software (Protool) trae incorporadas una gran cantidad de funciones, para el uso de
las cuales solo necesitamos indicarle la dirección de los datos. Para el uso de este
dispositivo es necesaria una programación con el uso de DB´s (bloques de datos), asi
podemos asociar cada campo de texto, cada botón, a una dirección, esta dirección para el
automáta será parte más de la realidad que le rodea y actuará sobre el medio como si
fuera otra entrada fisica cualquiera.
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PCs
- La monitorización mediante el uso de este dispositivo no es realizada directamente por el
propio dispositivo ( como así era en las pantallas y LCD ), sinó que el PC es el puente entre el
sistema controlado y el software de supervisión que es el elemento que realiza la monitorización
propiamente dicha ( en la segunda parte del informe se detalla el software VISIR, el cual permite
controlar, mediante PLC, la instalación domótica y monitorizarla mediante el propio software sobre
la pantalla del propio PC).
- Por la constante evolución de la Domótica no es de extrañar encontrar multitud de
software que ofrece la posibilidad de monitorizar (no sólo aplicado a la Domótica) cualquier sistema
programado así como los propios sistemas completos que ofrecen las empresas ( Domoval,
Biodom, Domolon, etc...) las cuales tienen sus propios sistemas gráficos de monitorización.
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BUSES
LONWORKS
Tecnología especializada en el campo de la Domótica que facilita la comunicación
telemática entre nodos sin perder recursos de cálculo, o sea que recibe un mensaje de red y
ejecuta la orden inmediatamente como respuesta al mensaje. Cada nodo esta constituido por
un microcontrolador (Neuron Chip), que recoge la información de red y la comunica a los
actuadores. La tecnología LonWorks fue definida por Echelon.
Los objetivos que persigue son flexibilidad y estandarización, interoperabilidad, entre
empresas fabricantes, compatibilidad total entre sistemas a bajo coste. En cuanto a técnica,
presenta inteligencia en el nodo, seguridad de comunicación de los datos, independencia del
medio físico utilizado y un lenguaje optimizado.
La doble patente del Neuron Chip (Motorola, Toshiba y Cypress), hace que los precios
sean más razonables. El Neuron Chip tiene como características: 3 procesadores (2 para
comunicación y 1 para aplicación), memoria EEPROM, RAM y ROM, 11 pins E/S bidireccionales, 2
contadores de 16 bits, modo de bajo consumo y WatchDog pin de servicio para programación. El
lenguaje de programación es el Neuron C, una variante especializada del C, cosa que simplifica
mucho la configuración de nodos y red. Los elementos que caracterizan a este lenguaje son las
variables de red, la cláusula “when” que provoca la activación de eventos de diversas acciones que
son ejecutadas de forma cooperativa, y los objetos de Entrada/Salida. Cada nodo de la red
interactúa con elementos como sensores o actuadores a través de los pines de E/S. A la vez, el
nodo va conectado a la red a través de un Ubn Transductor, que varía según el medio de
transmisión.
El medio de transmisión más utilizado es el par trenzado, que envía información
juntamente con la alimentación del nodo. Las ventajas que incorpora son la gran estandarización
de la tecnología y la facilidad de programar en un lenguaje de alto nivel. Puede llegar a
velocidades de 1,25 Mbps y el medio de transmisión es totalmente transparente al usuario del
nodo.
- LONWorks utiliza para el intercambio de información (ya sea de control o de estado) el
protocolo LonTalk. Este tiene que ser soportado por todos los nodos de la red. Toda la información
del protocolo está disponible para cualquier fabricante.
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Protocolo LonTalk
- LonTalk ha sido creado dentro del marco del control industrial por lo que se enfoca a
funciones de monitorización y control de dispositivos. Dentro de este marco se han potenciado una
serie de características:
- Fiabilidad: El protocolo soporta acuso de recibo (acknowledgments) extremo a extremo con
reintentos automáticos.
- Variedad de medios de comunicación: tanto cableado como radio. Entre los que están
soportados: Par trenzado, red eléctrica, radio frecuencia, cable coaxial y fibra óptica.
- Tiempo de Respuesta: Se utiliza un algoritmo propietario para predicción de colisiones que
consigue evitar la degradación de prestaciones que se produce por tener un medio de acceso
compartido.
- Bajo coste de los productos: Muchos de los nodos LON son simples dispositivos como
interruptores o sensores. El protocolo ha sido diseñado para poder ser implementado en un
único chip de bajo coste.
Para simplificar el enrutamiento de mensajes, el protocolo define una jerarquía de direccionamiento
que incluye dirección de dominio, subred y nodo. Cada nodo está conectado físicamente a un
canal. Un dominio es una colección lógica de nodos que pertenecen a uno o más canales. Una
subred es una colección lógica de hasta 127 nodos dentro de un dominio. Se pueden definir hasta
255 subredes dentro de un único dominio. Todos los nodos de una subred deben pertenecer al
mismo canal, o los canales tienen que estar conectados por puentes (bridges). La tabla siguiente
resume la jerarquía de red:
Subredes por dominio: 255
Nodos por subred: 127
Nodos por dominio: 32.385
Grupos por dominio: 255
Nodos por grupo: 63
Numero de dominios: 281.474.976.710.656
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Variables de Red (Network Variables):
La comunicación entre nodos se completa con las variables de red. Cada nodo define una serie de
variables de red que puede ser compartidas por los demás nodos. Cada nodo tiene variables de
entrada y de salida, que son definidas por el desarrollador.
Siempre que el programa que se ejecuta en un nodo escribe un nuevo valor en una de sus
variables de salida, este se propaga a través de la red a todos los nodos cuyas variables de
entrada estén conectadas a esta variable de salida. Todas estas acciones están implementadas
dentro del protocolo. Sólo se podrán ligar variables de red que sean del mismo tipo.
Esta forma de comunicación es orientada a datos(eventos), en contraste a la comunicación
orientada a comandos.
Para guardar la interoperatibilidad entre productos de distintos fabricantes, se definen las variables
a partir de una definición de tipos estándar (Standard Network Variable Types). Echelon mantiene
una lista de unos 100 tipos accesible a cualquier fabricante.
Estructura de una red LonWork:
Como inconveniente destacar la poca oferta de productos que hay en España, aunque
en EEUU se han desarrollado miles de proyectos con esta tecnología.
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EIB
- El European Installation Bus o EIB es un sistema domótico desarrollado con el objetivo de
contrarrestar las importaciones de productos similares que se estaban produciendo desde el
mercado japonés y el norteamericano donde esta tecnologías se han desarrollado antes que en
Europa.
El objetivo era crear un estándar europeo, con el suficiente número de fabricantes, instaladores y
usuarios, que permita comunicarse a todos los dispositivos de una instalación eléctrica como:
contadores, equipos de climatización, de custodia y seguridad, de gestión energética y los
electrodomésticos.
El EIB está basado en la estructura de niveles OSI y tiene una arquitectura distribuida. Este
estándar europeo define una relación extremo-a- extremo entre dispositivos que permite distribuir
la inteligencia entre los sensores y los actuadores instalados en la vivienda.
Descripción
Aunque en un principio sólo se contempló usar un cable de dos hilos como soporte físico de las
comunicaciones, se pretendía que el nivel EIB.MAC (Médium Access Control) pudiera funcionar
sobre los siguientes medios físicos:
- EIB.TP: sobre par trenzado a 9600 bps. Además por estos dos hilos se suministra 24 Vdc
para la telealimentación de los dispositivos EIB. Usa la técnica CSMA con arbitraje positivo del bus
que evita las colisiones evitando así los reintentos y maximizando el ancho de banda disponible.
- EIB.PL: Corrientes portadoras sobre 230 Vac/50 Hz (powerline) a 1200/2400 bps. Usa la
modulación SFSK (Spread Frequency Shift Keying) similar a la FSK pero con las portadoras más
separadas. La distancia máxima que se puede lograr sin repetidor es de 600 metros.
- EIB.net: usando el estándar Ethernet a 10 Mbps (IEC 802-2). Sirve de backbone entre
segmentos EIB además de permitir la transferencia de telegramas EIB a través del protocolo IP a
viviendas o edificios remotos.
- EIB.RF: Radiofrecuencia: usando varias portadoras, se consiguen distancias de hasta 300
metros en campo abierto. Para mayores distancias o edificios con múltiples estancias se pueden
usar repetidores.
- EIB.IR: Infrarrojo: para el uso con mandos a distancia en salas o salones donde se pretenda
controlar los dispositivos EIB instalados.
- En la práctica, sólo el par trenzado ha conseguido una implantación masiva mientras que los
demás apenas han conseguido una presencia testimonial.
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- En la siguiente tabla se relacionan los nombres comerciales de los productos disponibles
en España, su fabricante y su distribuidor en nuestro país, la mayor parte de ellos de nacionalidad
alemana:
Nombre comercial Fabricante Distribuidor en España
ABB i-busQ EIB ABB-Electrocomponentes,
S.A.
ABB-Electrocomponentes,
S.A.
Instabus EIB Merten
Berker
Jung
Siemens
Foresis S.A.
Guijarro Hermanos S.L.
Jung Electro Iberica S.A.
Siemens
Grässlin EIB Grässlin GmbH & Co. KG Temper S.A.
Tébis TS Hager sistemas S.A. Hager sistemas S.A.
En global, las empresas citadas ofrecen un cierto número de elementos sensores y
actuadores que permiten disfrutar de numerosas aplicaciones domésticas.
Algunas de las consideraciones que pueden realizarse sobre esta solución son las siguientes:
- Su instalación es perfectamente adaptable a la tipología de vivienda o edificio (si se
realiza una instalación de tipo colectivo) permitiendo diversas configuraciones dada la flexibilidad
de su topología.
- El sistema constituido por estos elementos es reconfigurable. Al disponer de inteligencia
distribuida se simplifica la posibilidad de modificar la funcionalidad de la instalación para nuevos
usos y necesidades.
- Todos los elementos desarrollados por estas entidades disponen del logotipo EIB,
mediante el cual se acredita la calidad y compatibilidad de cada elemento con otros fabricados por
industrias asociadas a EIBA (European Installation Bus Association). Así mismo, también garantiza
que estos elementos han pasado un riguroso control y pruebas de ensayo en laboratorios de
homologación.
- Existen distintas maneras de llevar a cabo la programación del sistema, si bien es preciso
el uso de un ordenador.
Además de los productos EIB, existen otros dispositivos compatibles EIB que incrementan
las prestaciones de la instalación.
Se trata, en definitiva, de un sistema de gestión descentralizado.
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Los elementos son controlados mediante un único bus de comunicaciones que puede
adquirir distintas configuraciones para lo cual es necesario que los fabricantes adopten los mismos
protocolos de comunicaciones. En caso de que los equipos a controlar no dispongan de capacidad
de comunicación, el control deberá hacerse mediante la actuación sobre los circuitos eléctricos
que los alimentan (ya sean 220 V AC procedentes del cuadro eléctrico de la vivienda como 24 V
DC procedentes de una fuente de alimentación) con algunos de los productos disponibles dicha
actuación no debe realizarse necesariamente sobre el cuadro eléctrico (como es habitual en
numerosos sistemas domóticos comercializados en el mercado) sino a través de elementos
específicos del sistema.
- Características: Tal y como se ha comentado, los productos EIB disponen de
inteligencia distribuida por lo que no es preciso la presencia de una central de gestión técnica.
Cada elemento del bus incorpora su propio controlador. El bus consiste en una línea de dos hilos a
los que se conectan una serie de aparatos llamados elementos de bus (consistentes en cada uno
de los dispositivos que componen el sistema).
- La instalación física de los productos EIB puede estar constituida por las siguientes
unidades:
- Línea: Es la unidad más pequeña del bus. Es el medio al cual se conectan los equipos
terminales (sensores y/o actuadores).
- Campo: Formado por la unión de distintas líneas a través del denominado acoplador de
línea.
- Sistema: Formado por la unión de distintos campos a través de los denominados
acopladores de campo.
La disponibilidad de estas tres unidades confiere al sistema una gran versatilidad, a la vez
que se adapta perfectamente a cualquier topología de vivienda y a las necesidades de los
usuarios.
Los elementos terminales (denominados aplicadores) no están conectados directamente al
bus de comunicaciones, sino a través de un equipo intermedio denominado acoplador del bus,
formado por los elementos necesarios para la gestión del mismo: Emisor/Receptor, controlador de
comunicaciones, e interfaz externo. Además del acoplador de bus constan de un módulo de
aplicación con el correspondiente programa de aplicación. Estos programas se cargan en los
elementos de bus, a través de la interfaz serie de un PC (puerto serie) y del bus, utilizando el
software herramienta de EIB, que sirve para realizar el diseño y puesta en funcionamiento de la
instalación. En el programa de aplicación se define:
- La función del elemento de bus.
- La dirección o direcciones de grupo.
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- Los parámetros.
- Prioridad del telegrama enviado.
Ejemplos de aplicadores son:
- Empotrables: Para su uso como mecanismo de mando (pulsador, interruptor, etc) o gestión
(termostato, sonda, etc.).
- De Superficie: Para su uso y montaje en fluorescentes, luminarias, motor de persianas, etc.
- Aparellaje: Se instalan generalmente, en el propio cuadro eléctrico y se destinan al control de
líneas y circuitos eléctricos. La colocación de este se realiza directamente sobre el carril DIN del
cuadro eléctrico.
- Central de gestión: Es un sistema descentralizado. Cada elemento incorpora su propio
microcontrolador. Los elementos EIB, sin una central, pueden intercambiar informaciones
directamente a través del bus. Todos los elementos EIB son elementos del bus con los mismos
derechos (funcionamiento multimaestro). Para evitar colisiones y errores en las transmisiones de
datos, se utiliza el protocolo CSMA/CA.
- Topología: La red que interconecta los productos EIB tiene una estructura arborescente al estar
formada por las líneas, los campos y las uniones entre campos. A pesar de ello, la unidad más
pequeña del bus, la línea, admite las topologías de bus, estrella o árbol.
- El sistema esta dividido en secciones jerárquicamente estructuradas. La entidad de menor
tamaño es una línea. A cada línea pueden conectarse un máximo de 64 elementos, además de
una fuente de alimentación con un filtro. Cada línea puede conectarse a otra principal mediante un
acoplador de línea, pudiendo conectarse, de este modo, hasta 12 líneas a una línea principal. Esto
constituye un área. En instalaciones grandes pueden conectarse hasta 15 áreas a una línea de
área, utilizando para ello acopladores de área. Cada línea principal y la línea de área requieren una
fuente de alimentación y un filtro.
- Capacidad del sistema: La ampliabilidad del sistema esta garantizada por la propia naturaleza
del bus. Se trata de un bus concebido para sistemas con inteligencia distribuida y, por tanto no
tiene porque existir un elemento central de control. De esta forma, el sistema puede ir creciendo en
número de elementos y aplicaciones asociadas, sin las limitaciones de capacidad generalmente
impuestas por una central domótica. Según especificaciones EIB la capacidad de cada una de las
unidades anteriormente comentadas es la siguiente, número máximo de elementos conectables a
una línea: 64. Número máximo de líneas en un campo o área: 12. Número máximo de campos en
conexión: 15. Según estas cifras, la solución EIB permite disponer de un número máximo de
conexiones al bus de 11.520 (64 equipos * 12 líneas * 15 campos) capacidad excesiva para un
entorno doméstico.
- Medios de transmisión: El bus de comunicaciones está formado por dos pares trenzados: Un
par es utilizado para la transmisión de datos y la alimentación de los elementos de campo, lo cual
permite simplificar significativamente la instalación. El par restante esta reservado para futuras
aplicaciones.
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- Interfaz de usuario: Según se ha introducido previamente, ya se dispone de un interfaz de
usuario basado en una pantalla táctil.
- Comunicaciones: La concepción del sistema EIB permite considerarlo como un soporte idóneo
para la implementación de cualquier aplicación domótica habitual, dado que permite utilizar
sensores y actuadores de tipo universal conectados a los ya descritos módulos de Entrada/Salida.
- Instalación: La disponibilidad de un gran número de puntos (elementos conectados al bus)
permite incluso reducir la instalación eléctrica convencional de la vivienda. A modo de ejemplo
cabe decir que la iluminación o la existencia de persianas motorizadas en toda la vivienda puede
controlarse a través de un solo cable (el bus) al cual se conectan todos los interruptores
requeridos. Ello permite reducir considerablemente las necesidades de cableado. Esta reducción
de cableado y la conexión de todos los aplicadores a un mismo medio de transmisión simplifica, en
gran medida, la instalación del sistema. Al tender el cableado es necesario tener en cuenta las
siguientes limitaciones:
- Máxima longitud del bus entre la fuente de alimentación y un elemento del bus:
350 m.
- Máxima longitud del bus entre dos elementos de una misma línea: 700 m.
- Máxima longitud del bus dentro de una misma linea: 1000m.
EHS
--- El estándar EHS (European Home System) ha sido otro de los intentos de la industria
europea (año 1984) por crear una tecnología que permitiera la implantación de la domótica en el
mercado residencial de forma masiva. El resultado fue la especificación del EHS en el año 1992.
Esta basada en una topología de niveles OSI (Open Standard Interconnection), y se especifican
los niveles: físico, de enlace de datos, de red y de aplicación.
Desde su inicio han estado involucrados los fabricantes europeos más importantes de
electrodomésticos, las empresas eléctricas, las operadoras de telecomunicaciones y los
fabricantes de equipamiento eléctrico. La idea era crear un protocolo abierto que permitiera cubrir
las necesidades de interconexión de los productos de todos estos fabricantes y proveedores de
servicios.
Tal y como fue pensado, el objetivo de la EHS es cubrir las necesidades de automatización de la
mayoría de las viviendas europeas cuyos propietarios que no se pueden permitir el lujo de usar
sistemas más potentes pero también más caros (como Lonworks o EIB) debido a la mano de obra
especializada que exige su instalación.
La asociación EHSA (EHS Association) es la encargada de emprender y llevar a cabo diversas
iniciativas para aumentar el uso de esta tecnología en las viviendas europeas.
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Descripción
El circuito integrado de ST-Microelectronics (ST7537HS1) permite transmitir datos por un canal
serie asíncrono a través de las líneas de baja tensión de las viviendas (ondas portadoras o
"powerline communications"). Esta tecnología consigue velocidades de hasta 2400 bps y además
también puede utilizar cables de pares trenzados como soporte de la señal.
En la actualidad, se están usando o se están desarrollando los siguientes medios físicos:
- PL-2400: Ondas Portadoras a 2400 bps.
- TP0: Par Trenzado a 4800 bps.
- TP1: Par Trenzado/Coaxial a 9600 bps.
- TP2: Par Trenzado a 64 Kbps.
- IR-1200: Infrarrojo a 1200 bps.
- RF-1100: Radiofrecuencia a 1100 bps.
Protocolo
Este protocolo está totalmente abierto, es decir, cualquier fabricante asociado a la EHSA puede
desarrollar sus propios productos y dispositivos que implementen el EHS.
Con un filosofía Plug&Play, se pretende aportar las siguientes ventajas a los usuarios finales:
- Compatibilidad total entre dispositivos EHS.
- Configuración automática de los dispositivos, movilidad de los mismos (poder conectarlo en
diferentes emplazamientos) y ampliación sencilla de las instalaciones.
- Compartir un mismo medio físico entre diferentes aplicaciones sin interferirse entre ellas.
Cada dispositivo EHS tiene asociada una subdirección única dentro del mismo segmento de red
que además de identificar unívocamente a un nodo también lleva asociada información para el
enrutado de los telegramas por diferentes segmentos de red EHS.
Para cumplir los requerimientos de un sistema de automatización del hogar, EHS define un
sistema de red completo, el cual soporta todas las funciones domésticas de forma modular,
fácilmente expansible y configurable automáticamente. EHS es un sistema abierto con
administración distribuida y funciones de control para todos los medios disponibles. El seguimiento
de la norma asegura la interoperatividad de productos de fabricantes diferentes.
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- Direccionamiento: Existen varios niveles de direccionamiento. A nivel físico se reservan 256
direcciones de terminales físicos en cada sección. Separando el medio físico en varias secciones o
empleando varios medios distintos y uniéndolos mediante routers se puede llegar a millones de
direcciones (sobre 10^12) esto asegura sin problemas la expansión del sistema.
- Fiabilidad de la comunicación: Las capas bajas del protocolo aseguran que todas las
peculiaridades del medio físico no afecten a la fiabilidad de la comunicación. El protocolo decide
cuando cada unidad puede comenzar una transmisión (arbitraje de bus CSMA) cada mensaje
debe ser confirmado con un mensaje de reconocimiento (ACK) si la recepción no ha detectado
errores. En caso de no llegar este reconocimiento se reintenta la emisión del mensaje. Los
tiempos de este protocolo cumplen las regulaciones europeas para la transmisión de datos por la
red eléctrica. El medio red eléctrica tiene especial cuidado en la fiabilidad de la comunicación. Se
emplean códigos redundantes para la detección o corrección de errores de byte como a nivel de
mensaje. Además la modulación FSK permite unas variaciones de frecuencia muy estrictas
que hace prácticamente imposible la posibilidad de que algún electrodoméstico pueda interferir
precisamente en este estrecho rango de frecuencias.
- Gestión de la red: La red EHS mantiene internamente su administración. Cada unidad
enchufada en la red negocia automáticamente su dirección de red, se da a conocer en la red,
busca otras unidades que puedan estar interesadas en ella o que pueden interesarle, gestiona
transparentemente la existencia de topologías complicadas detectando automáticamente los
routers, etc. Todo ello sin la intervención del usuario ni del instalador. Cada unidad (módulo con
una dirección de red propia) puede contener una o varias subunidades. Estas pueden llevar a cabo
tareas administrativas de la red: routers para unir distintos medios físicos o secciones de un mismo
medio, coordinadores de dispositivos, controladores de medio para la asignación dinámica de
direcciones de red, o pueden representar aplicaciones individuales como los controladores de una
aplicación y los dispositivos que gestionan un sensor o actuador concreto.
X-10
La tecnología X-10 de corrientes portadoras fue desarrollada entre 1976 y 1978 por
ingenieros en Pico Electronics Ltd, en Glenrothes, Escocia. Proviene de una familia de chips, que
son los resultados de los proyectos X (la serie X). Esta empresa comenzó a desarrollar el proyecto
con la idea de obtener un circuito que se pudiera implementar en un dispositivo para ser controlado
remotamente. Conjuntamente con la empresa de sistemas de audio BSR, se comenzaron a
fabricar con esta última marca. Este fue el primer módulo que podía controlar cualquier dispositivo
a través de la línea de corriente doméstica (120 ó 220 v. y 50 ó 60 hz), modulando impulsos de 120
Khz. (Ausencia de este impulso=0, presencia de este impluso=1). Con un protocolo sencillo de
direccionamiento se podía identificar cualquier elemento de la red, en total 256 direcciones. El
protocolo contemplaba 16 grupos de direcciones llamados "housecodes" y 16 direcciones
individuales llamadas "unit codes". A este protocolo se le añadieron "tiras" de comandos llamados
"control strings" que no son mas que ceros y unos agrupados formando comandos; en total eran 6:
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encendido, apagado, reducir, aumentar, todo encendido, todo apagado. Estas señales las podían
recibir todos los módulos, pero sólo actuaba sobre aquel al que iba dirigida (los primeros bits de la
señal eran el identificador del módulo).
- La frecuencia de transmisión era la de la corriente eléctrica (50 ó 60 hz.), y la señal
completa incluyendo dirección y función ocupaba 48 bits, o sea que para mandar una señal a un
dispositivo a una frecuencia de 50 hz. (hablaríamos de un ancho de banda de 50 bits por segundo)
se tardaría casi un segundo.
- Hoy en día X10 es un estándar y a la vez un fabricante de estos mismos productos y
productos compatibles con X10 (alarmas, televisiones, contestadores, interfaces de ordenador,
etc.). A pesar de que sólo tiene seis funciones, ha cubierto un hueco muy importante en el
mercado, se ha consolidado como una buena línea de productos, y lo más importante a nuestro
entender, ha "abierto brecha" en la forma de pensar y de crear hogar. La filosofía fundamental de
diseño de X-10 es la de que los productos puedan interoperar entre ellos, y la compatibilidad con
los productos anteriores de la misma gama, es decir, equipos instalados hace 20 años siguen
funcionando con la gama actual.
- El sistema X-10 ha sido desarrollado para ser flexible y fácil de usar. Se puede empezar
con un producto en particular, por ejemplo un mando a distancia, y expandir luego el sistema para
incluir la seguridad o el control con el ordenador, siempre que desee, con componentes fáciles de
instalar y que no requieren cableados especiales.
El sistema X-10 proporciona:
- Conectar y Funcionar (Plug and Play).
- Facilidad de manejo.
- Confort y diversión.
A los instaladores:
- Soluciona problemas economizando proyectos.
- Flexibilidad, modularidad, capacidad de crecimiento.
- Rehabilitación de casas, optimizando recursos con X-10.
- Soluciones inteligentes.
A los promotores:
- Instalar un sistema Domótico, potencia la imagen de empresa innovadora y de futuro.
- Porque tiene la posibilidad de desmarcarse de su competencia, sin que le suponga grandes
costos.
- Porque por muy poca inversión, puede ofrecer grandes beneficios al
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usuario.
- Los fundadores de X10 establecieron ciertos principios estratégicos que permanecen a
pesar del paso de los años:
- Diseñar productos que incluyan circuitos integrados propios cumpliendo objetivos de rendimiento.
- Diseñar productos para un amplio sector del mercado con un bajo coste de manufacturación.
- Introducir los productos a precios competitivos.
Siguiendo estos principios estratégicos, y como X-10 tiene patentes en aspectos clave de
la tecnología PCL (corrientes portadoras), que no han tenido competidores desde los primeros
productos X-10 introducidos en el mercado en 1978.
TEORÍA DEL SISTEMA X-10
Las transmisiones X-10 se sincronizan con el paso por el cero de la corriente alterna. Las
interfaces Power Line proporcionan una onda de 50 Hz. con un retraso máximo de 100
nanosegundos desde el paso por cero de la corriente alterna. El máximo retraso entre el comienzo
del envío y los pulsos de 120 Khz. es de 50 nanosegundos. Un 1 binario se representa por un
pulso de 120 Khz. Durante 1 milisegundo, en el punto cero, y el 0 binario se representa por la
ausencia de ese pulso. El pulso de 1 milisegundo se transmite tres veces para que coincida con el
paso por cero en las tres fases para un sistema trifásico. La figura muestra la relación entre estos
pulsos y el punto cero de la corriente alterna.
Para una mayor claridad, las señales de la Figura 1 se muestran tal como se verían a través de un
filtro paso-alto. La forma de la curva de 50 Hz. sólo se muestra como referencia. En realidad, las
señales van superpuestas con la curva de 50 Hz. y su resultado es más similar al de la Figura:
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La transmisión completa de un código X-10 necesita once ciclos de corriente. Los dos
primeros ciclos representan el Código de inicio. Los cuatro siguientes ciclos representan el Código
de Casa (letras A-P), los siguientes cinco representan o bien el Código Numérico (1-16) o bien el
Código de Función (encender, apagar, aumento de intensidad, etc.) Este bloque completo (código
de inicio, código de casa y código de función o numérico) se transmite siempre dos veces,
separando cada dos códigos por tres ciclos de la corriente, excepto para funciones de regulación
de intensidad que se transmiten de forma continúa por lo menos dos veces sin separación entre
códigos.
Las funciones de regulación de intensidad son excepciones a esta regla, y se transmiten
de forma continua ( al menos dos veces) sin separación entre códigos. Ver figura:
Dentro de cada bloque de códigos, cada cuatro o cinco bits de código deben ser
transmitidos en modo normal y complementario en medios ciclos alternados de corriente. Por
ejemplo, si un pulso de 1 milisegundo se transmite en medio ciclo (1 binario), entonces no se
transmitirá nada en la siguiente mitad del ciclo (0 binario). Ver figura:
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EJEMPLO DE UN SISTEMA: DOMOLON
El sistema DOMOLON se define como un sistema de automatización de viviendas de arquitectura
distribuida, multimedio, con protocolo LonWorks modular, ampliable, y compatible con la
instalación eléctrica convencional, de tal manera que permite realizar la preinstalación domótica de
la vivienda en fase de construcción, sin necesidad de decidir en esta fase la instalación del
sistema.
Es un sistema de automatización de viviendas basado en una arquitectura distribuida y multimedio.
Se compone básicamente de nodos de control estándar, nodos de supervisión, nodos exteriores,
unidad de alimentación y nodos de comunicaciones. Todos los elementos del sistema se conectan
a una misma red de comunicaciones (red domótica), con topología tipo bus, para tomar la
alimentación e intercambiar información entre ellos.
El sistema utiliza como medio de comunicación básico un par trenzado a una velocidad de
transmisión de 39Kbps, pero puede incorporar nodos de control cuyo medio de transmisión no es
el básico (39Kbps), línea de potencia y radio. A esta característica se la denomina multimedio.
Además, aunque la velocidad elegida para el medio de transmisión básico del sistema es de
39Kbps, ésta se puede variar en función de las necesidades de la red en cuanto a volumen de
tráfico de datos.
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EJEMPLO DE DOMOTIZACIÓN CENTRALIZADA
DESCRIPCIÓN GENERAL
- Este es un ejemplo genérico de una instalación Domótica que podría realizarse en
cualquier vivienda tipo.
- La arquitectura de control es una arquitectura centralizada de forma que todos y cada
uno de los elementos/sistemas a controlar son gestionados por una unidad central a la que le son
conectadas todas las entradas/salidas de todos los componentes que conforman la instalación.
Esta unidad central controla todo el sistema mediante un bus y realiza y archiva todos los
acontecimientos en forma de historial lo cual posibilita realizar un estudio/control posterior con la
intención de mejorar el sistema (a nivel de programación y de gestión de recursos) para obtener
rendimientos superiores y costes inferiores.
DESCRIPCIÓN FUNCIONAL
- Aquí se especifican los distintos componentes que se podrian utilizar en la instalación así
como un posible criterio a seguir para controlar cada uno de estos componentes (es solo un
ejemplo con lo que en la instalación real final se puede discernir en la manera de controlar alguno
de los dispositivos debido a problemas que pueden surgir y que en un escrito teórico no suceden).
- Este es el listado de la instalación:
Gestión Energética:
- Sistema de Calefacción.
- Sistema de Refrigeración.
- Racionalizar Consumos.
Automatismos:
- Control de Tomas Eléctricas.
- “ de Persianas y Toldos.
- “ de Iluminación Interior y Exterior.
- “ de Riego en Jardín y Jardineras.
- Señalización de Estados.
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Seguridad:
- Alarma Antiintrusión.
- Control de Acceso.
- Alarma de Incendio.
- Alarma de Inundación.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN
- El sistema permite la programación a nivel diario o semanal así como cada una de las
consignas de temperatura que se desean en cada una de las salas a controlar.
- La regulación puede hacerse de dos modos, uno será la calefacción base y que será
función de la temperatura exterior; el otro es calefacción de apoyo que es función de la propia
temperatura interior.
- Atendiendo a la seguridad de las personas se programará un sistema automático de
forma que si se produce una acumulación errónea de temperatura (frío excesivo o calor excesivo)
el sistema de calefacción se desconectará inmediatamente de forma que sea el propio usuario
quien haga ese control.
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
- Al igual que el sistema de calefacción se podrá programar diariamente o semanalmente
así como las diferentes consignas que se desean para cada zona.
- El control será función de las temperaturas externa e interna conjuntamente.
- De la misma forma también dispone de apagado automático en caso de detección de
variaciones anomalas de la temperatura.
RACIONALIZAR CONSUMOS
- En caso de sobrepasar los consumos (energéticos) programados por defecto el sistema
efectúa la desconección de algunos de los componentes de forma que se elimine ese exceso de
consumo, intentando no distorsionar el comfort interno del habitáculo.
TOMAS ELÉCTRICAS
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- Se realiza un control sobre cada una de las tomas de corriente (enchufes) con tal de
propiciar el consumo en franjas horarias en que las tarifas sean más bajas; también con la
posibilidad de limitar el tiempo en que los niños ven la televisión, así como la simulación de
presencia (tan habitual últimamente) en épocas en que el habitáculo está vacío.
PERSIANAS Y TOLDOS
- También son programables de forma horaria o semanal.
- La activación de este sistema puede depender de la franja horaria en la que se está, del
nivel de iluminación externo,etc...
ILUMINACIÓN INTERNA/EXTERNA
- Iluminación Externa: El control puede llevarse a cabo según los niveles de iluminación de
zonas externas concurridas (jardín, terraza, portal, etc...) o según franja horaria; la activación de
ciertas zonas como son el portal o el camino de acceso a éste puedes ser función tambien de si
existe presencia o no con el fin de facilitar el acceso a las personas.
- A nivel de seguridad se tienen unas baterias que entrarian en funcionamiento en caso de
irse el suministro eléctrico con lo que se evitaria dejar sin iluminación las zonas básicas del
habitáculo.
- Iluminación Interna: Se realiza el control de las salas interiores en función de la presencia
o no de personas (mediante el uso de los detectores volumétricos del antiintrusión); también se
dispone de baterias auxiliares.
RIEGO JARDIN Y JARDINERAS
- La activación de este sistema biene en función de la humedad de la zona, del nivel de
isolación y limitada a la no presencia en la zona de personas que podrian sufrir un fortuito baño.
SEÑALIZACIÓN DE ESTADO
- La unidad central se encarga de mostrar por pantalla el estado de cada uno de los
sistemas, programas en curso (dia/noche), alarmas, etc...
- Este sistema sea quizas el sistema preferente que deberian tener todas las instalaciones
de este tipo ya que el usuario de la instalación no tiene por que ser un técnico con lo que la
facilidad de mostrarle la información es clave y un punto importante a tener en cuenta.
SISTEMA ANTIINTRUSIÓN
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- Es gestionable según dos patrones de funcionamiento que son función de la presencia o
no presencia de las personas en el habitáculo; existen tres niveles de detección en función de la
proximidad a la vivienda:
- Detección Periférica: Nivel exterior de detección.
- Detección Perimétrica: Nivel de detección a la entrada del habitáculo. (la alarma podría
activarse de forma intermitente,como aviso)
- Detección de Presencia: Nivel de detección interna del habitáculo. (la activación de la
alarma es permanente, incluso puede programarse llamas a policia)
- A nivel de seguridad podría programarse el sistema que en función del nivel de detección
realizado se lleven a cabo unas tomas de precauciones como pueden ser cerrar persianas,
puertas,etc... con la intención de dificultar la intrusión.
CONTROL DE ACCESOS
- Este sistema llevaría el control de entrada al habitáculo de forma que en vez de usar
llaves se podría usar códigos por teclado, tarjetas magnéticas,etc... de esta forma se podría llevar
un control horario de forma que si la persona no tiene previsto llegar en un intervalo de tiempo se
puede activar un sistema que impediría la apertura en ese intervalo con la intenció de que en caso
de robo o pérdida de la tarjeta (o acierto del código de entrada) se impidiera el acceso a personas
ajenas.
ALARMA DE INCENDIO
- Se realiza detección infrarroja/térmica de incendios en los puntos de mayor riesgo (como
puedan ser la cocina, el almacén, el garaje,etc...); con la detección se realiza un aviso a las
personas que puedan estar dentro con la posterior activación del sistema de aspersión interna (o
llamada a bomberos y policia en caso de disponer de un sistema que lo permita).
ALARMA DE INUNDACIÓN
- Se puede programar el nivel a partir del cual se activaría la alarma, con la detección se
realizaría el corte de suministro mediante una electroválvula en la entrada de ésta.
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CONCLUSIÓN
- Puede verse la relativa flexibilidad a la hora de realizar la instalación inicial (cosa que
para ampliarla no sería tan trivial) dado que podemos determinar diversas y diferentes formas de
determinar el funcionamiento de un sistema que no han de automatizarse todos, sólo aquellos que
sean necesários (o que haga gracia al usuario el hecho de tenerlos automáticos).
- La dificultad principal es que no puede realizar la instalación cualquier persona, a de
estar preparada para ello, lo cual implica que el usuario no puede hacer las típicas “chapuzas” de
casa de forma que quiera poner otra luz aquí, otra persiana allá, etc... ya que el sistema ni se
enteraría de los cambios realizados a menos que sea reprogramado por un especialista.
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SOFTWARE VISIR 1.6 (SIMULACIÓN INSTALACIONES DOMOTICAS)
VISIR es un software creado por la Universidad de Oviedo para poder simular una
instalación domotica con todos sus componentes (detectores, actuadores, etc…), este software es
compatible con la CPU S7-200 de Siemens con lo cual se puede comprobar el funcionamiento del
programa diseñado para el control de la instalación, a continuación se ha realizado una senzilla
guia del funcionamiento de dicho software.
El software esta compuesto de 3 subprogramas:
-El Editor de Instalaciones Domóticas es el módulo que permite la creación de
instalaciones cuyo funcionamiento será simulado por la aplicación de Simulación. El Editor
proporciona las herramientas necesarias para crear, redimensionar, reposicionar,
configurar, borrar y conectar los objetos de una instalación.
En la etapa de edición, todos estos elementos son fácilmente situados en su
posición y redimensionados mediante el uso del ratón.
-El Editor de fondos de Instalaciones como el propio nombre indica este módulo nos
permite dibujar el fondo de la instalación es decir, el escenario donde situaremos los
objetos de la instalación para que la simulación goze de mayor realismo.
-El Simulador de las instalaciones es el modulo donde se comprueba que la planta
creada por el editor de instalaciones funcione, este módulo es el más interesante ya que te
permite probar el programa del automata y su interacción con la planta.
Ahora nos disponemos a explicar el funcionamiento de los dos módulos más importantes
de este software el editor de instalaciones donde se comentaran los componentes más
significativos y el simulador de instalaciones.
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Editor de instalaciones:
Este módulo tiene dos formas de trabajo, edición y conexión, la primera se utiliza para el
posicionado, dimensionado y configuración de los objetos, la segunda se utiliza para la
interconexión generalmente de circuitos hidraulicos o pneumáticos ( instalaciones de gas, riego,
etc…).
Visir 1.6 no es otra cosa que una versión modificada del Prosimax otro software de la casa
Genia utilizado para la simulación de instalaciones automatizadas de carácter industrial, la
diferencia principal son las librerias de objetos, osea elementos conectables, que este software
trae incluidas. Las librerias del Visir estan compuesta de una gran cantidad de elementos
domésticos que nos permiten simular cualquier sistema domótico. A continuación se realizara un
listado de las librerías y de la configuración de los componentes mas representativos de cada una.
- Instalación de inundación.
- Suministro de agua doméstica.
Nos permite simular grifos, o cualquier suministrador de agua en la
vivienda.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy util en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
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-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación.
-Caudal máximo: Unidad que representa la cantidad de litros por minutos
que suministra el dispositivo.
-Estado inicial: Aquí se define el comportamiento del dispositivo en el
inicio de la simulación.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
- Válvula de agua doméstica.
Nos permite el control de circuitos hidraulicos, muy útil en
instalaciones de inundación, cuando se detecta una perdida de líquido se
corta el paso de agua.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
5:00 PM5:00 PM
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Caudal máximo: Unidad que representa la cantidad de litros por minutos
que suministra el dispositivo.
-Ancho de boca: Anchura de boca en pixels.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Detector de fugas de aguas.
Detector que se colocaría en cisterna a nivel de desbordamiento, o a nivel de suelo, si este se
activara, osea detectará algún liquido nos serviria para cortar la llave de paso.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
5:00 PM5:00 PM
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Porcentaje de Activación: Necesario para la simulación, indica al nivel
que estaría colocado el detector en el deposito.
-Modo de funcionamiento: Digital, indica con uno o zero lógico la
detección de agua. Analógico indica con un rango de valores de tensión la
ocupación del deposito contenedor de líquido, esta opción deshabilita el
campo de porcentaje de activación ya que esto pierde el sentido en
funcionamiento anlógico.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
A parte de estos indicados tenemos tuberias hidraulicas, tramos rectos, codos,
desvios en T, y depósitos de fluidos líquidos.
- Instalaciones de gas
-Suministrador de gas.
Nos permite simular grifos, o cualquier suministrador de agua en la
vivienda.
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-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy util en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación.
-Caudal máximo: Unidad que representa la cantidad de flujo por minuto
que suministra el dispositivo.
-Estado inicial: Aquí se define el comportamiento del dispositivo en el
inicio de la simulación.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Color del fluido: Color con que se representaran los circuitos de este
tipo.
-Valvulas de gas.
Nos permite el control de circuitos de gas, muy útil en instalaciones donde
inundación, cuando se detecta una perdida de líquido se corta el paso de agua.
5:00 PM5:00 PM
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Caudal máximo: Unidad que representa la cantidad de litros por minutos
que suministra el dispositivo.
-Ancho de boca: Anchura de boca en pixels.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Detector de fugas de gas.
5:00 PM5:00 PM
Detector que se colocaría en puntos donde pudieran haber perdidas de gas, cocinas,
calentadores, o a nivel de suelo, si este se activara, osea detectará algún gas nos serviria para
cortar la llave de paso.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Porcentaje de Activación: Necesario para la simulación, indica al nivel
que estaría colocado el detector en el deposito.
-Modo de funcionamiento: Digital, indica con uno o zero lógico la
detección de agua. Analógico indica con un rango de valores de tensión la
ocupación del deposito contenedor de gas, esta opción deshabilita el
campo de porcentaje de activación ya que esto pierde el sentido en
funcionamiento anlógico.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
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A parte de estos indicados tenemos tuberías , tramos rectos, codos, desvios en T,
y depósitos de gas.
-Instalaciones de riego.
-Detector de humedad.
Este tipo de detector es muy importante, si se desea una instalación de riego automático, ya
que será el elemento que nos permitira tener una percepción de la realidad.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
5:00 PM5:00 PM
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Configuración de la señal: Indicamos el tipo; continua, aleatoria o
periodica, en caso de elegir la última, se ha de indicar el periodo y el
tiempo que debe estar activa.
- Aspersor
Este es el actuador que nos permitirá simular la acción del riego.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Inactivo o activo por defecto, el tipo de lógica de control que vamos
a utilizar, positiva o negativa.
5:00 PM5:00 PM
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intercambio, periodo: Si se configura el objeto como de intercambio, las
dos imágenes especificadas para el mismo se intercambiarán
continuamente mientras la entrada esté activa. Además, deberá indicarse
el periodo de intercambio, es decir, el tiempo que transcurre entre cada
intercambio de imagen, el cual será un valor real no negativo.
A parte de los objetos especificados en esta librería disponemos de otros objetos,
idénticos que los especificados en el apartado de instalaciones de agua.
-Instalaciones de fuego:
Con los objetos de esta librería podremos simular una instalación automática de
protección contra incendios
-Valvula de agua para control de incendios.
Esta válvula se colocan normalmente en el techo de la instalación esto
junto un detector de humos, nos permitirá realizar la instalación contra incendios.
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-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Caudal máximo: Unidad que representa la cantidad de litros por minutos
que suministra el dispositivo.
-Ancho de boca: Anchura de boca en pixels.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Detector de fuegos.
Este detector nos permitirá percibir los humos que se producirían en caso de incendio,
utilizaríamos esta señal para accionar las válvulas de agua situados en el techo.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
5:00 PM5:00 PM
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Configuración de la señal: Indicamos el tipo; continua, aleatoria o
periodica, en caso de elegir la última, se ha de indicar el periodo y el
tiempo que debe estar activa.
A parte de los componentes especificados disponemos de otros objetos en la
librería, tuberías de color rojo para diferenciarla del resto de instalaciones de agua.
-Instalación de protección contra intrusos.
Esta librería nos permite la simulación de una instalación de protección contra
intrusos.
-Interruptor de alarma.
Este interruptor nos permitirá la activación y desactivación según desee el usuario de la alarma
contra intrusos.
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-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Entrada: Si configuramos el pulsador en modo automático este se
pulsará automáticamente después de activarse la entrada especificada
una vez transcurrido el tiempo indicado como retardo. Además debe
indicarse si la activación del modo automático se llevará a cabo cuando se
produzca un flanco de subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
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-Sensor y detector perimétricos.
Funcionan como una fotocelula y un receptor infrarojo, si en algún momento este haz de luz
infrarojo es cortado y la alarma esta activada sabremos que hay presencia de un intruso, en la
librería tenemos otros detectores que tienen la misma función pero no usan infrarojo sino que se
activa por una variación volumetrica en le recinto que este situado el detector.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Porcentaje de Activación: Necesario para la simulación, indica al nivel
que estaría colocado el detector en el deposito.
-Modo de funcionamiento: Digital, indica con uno o zero lógico la
detección de agua. Analógico indica con un rango de valores de tensión la
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ocupación del deposito contenedor de gas, esta opción deshabilita el
campo de porcentaje de activación ya que esto pierde el sentido en
funcionamiento anlógico.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Extremo de detección: En este campo indicamos donde estara
orientado el detector.
-Intruso.
Este elemento nos permite esta simulación.
-Entradas: por las que recibe las señales del autómata según la cuales se
moverá en una dirección u otra. Debe ser una cadena de caracteres. Cada
una de estas entradas puede inutilizarse eliminando la marca que aparece
en el cuadro de chequeo situado a su izquierda.
-Desplazamiento: en pixels por unidad de tiempo. Valor entero
comprendido en el rango 0..32767.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Instalación de iluminación
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En esta librería encontraremos todo lo referente a objetos de iluminación, debido a
la similitud explicaremos el funcionamiento de la bombilla y omitiremos el fluorescente, la
farola y el foco.
-Relé.
Con este elemento podremos manipular objetos que funcionan con tensión
Alterna mediante los 24V de continua que nos proporcionan las salidas del
autómata.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Inactivo o activo por defecto, el tipo de lógica de control que vamos
a utilizar, positiva o negativa.
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-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intercambio, periodo: Si se configura el objeto como de intercambio, las
dos imágenes especificadas para el mismo se intercambiarán
continuamente mientras la entrada esté activa. Además, deberá indicarse
el periodo de intercambio, es decir, el tiempo que transcurre entre cada
intercambio de imagen, el cual será un valor real no negativo.
-Bombilla.
Elemento que nos permite la iluminación de un recinto
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Inactivo o activo por defecto, el tipo de lógica de control que vamos
a utilizar, positiva o negativa.
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-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intercambio, periodo: Si se configura el objeto como de intercambio, las
dos imágenes especificadas para el mismo se intercambiarán
continuamente mientras la entrada esté activa. Además, deberá indicarse
el periodo de intercambio, es decir, el tiempo que transcurre entre cada
intercambio de imagen, el cual será un valor real no negativo.
-Instalación de carga.
En esta librería encontramos una gran variedad de objetos domésticos habituales
que se conectan a la red, debido a que todos los objetos tienen el mismo panel de
configuración, solo se detallará uno, por lo tanto se omitirán objetos como la tostadora,
cafetera, lampara, vitroceramica.
-Lavadora.
Este es el objeto de carga que tomaremos como ejemplo.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
5:00 PM5:00 PM
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Inactivo o activo por defecto, el tipo de lógica de control que vamos
a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intercambio, periodo: Si se configura el objeto como de intercambio, las
dos imágenes especificadas para el mismo se intercambiarán
continuamente mientras la entrada esté activa. Además, deberá indicarse
el periodo de intercambio, es decir, el tiempo que transcurre entre cada
intercambio de imagen, el cual será un valor real no negativo.
-Detector de sobrecarga.
Se encarga de detectar sobretensiones o sobrecorrientes en la instalación
doméstica.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
5:00 PM5:00 PM
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Entrada: Si configuramos el pulsador en modo automático este se
pulsará automáticamente después de activarse la entrada especificada
una vez transcurrido el tiempo indicado como retardo. Además debe
indicarse si la activación del modo automático se llevará a cabo cuando se
produzca un flanco de subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Instalación de toldos y persianas.
Este tipo de instalación domótica tiene un control en el que influyen un gran
numero
de variables como són pulsadores, viento, luminosidad, el toldo o persiana no deja de ser
otro objeto de carga ya que nosotros actuamos sobre un motor que es el
encargado de estirar o recoger el toldo o la persiana.
-Anemómetro.
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Con este detector controlaremos la variable viento, es decir en caso de
mucho viento si el elemento a controlar es un toldo accionaremos la recogida.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Entrada: Si configuramos el pulsador en modo automático este se
pulsará automáticamente después de activarse la entrada especificada
una vez transcurrido el tiempo indicado como retardo. Además debe
indicarse si la activación del modo automático se llevará a cabo cuando se
produzca un flanco de subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
5:00 PM5:00 PM
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Detector de luminosidad.
Con este elemento controlaremos la variable luminosidad, osea estirar o
recoger toldos o persianas en función de la luminosidad, con el programa del PLC
daremos prioridad a una variable o a otra en función del deseo del cliente.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Entrada: Si configuramos el pulsador en modo automático este se
pulsará automáticamente después de activarse la entrada especificada
una vez transcurrido el tiempo indicado como retardo. Además debe
indicarse si la activación del modo automático se llevará a cabo cuando se
produzca un flanco de subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
5:00 PM5:00 PM
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Pulsadores para subir y bajar toldos o persianas
Con estos pulsadores controlaremos la ultima variable y la más
importante, el deseo del usuario, a estos controles se les otorgará la máxima
prioridad.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Salida: Asignamos el nombre de la salida con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
5:00 PM5:00 PM
-Entrada: Si configuramos el pulsador en modo automático este se
pulsará automáticamente después de activarse la entrada especificada
una vez transcurrido el tiempo indicado como retardo. Además debe
indicarse si la activación del modo automático se llevará a cabo cuando se
produzca un flanco de subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
-Tipo: Cerrado o abierto por defecto, el tipo de lógica de control que
vamos a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Activación automático: esta se pulsará automáticamente después de
activarse la entrada especificada una vez transcurrido el tiempo indicado
como retardo. La tecla permanecerá activa hasta que se levante
manualmente mediante el botón izquierdo del ratón o transcurra el tiempo
indicado en Tiempo Activo. Además debe indicarse si la activación del
modo automático se llevará a cabo cuando se produzca un flanco de
subida o de bajada en la señal de entrada asociada.
El control de estos elementos es complicado ya que si esta en modo de
funcionamiento automático, solo tenemos conocimiento de dos posiciones , una
totalmente recogido y otra totalmente estirado, estas posiciones se conocen
gracias a dos finales de carreras uno en la posición inferior de la ventana y otro en
la posición superior. La dificultad consiste en el control de las posiciones
intermedias, para dicho control se necesitaría un encoder o una programación
mediante timers.
-Elementos comunes.
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-Sirenas
Este elemento común en muchas de las instalaciones mencionadas anteriormente, se puede
utilizar como alarma en caso de detectar algún intruso, pero también seria necesario como aviso
en caso de incendio, inundación o escape de gas.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intervalo entre avisos: Definir el tiempo entre intervalos que la bocina
esta activa.
-Flash
5:00 PM5:00 PM
Lo mismo que el elemento anterior, se puede utilizar como aviso en caso
intruso, inundación, incendio o escape de gas, para alertar a la gente del exterior
de la existencia de un problema.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Tipo: Inactivo o activo por defecto, el tipo de lógica de control que vamos
a utilizar, positiva o negativa.
-Diseño personalizado: Este campo permite editar el mapa de bits, osea
el dibujo que va a representar el objeto.
-Intercambio, periodo: Si se configura el objeto como de intercambio, las
dos imágenes especificadas para el mismo se intercambiarán
continuamente mientras la entrada esté activa. Además, deberá indicarse
el periodo de intercambio, es decir, el tiempo que transcurre entre cada
intercambio de imagen, el cual será un valor real no negativo.
5:00 PM5:00 PM
-Potenciometro
Representa un objeto que permite generar una señal analógica.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Display
Este elemento es el más simple de una amplia gama que permiten la
monitorización del proceso, los componentes que permiten una monitorización del
proceso están explicados anteriormente.
5:00 PM5:00 PM
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
-Numero de dígitos y valor inicial: numero de digitos que necesitaremos
para mostrar el dato deseado y valor que tomarán estos al principio de la
simulación
-Entrada de datos.
Es una variante del potenciometro, se utiliza para la introducción de un dato en el autómata.
Con este elemento se obtiene más precisión que con el potenciometro.
-Identificación: Introducimos el simbólico que nos permitirá reconocer con
5:00 PM5:00 PM
facilidad el objeto. Muy útil en las simulaciones en las que se utilizen varios
objetos iguales.
-Entrada: Asignamos el nombre de la entrada con la cual realizaremos el
control del dispositivo con el autómata, (mas información en el apartado
explicativo del modulo de simulación).
SIMULACIÓN
Es el elemento final de este paquete de software, donde se poda probar el funcionamiento
delconjunto. Este software esta pensado para funcionar con la CPU de Siemens S7-200. En el
apartado de configuración del controlador tendremos que configurar las entradas y salidas que
utilizaremos con el automata, y el tipo de comunicación que utilizaremos. Para poder ejecutar dicha
aplicación es necesaria una mochila (componente de hardware necesario para establecer la
comunicación con el PLC) que entrega la casa Genia con su software.
CONCLUSIONES
- Con la realización de este informe se sacan unas conclusiones básicas, estas
conclusiones son que a la Domótica aun le queda camino por recorrer hasta llegar a ser una
aplicación de la tecnología “necesaria o imprescindible”, así como ahora la televisión,
electrodomésticos, etc... lo son, la Domótica aun esta en una fase inicial; esto es debido (según lo
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que hemos observado) a que se está orientando en forma de grupos por empresa, es decir, que
una buena instalación (hoy por hoy) se ha de basar en un sistema ofertado por una cierta empresa
en concreto ( ejemplos como Domolon, Biodom,etc...) lo que hace de la Domótica algo estanco
sólo destinado a grupos “cerrados”.
- Cabe destacar los grandes intentos por conseguir protocolos de comunicación lo más
estándar posible (X-10 lleva desde 1976), cosa que se consigue a medias, ya que si optas por un
protocolo determinado has de optar por una serie de productos determinados (de fabricantes
determinados y de percios no muy competitivos) lo cual hace que la instalación no sea más que
una instalación como las actuales pero con un cierto grado de “inteligencia”; si se opta por
sistemas ya determinados (como Domolon...) entras en una dinámica de sólo poder aceptar lo que
te instalan sin opción a elegir (aunque estos sistemas sean apropiados en el momento de la
instalación luego pueden quedar altamentemente obsoletos).
- Otro factor importante es el echo de que en nuestro país no existen apenas fabricantes o
empresas que se dediquen a este tipo de instalaciones lo cual puede producir cierto malestar si
has de dejar que una empresa de fuera realice la instalación de tu casa ya que en caso de
problemas se puede “sufrir” bastante (a menos que la instalación te la haga Siemens con el
correspondiente cargo económico que eso conllevaría).
- Confiamos plenamente en la Domótica como un medio muy interesante a la hora de
tratar a personas minusválidas o descapacitadas (así como su aplicación a hospitales) ya que en
ese sentido sí merece la pena el gasto económico debido a las grandes aportaciones que se
pueden llevar a cabo con esta tecnología (aunque en este ámbito de aplicación los costes se
disparan mucho, no a nivel de control e instalación pero si a nivel de materiales, ya que una cama
acondicionada puede tener un precio considerable (por poner un ejemplo) ).
- Con lo citado anteriormente cabe decir que la realización del informe ha sido una árdua
tarea ya que debido a la “exclusividad” de las empresas, obtener información específica de cómo
funcionan los dispositivos o de cómo realizar una instalación es difícil (por no decir casi imposible)
ya que no facilitan “sus” datos; proporcionan catálogos y explicaciones pero a nivel superficial
(vendiendo lo bonito de sus productos) cosa que hace de esta temática algo difícil de tratar.
Creemos que este tipo de tecnología se asimila con la práctica y con la experiencia (o con cursos
llevados por gente que la tenga) ya que hasta que no se ven problemas reales se hace muy difícil
entender lo que se está intentando llevar a cabo.
- Por último comentar el echo de hacer una asignatura sobre este tipo de instalaciones;
creemos que sí se puede llevar a cabo la realización de una asignatura de este tipo y que no sería
difícil de asimilar con los conocimientos adquiridos durante la Ingeniería Técnica, pero sería una
asignatura que deberí ser llevada por alguien que se dedicase profesionalmente por el hecho de
5:00 PM5:00 PM
que no es una temática teórica (lo es a nivel de programar, comunicar,etc... que son cosas que se
pueden aprender) sinó práctica ya que cada instalación es un mundo y cómo llevarla a cabo
también. La posible solución que sería realizar simulaciones tampoco la vemos productiva ya que
se remonta al hecho de dibujar bien tu instalación y programar los elementos de forma muy relativa
ya que en una instalación real si tienes que taladrar una pared, realizar conexiones, empalmes,
planificarse, etc... no lo aprendes en una aula o en un simulador.
BIBLIOGRAFÍA
- La información ha sido extraída básicamente de internet, debido a su ya extensa
implantación no hemos tenido necesidad de consultar ningún tipo de bibliografía en formato papel
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(también cabe destacar el hecho de que no es un informe que pretenda aunar unos conocimientos
extensos sobre la Domótica sinó de dar una primera idea principal sobre el tema).
- Las web más consultadas han sido las siguientes ( no se encuentran todas las
direcciones consultadas debido a que sería demasiado extenso, en estas que se mencionan se
encontraron los patrones básicos sobre los que ir buscando la información y la forma de ofrecerlos
a la hora le realizar el informe):
www.domotica.net (Págia principal sobre la que se partió)
http://www.casadomo.com (Otra buena página sobre la que iniciarse en la
Domótica)
http://olmo.pntic.mec.es/~jmarti50/enlaces/domotica.html (Muy buena
página con enlaces de todo tipo sobre el mundo de la automática en general)
http://www.superinventos.com/domotica.htm (Páa dedicada a los
componentes de tecnología X-10)
http://www.domoval.com/document.htm (Ejemplo de sistema Cardio, y
ejemplo de Crestron)
http://www.nova.es/~mromero/domotica/domotica.htm (Página que
ofrece una instalación completa para una vivienda unifamiliar, que nos sirvió de
punto de apoyo a la hora de hacer un seguimiento para crear el informe
presentado)