iniciación a la domótica

AL FINALIZAR ESTA UNIDAD...

• Sabrás qué es y para qué sirve la domótica.

• Conocerás los elementos más significativos de este tipo de instalaciones.

• Conexionarás sensores y actuadores a las entradas-salidas de un nodo simulado.

• Conocerás algunos de los sistemas domóticos que existen actualmente en el mercado.

SUMARIO

1. ¿Qué es la domótica?2. Aplicaciones de la domótica3. Elementos característicos de un

instalación domótica4. Concepto de entrada-salida5. Sistemas y formas de automatizar

una instalación eléctrica

PRÁCTICA RESUELTA:

Simulación del montaje de unnodo domótico

FICHA DE TRABAJO:

Simulación de dos nodos domóticos mediante bus

1 · Iniciación a la domótica

1 · Iniciación a la domótica

DOMOTICA_01.qxd 26/6/09 19:47 Página 4

1. ¿Qué es la domótica?

La domótica es una técnica que permite la automatización de lasinstalaciones eléctricas de viviendas y edificios.

Desde hace muchos años se han utilizado sistemas que permitenautomatizar determinados circuitos de las viviendas, como el en-cendido programado de dispositivos, activación de luminariasante presencia de personas, regulación de luminosidad, detecciónde magnitudes físicas (luminosidad, gases…), etc. Sin embargo, enla actualidad se han acentuado esas necesidades de automatiza-ción, haciéndose necesario una mayor integración con todos loscircuitos e instalaciones de la vivienda.

2. Aplicaciones de la domótica

La domótica se utiliza en las siguientes aplicaciones y sus funcio-nes se enumeran aquí:

Una instalación domótica puede integrar todas estas aplicacioneso solamente algunas de ellas.

Iniciación a la domótica 5

Y

Se denomina inmótica a latécnica de automatización en

edificios.

D

a Figura 1.1. Esquema general de una vivienda domótica.

IluminaciónIluminación

Control de riegoCalefacción y climatización

Datos

Internet

Electrodomésticos

Controlremoto

PersianasComunica-ciones

Detección

1 2 3

4 5 6

7 8 9

0

RPRM1

1..............

2..............

3..............

4..............

5..............

6..............

7..............

8..............

9..............

Automatismos

Comunicaciones

Seguridad

Gestión de energía

Confort

Seguridad y alarmas:- Alarmas antiintrusión y robo.- Simulación de presencia.- Alarmas técnicas: detección de gases, humos, inundación,etc.

Control y gestión de energía:- Ahorro energético mediante la gestión optimizada de cargas

eléctricas.

Áreas de comunicación:- Intercomunicadores.- Integración de Internet en el control eléctrico de la vivienda.- Distribución multimedia.

Sistemas de confortabilidad:

- Regulación de luminosidad.- Control remoto de luminarias y dispositivos.- Gestión de persianas y toldos.- Sistema de riego automatizado.


3. Elementos característicosde una instalación domótica

De forma genérica, se puede decir que una instalación domóticaestá formada por los siguientes elementos:

3.1. Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de enviar señales al sistema domótico.

Éstos son algunos tipos de sensores:

Éstos son ejemplos de algunos tipos de señales que pueden proce-sar los sensores:

• La actuación sobre un interruptor.

• La detección de humos o gases.

• Detección de presencia de personas u objetos.

• Medida de la velocidad del viento.

• Sobrepaso de una temperatura.

6 Unidad 1 Y

Sensor de viento Sensor de lluvia

a Figura 1.2. Diferentes tipos de sensores.

Interruptor Detector de presencia Termostato

a Figura 1.3. Envío de señales de los sensores al sistema domótico.

Nodo

Sensores


3.2. Actuadores

Un actuador es un dispositivo que recibe señales del sistema domótico.

Cualquier elemento que se active eléctricamente puede ser un actuador.

Algunos de los más característicos utilizados en domótica son lossiguientes:

Éstos son algunos ejemplos de aplicación de los actuadores:

• Encendido de luminarias.

• Regulación de luminosidad.

• Control de motores de toldos y persianas.

• Apertura y cierre de circuitos de agua o gases.

• Activación de sirenas.

3.3. Nodo

Es el dispositivo que recibe, procesa y envía las señales domóti-cas procedentes de los sensores hacia los actuadores.


Y

Lámpara Sirena Electroválvula Motor de toldo Motor de persiana

a Figura 1.4. Diferentes tipos de actuadores.

a Figura 1.5. Recepción de señales en los actuadores desde el sistema domótico.

Nodo

Actuadores


Un sistema domótico puede disponer de uno o más nodos inter-conectados entre sí, de los cuales «cuelgan» sus respectivos sensores y actuadores.

Cuando el nodo es único y todos los sensores y actuadores de lainstalación están conectados a él, se dice que es un sistema cen-tralizado.

Sin embargo, cuando existen varios nodos interconectados entresí a través de un bus de datos común, se dice que es un sistemadistribuido o descentralizado.

4. Concepto de entrada-salida

Los nodos domóticos disponen de una serie de bornes (tornillosde conexión) que permiten conectar, mediante cables, los diferen-tes tipos de sensores y actuadores.

Los bornes en los que se conectan los sensores se denominan entradas y los de los actuadores, salidas.

Existen nodos de sólo entradas, sólo salidas o de ambas a la vez.

8 Unidad 1 Y

a Figura 1.6. Ejemplo de conexión entre nodos domóticos de forma distribuida.

Nodo 3

Actuadores

Sensores

Nodo 1

Sensores

Nodo 2

Actuadores

a Figura 1.7. Conexión de sensores a las entradas.

Nodo

Sensores

Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Entrada 4

Cableado de entradas

a Figura 1.8. Conexión de actuadores a las salidas.

Nodo

Actuadores

Salida 1 Salida 2 Salida 3 Salida 4

Cableado de las salidas

En próximas unidades tendrásla posibilidad de conocer diferen-

tes formas de conectar sensores yactuadores a las entradas y salidasde los nodos.

D


5. Sistemas y formasde automatizaruna instalación eléctrica

Una instalación eléctrica puede convertirse en automática mediante:

• Pequeños automatismos aislados en determinadas partes de lainstalación.Se vienen realizando desde hace tiempo para automatizar deter-minados circuitos de la vivienda o de los edificios. Como porejemplo: riego automático, encendido del alumbrado de escalera,encendido y apagado de dispositivos de forma programada, etc.Esto sistemas no son en sí mismos domóticos, pero es necesarioconocer su funcionamiento y conexionado para la instalaciónde sistemas más complejos.

• Sistemas basados en relés o autómatas programables (PLC).El Autómata Programable (PLC) es un dispositivo electrónicoque permite procesar las señales de los sensores y, en funciónde un programa, activar los actuadores.Es un sistema centralizado.

• Sistemas de corrientes portadoras.Los sistemas de corrientes portadoras utilizan el cableado de lavivienda para la transmisión de señales domóticas. Es fácil de implementar en instalaciones convencionales sin ne-cesidad de realizar obra.Es un sistema descentralizado.El más popular es el denominado X10.


Y

a Figura 1.11. Sistema basado en un autómata o relé programable.

Red de 230 V ~

Iluminación Persianas

Sensores

Actuadores

Autómata o relé programable

Control de electrodomésticos

2

5

3

6

Salidas

Entradas

a Figura 1.9. Autómata programable(imagen cortesía de Omron).

a Figura 1.10. Relé programable(imagen cortesía de Siemens).


• Sistemas de bus.Un bus de comunicación de dos o más hilos es el encargado decomunicar todos los nodos domóticos de la instalación. Por élse transmiten las señales de los sensores y actuadores, funcio-nando según el programa de usuario. Es un sistema descentralizado.Dos de los sistemas de bus más conocidos son: KNX y Lon-works.

• Sistemas propietarios de fabricantes.Son sistema diseñados por los fabricantes para dar soluciones concretas asituaciones de automatización en viviendas y edificios.Tienen el inconveniente de no ser compatibles con los de otrosfabricantes.Los hay centralizados y descentralizados.

10 Unidad 1 Y

a Figura 1.12. Esquema general de un sistema de corrientes portadoras.

Red de 230 V ~


Pulsadores e interruptores

Detección de presencia

Control remoto

Control detemperatura

Control de tomas de corriente

2

5

3

6


a Figura 1.14. Esquema general de un sistema de bus.

Red de 230 V ~

Bus Domótico


Pulsadores e interruptores

Control remoto


Detector de presencia

Termostato

2

5

3

6

a Figura 1.13. Componentes del sis-tema de bus KNX (imagen cortesía deSiemens).



Y

PRÁCTICA RESUELTAHERRAMIENTAS

• Herramientas básicas delelectricista

• Serrucho o segueta demarquetería

• Lapicero y rotuladores

• Flexómetro, escuadra y cartabón

• Taladro eléctrico

• Broca para madera de 7 mm

MATERIAL

• Un panel de madera de,aproximadamente, 100 x 80 cm

• Un panel de contrachapado oaglomerado de 10 mm de grosor

• 3 tiras de regletas de 10 mm2

por panel de simulación

• 5 portalámparas y 5 lámparas de230 V

• 5 interruptores de superficie

• 1 clavija schuko

• 1 m de manguera de 2 x 1 mm2

• 1 brida

• Cable de 1,5mm2

• Tirafondos y arandelas

Simulación del montaje de un nodo domótico

OBJETIVO

Construir, montar, conexionar y simular lo que presumiblemente podría serun nodo domótico.

PRECAUCIONES

• Utiliza guantes y gafas protectoras para las tareas de corte de la madera.

• Sigue las indicaciones de tu profesor para realizar las operaciones de corte.

• Antes de conectar el panel a la red eléctrica, asegúrate de que todos losconductores y aparatos que intervienen en el circuito están conectadoscorrectamente.

• No manipules las conexiones sin desconectar previamente el panel de la red.

DESARROLLO

1ª fase: construcción del simulador.

1. Utilizando el panel de contrachapado, corta tres rectángulos de apro-ximadamente 10 x 20 cm.

2. Utilizando un taladro y la broca de 7 mm, realiza tres orificios en cadapanel como se muestra en la figura 1.15.

3. En los bordes más largos de cada uno de los paneles, fija con tirafon-dos las regletas como se muestra en la figura 1.16.

4. Utilizando un lapicero o un rotulador, etiqueta sobre el panel los identificadores de cada uno de los bor-nes de las regleteas. Estos bornes simularán las entradas y salidas del nodo, además de la alimentacióny la salida del bus domótico.

2ª fase: conexión de actuadores, sensores y cable de alimentación.

5. Utilizando tres tirafondos, fija el panel que simula un nodo domótico sobre el tablero de pruebas.

6. Construye un alargador con la manguera y la clavija schuko. Los dos cables del interior deben quedarfuera del aislante unos 2 cm de los extremos.

a Figura 1.15. Dimensiones del simulador.

Aprox. 20 cm

Apr

ox. 1

0 cm

Panel de contrachapado

a Figura 1.16. Conexión y etiquetado de los bornes del simu-lador.

230

Vca

BU

S

Sal

ida

2

Sal

ida

1

Sal

ida

3

Sal

ida

4

Sal

ida

5

Sal

ida

6

Ent

rada

1

Ent

rada

2

Ent

rada

3

Ent

rada

4

Ent

rada

5

Ent

rada

6

NODO


12 Unidad 1 Y

PRÁCTICA RESUELTA (Cont.)

7. Conecta dichos cables en la regleta etiquetada como 230 V.

8. Fija la manguera con una brida sobre el panel para evitar que se desconecte de forma involuntaria de laregleta.

9. Conecta los 5 portalámparas a 5 de los bornes de las salidas y fíjalos con tirafondos al panel de pruebas.

10. Haz lo mismo con los cinco interruptores en los bornes de entradas.

3ª fase: «programación» del simulador del nodo domótico.

11. Con el alargador de red desconectado, realiza el cableado del interior del simulador del nodo domóti-co tal y como aparece en la figura 1.18.

12. Conecta el alargador a una base de corriente, acciona los cinco primeros interruptores y comprueba elfuncionamiento de las lámparas según el estado de estos interruptores.

13. Con el cable de red desconectado, recablea el interior del simulador del nodo domótico como se mues-tra en la figura 1.19.

14. Conecta la clavija schuko a la toma de corriente y comprueba el funcionamiento del nuevo circuito.

Es importante que entiendas que la finalidad de esta actividad es simular la conexión y funcionamiento deun nodo domótico. En un sistema real, los «programas 1 y 2» se harían a través de un circuito electrónicoprogramado a través de un ordenador y no mediante cables como has visto aquí.

Con esta práctica se pretende demostrar que los sistemas domóticos son muy flexibles y versátiles, ya que,ante muy pocos cambios en el «programa», se puede hacer que la instalación funcione de una forma com-pletamente diferente.

a Figura 1.17. Conexión de los sensores y actuadores al simulador del nodo domótico.

230

V c

aB

US

Sal

ida

2

Sal

ida

1

Sal

ida

3

Sal

ida

4

Sal

ida

5

Sal

ida

6

Ent

rada

1

Ent

rada

2

Ent

rada

3

Ent

rada

4

Ent

rada

5

Ent

rada

6

NODO

230 Vca

a Figura 1.18. Programa 1.

230

V c

aB

US

Sal

ida

2

Sal

ida

1

Sal

ida

3

Sal

ida

4

Sal

ida

5

Sal

ida

6

Ent

rada

1

Ent

rada

2

Ent

rada

3

Ent

rada

4

Ent

rada

5

Ent

rada

6

NODO

a Figura 1.19. Programa 2.

230

V c

aB

US

Sal

ida

2

Sal

ida

1

Sal

ida

3

Sal

ida

4

Sal

ida

5

Sal

ida

6

Ent

rada

1

Ent

rada

2

Ent

rada

3

Ent

rada

4

Ent

rada

5

Ent

rada

6

NODO



HERRAMIENTAS

• Herramientas básicas delelectricista

MATERIAL

• Un panel de pruebas

• Dos simuladores domóticosconstruidos en la Prácticaresuelta de esta unidad

• 10 portalámparas y 10 lámparasde 230 V

• 6 interruptores de superficie

• 1 clavija schuko

• 1 m de manguera de 2 x 1 mm2

• Cable de 1,5 mm2

• Tirafondos y arandelas

Y

FICHA DE TRABAJO

Simulación de una comunicaciónde dos nodos domóticosmediante bus

OBJETIVO

Construir, montar, conexionar y simular lo que presumiblemente podría seruna comunicación de dos nodos domóticos mediante bus.

PRECAUCIONES

• Antes de conectar el panel a la red eléctrica, asegúrate de que todos losconductores y aparatos que intervienen en el circuito están conectadoscorrectamente.

• No manipules las conexiones sin desconectar previamente el panel dela red.

DESARROLLO

1. Fija con tirafondos el panel del segundo nodo domótico sobre el tablero de pruebas.

2. Realiza las conexiones internas de los dos nodos como se muestra en la figura 1.20.

3. Conecta dos cables entre las regletas de alimentación de ambos paneles.

4. Conecta dos cables entre las regletas destinadas al bus.

5. Conecta los portalámparas a las salidas y los interruptores a las entradas y fíjalos sobre el panel de pruebas.

6. Conecta la clavija schuko a la red de alimentación y prueba el funcionamiento del circuito.

a Figura 1.20. Conexión de los dos simuladores de nodos domóticos.

230

Vca

BUS

Salid

a 2

Salid

a 1

Salid

a 3

Salid

a 4

Salid

a 5

Salid

a 6

Entr

ada

1

Entr

ada

2

Entr

ada

3

Entr

ada

4

Entr

ada

5

Entr

ada

6

NODO

230 Vca

230

Vca

BUS

Salid

a 2

Salid

a 1

Salid

a 3

Salid

a 4

Salid

a 5

Salid

a 6

Entr

ada

1

Entr

ada

2

Entr

ada

3

Entr

ada

4

Entr

ada

5

Entr

ada

6

NODO


iniciación a la domótica

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