La Domótica – Índice de contenidos
1. Introducción ... 3 1.1 Historia del hombre y sus orígenes
1.2 Evolución de la domótica en España 1.3 Nuestros días
2. ¿Qué es la domótica? ... 8 2.1 Beneficios
2.2 Aplicaciones
2.3 Características de los sistemas domóticos 2.3.1 Sistema técnico
2.3.2 Usuarios del edificio 2.3.3 Diseño arquitectónico
3. Sistemas de control ... 19 3.1 Evolución de los sistemas de control
4. Servicios y funciones ... 21 4.1Gestión de la energía
4.1.1 Racionalización de cargas eléctricas 4.1.2 Gestión de tarifas
4.1.3 Tele-lectura del contador de luz 4.2 Seguridad
4.2.1 Sistema de monitorización personal (video-vigilancia) 4.3 Confort (automatismos)
4.4 Comunicaciones
5.Tipos de sistemas domóticos ... 29 5.1 X-10 5.1.1 ¿Cómo funciona? 5.1.2 Tipos de dispositivos X-10 5.1.3 Oferta de dispositivos X-10 5.2 HAL2000 5.2.1 ¿Cómo funciona? 5.2.2 Ampliando HAL2000 5.2.3 Hablar con HAL2000 5.3 DOMOLON
5.3.1 Protocolo de comunicaciones 5.3.2 La preinstalación domótica 5.3.3 Nodos
5.3.4 Unidad de alimentación 5.4 European Installation Bus (EIB)
6. Dispositivos ………..…. 44
7. Sistemas cableados o inalámbricos ... 47
8. Medios de transmisión ... 48
9.Aspectos exigibles a un sistema domótico ... 51
9.1 Interacción entre unidades 9.2 Capacidad de ampliación 9.3 Sencillez de instalación 9.4 Ubicación flexible de los dispositivos 9.5 Fiabilidad y seguridad 9.6 Posibilidad de establecer prioridades de ejecución 10. Situación de la domótica en el mundo ... 55
10.1 Estados Unidos 10.2 Japón 10.3 Europa 11. Impacto en la sociedad (valoración personal) ... 57
11.1 Impactos personales 11.2 Impactos sociales 11.3 Impactos económicos 11.4 Impactos medio-ambientales 12. Previsión de futuro ... 61 13. Bibliografía ... 62 14. Impresiones ... 63
La Domótica
1. Introducción
La domótica (del latín domus (hogar) es el conjunto de sistemas automatizados de una vivienda que aportan servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación. Se centra en los servicios de bienestar, seguridad y comunicaciones que pueden facilitarse en la vivienda a sus habitantes.
1.1 Historia del hombre y sus orígenes
Desde la era de la prehistoria. Cuando los hombres vivían en cuevas, se ha buscado una constante mejora del medio en el que establecerse, y más concretamente en su hogar. El descubrimiento del fuego en aquellos tiempos remotos supuso un adelanto diferencial en cuanto a seguridad y confort, ya que las llamas ofrecían por un lado protección frente los enemigos ajenos y a la vez luz y calor.
Posteriores a las cuevas fueron las cabañas (situémonos en el periodo neolítico) y poco a poco la vivienda se fue transformando con la aplicación de nuevas técnicas y materiales, con diferencia según la zona geográfica. Más tarde en la Mesopotamia se inicia la construcción de lo que podríamos denominar “primeras casas” con piezas de barro, que más adelante también usarían los egipcios con edificaciones que iban de lo
más modesto a verdaderas mansiones, con jardines, patios interiores, fuentes, dependencias, etc.
En el siglo V a.C. algunas habitaciones de la casa griega (oikós) empezaban a tener una función muy específica como es el thalamós, lugar más íntimo en donde se guardaban los bienes más preciados. Estas casas servirían en un futuro de modelo para la civilización romana, que incorporaron una diferenciación aún más clara de las distintas salas; había el tablinum (recibidor), el triclinio (comedor) y los cubiculum (dormitorios), todo alrededor de un patio central denominado atrium. Algunas de las aportaciones de los romanos a la arquitectura doméstica fueron la introducción del agua corriente, que llegaba a las fuentes de las casas mediante los acueductos y las cañerías de plomo, junto con la invención de un ingenioso sistema de calefacción consistente en un sistema de cañerías subterráneas mediante las cuales circulaba agua que previamente sé había hecho calentar mediante con fuego y leña.
Las casas europeas de la Edad Media no representaron un adelanto relevante en cuanto a confort y seguridad a causa de la pobreza de la época, si bien los nobles vivían rodeados de comodidades en los castillos.
Ahora hagamos un salto cronológico hasta 1850, fecha de la 2ª Revolución Industrial. La evolución de las viviendas, que hasta entonces sé había ido desarrollando de forma discreta, se dispara con la aparición de la electricidad, el agua corriente, el gas, el correo, el teléfono y los electrodomésticos. Todas estas apariciones de la ciencia y la tecnología se fueron asimilando paulatinamente. Con inventos como el teléfono, la radio y más tarde la televisión, que favorecerá que la opinión pública se genere en el ambiente doméstico y no en el exterior como sucedía hasta entonces (por ejemplo en el caso romano la opinión se intercambiaba en el forum); en casa actúan los políticos, juegan los deportistas, cantan los artistas, debaten los intelectuales y combaten los militares. De esta forma el terreno doméstico ya esta preparado para los inicios de la automatización, que será la tecnología antecesora de la edificación inteligente.
La automatización, símbolo del progreso durante las ocho primeras décadas del siglo XX, iba extendiéndose a todo aquello susceptible de ser automatizado en un edificio. En los años setenta, un edificio moderno debía estar dotado como mínimo de escaleras, puertas, ascensores, climatización, sistema de detección de incendios y de intrusos; todo automático.
El hecho que permitiría encaminar la tecnología hacia los edificios inteligentes fue, sin lugar a dudas, la aparición del microprocesador y en definitiva de los ordenadores personales. No obstante, el concepto de edificio inteligente todavía quedaba lejos y el paso más importante para alcanzarlo vino de la mano del control climático: el ahorro y el confort eran y son factores prioritarios para un arquitecto, de modo que ingenieros e informáticos acercaron sus relaciones como nunca y empezaron a diseñar para posteriormente instalar sistemas de climatización controlados mediante la electrónica microprocesada, por autómatas y finalmente por ordenadores personales.
Entrando en los noventa, el desarrollo paralelo de tres grandes ramas de la tecnología (telecomunicaciones, electrónica e informática) hace que los edificios convencionales añadan múltiples mejoras y a su vez los hogares inteligentes empiecen a ser una realidad más palpable, aunque eso sí más cerca de un interés promocional que real (nos encontramos en un estado embrionario y aún no podemos hablar de casas
inteligentes). Cualquier edificio dotado de sistemas inteligentes de climatización de accesos, de iluminación, etc. era considerado inteligente cuando en realidad las palabras más adecuadas habrían sido edificio domótico.
1.2 Evolución de la domótica en España
Los orígenes de la domótica a España se pueden situar alrededor del año 1990, fecha en la que se empiezan a llevar a cabo las primeras iniciativas e investigaciones principalmente por el Institut Cerdà. Al principio, el mercado se caracterizaba por un gran desconocimiento de la domótica tanto en el ámbito tecnológico como de posibilidades y aplicaciones por lo que el interés que suscitaba este adelanto tecnológico era muy limitado y su investigación mínima.
Los primeros sistemas estaban poco integrados y las áreas de gestión que se cubrían eran, a duras penas, el aspecto de la confortabilidad y la seguridad, aunque también cabe destacar que había otras aplicaciones más aisladas tales como la gestión de las comunicaciones y la energía.
A continuación una clasificación de las características de aquel mercado al que se enfrentaban los sistemas domóticos españoles:
• Generalmente, los productos estaban fabricados atendiéndose a las normativas europeas y destinados a mercados extranjeros más desarrollados.
• Había ciertas dificultades a la hora de diseñar e instalar dispositivos, al carecer de suficiente personal cualificado.
• El coste de las instalaciones era muy elevado y estas resultaban poco productivas.
• No había entidades públicas o privadas especializadas en instalaciones de este tipo ni interés por abrir un mercado.
• Había desconfianza y reticencia por parte de los usuarios al encontrarse delante de algo que podía poner en riesgo la seguridad de los edificios o viviendas (o incluso los mismos usuarios) debido a una excesiva automatización.
A pesar de que actualmente la situación se diferencia notablemente respecto otros países, no hay lugar a dudas de que en los próximos diez años las instalaciones automatizadas serán un valor añadido de las construcciones, ya que el mercado actual se caracteriza por los siguientes aspectos:
• Creación de nuevas empresas dedicadas a la fabricación e instalación de sistemas automatizados.
• Avances en la normalización y homologación de determinados productos así como el rechazo a otros que no cumplen la normativa tecnológica española y/o europea.
• Desarrollo de nuevos sistemas por parte de las empresas del sector electrónico.
• Creación de organismos de investigación y desarrollo (I+D). (*)
• La apuesta por el progreso y la innovación mediante sistemas domóticos y la financiación por parte de las instituciones públicas junto con la Comunidad Económica Europea de proyectos I+D.
(*) El progreso de la domótica española no habría podido llevarse a cabo sin los organismos e instituciones dedicadas a su óptimo desarrollo que, asumiendo un riesgo económico considerable han apostado por esta nueva tecnología. Las principales entidades comprometidas en este aspecto son las siguientes:
• CEDOM (Comité Español para la Gestión Técnica de Edificios y
Viviendas).
• AFME (Asociación de Fabricantes de Materiales Eléctricos).
• EIBA (Asociación del Bus de Instalaciones Europeas).
• Institut Cerdà.
• Ministerio de Fomento.
• IDEA (Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía).
• El Mundo de la Domótica (revista de sistemas de control y gestión
técnica de edificios).
El mercado español cuenta con más de 25 sistemas (casas equipadas con componentes automatizados) domóticos y un gran número de productos con prestaciones cada vez más atractivas y asequibles para los usuarios no familiarizados con el sector. Por otro lado, dichos sistemas se están implantantando en el 60% de hogares de nueva construcción y en el 40% de hogares ya existentes, la cual cosa implica una paulatina normalización (aún estando en estado embrionario) de los dispositivos automatizados a nuestras casas.
1.3 Nuestros días
Hasta la actualidad el usuario de una instalación eléctrica convencional se conformaba sencillamente con iluminarse, calentarse y disponer de acceso al tendido eléctrico para conectar los electrodomésticos y demás componentes eléctricos.
Los requisitos de una instalación se limitaban a proteger las líneas y las personas contra los riesgos eléctricos.
Posteriormente, a las funciones tradicionales se han añadido nuevas funciones y productos que gestionan la energía y el confort como aparatos que permiten aplicaciones especificas como programar la calefacción, regular la temperatura ambiental, gestionar el consumo de energía, etc.
La incorporación de estas instalaciones singulares ha supuesto mayor complejidad, aumentando el cableado interno de la vivienda y provocando que una ampliación y/o modificación de dicha instalación se traduzca en largas y costosas intervenciones por parte del instalador.
2. ¿Qué es la domótica?
Entendemos como tal la incorporación al equipamiento de nuestras viviendas y edificios una práctica, intuitiva e innovadora tecnología que permita gestionar de forma energéticamente eficiente, segura y confortable para el usuario, los distintos aparatos e instalaciones domésticas tradicionales que conforman una vivienda ( la calefacción, la lavadora, la iluminación...).
El usuario nota que tiene el control, y ese control lo ejerce mediante el sistema para ahorrar o derrochar (yo controlo, yo decido). Podemos hacer que una luz se encienda al abrir la puerta, o que se cierren automáticamente el gas y el agua, se bajen las persianas y se apague la calefacción cuando activamos la alarma al salir de casa, pero todo ello porque yo quiero, no porque el sistema quiera (el usuario establece de forma intuitiva, centralizada y eficiente como quiere que su hogar se automatice).
El usuario establece a forma sencilla las pautas a seguir por la vivienda. Para que un sistema pueda ser considerado inteligente ha de incorporar elementos o sistemas basados en las Nuevas Tecnologías de la Información. Generalmente, un sistema domótico dispondrá de una red de comunicación y diálogo que permite la interconexión de una serie de equipos a fin de obtener información sobre el entorno doméstico y, basándose en dicha red, hará de la vivienda un entorno más funcional, inmediato y a medida de cada usuario.
En la actualidad la propia evolución, la convergencia en prestaciones y campos de aplicación de las tecnologías disponibles, junto con este estado todavía muy inexplorado y otras razones de carácter semántico hacen que se prefiera la denominación Gestión
Técnica de Edificios y Viviendas en detrimento del término domótica.
Podemos considerar la domótica como la utilización simultanea de electricidad, electrónica e informática en la gestión técnica de las viviendas o bien decir sencillamente que es el lenguaje mediante el cual el usuario y la vivienda se comunican. Entendemos por gestión técnica la modificación, ya sea local o remota, de los parámetros de los servicios y funciones implementados en la instalación.
Modelo conceptual de la integración de sistemas del Hogar Digital.
Según el destinatario podemos hacer distintas definiciones:
• Para el usuario: Aquella que permite una mayor calidad de vida a través de la tecnología, ofreciéndole un aumento del bienestar y la seguridad de los habitantes, a la vez que una reducción de las tareas domésticas y una racionalización de los distintos consumos.
• Para el técnico: Aquella que incluye agrupaciones automatizadas de equipos normalmente asociadas por funciones, que disponen de la capacidad de comunicarse interactivamente entre ellas a través de un soporte de comunicaciones que las integra.
Antiguamente el usuario de una instalación eléctrica convencional se conformaba solamente con iluminarse, calentarse y disponer de acceso al tendido eléctrico para conectar los distintos dispositivos asociados.
Los requisitos de la instalación se limitaban a proteger las líneas y las personas contra los riesgos eléctricos.
Posteriormente, a las funciones tradicionales se han añadido nuevas funciones y productos que gestionan la energía y el confort (primordialmente).
Para dar respuesta a estas nuevas demandas, han aparecido en el mercado una extensa variedad de dispositivos que permiten aplicaciones especificas como programar la calefacción, regular la temperatura ambiental, gestionar el consumo de energía, etc.
La incorporación de estas instalaciones singulares ha supuesto mayor complejidad, el cableado que requieren estas innovaciones se debe añadir al ya existente y la densidad es tan elevada que una ampliación y/o modificación en la utilización de los locales se traduce en largas y costosas intervenciones por parte del instalador.
Se necesitaba una nueva tecnología para simplificar la instalación eléctrica, con el objetivo de:
1- Disminuir el cableado.
2- Una mayor flexibilidad que permita una fácil ampliación y/o re-configuración.
3- Integrar los servicios y las instalaciones convencionales, funcionando hasta ahora independientemente, posibilitando la comunicación e interacción entre ellos.
Al hablar del concepto de domótica en sí, que estaría mucho más cerca de un sistema de control que de un sistema de gestión, nos encontramos con dos tipos de filosofía principales.
La primera es la filosofía de los sistemas domóticos restringidos, que llamamos así porque no permiten utilizar los mecanismos (interruptores, pulsadores, etc.) que desee el usuario, sino que limitan el abanico de posibilidades de elección a los modelos y marcas que son compatibles con sus sistemas, en este grupo nos podemos encontrar con las grandes marcas eléctricas. Los magnates del mercado eléctrico en Europa, que no potencian ni imaginan verdaderas soluciones domóticas a la vida cotidiana, aunque camuflen su dejadez o falta de imaginación en teóricos estándares de comunicación europeos y otras especies, posiblemente porque su mercado y facturación siguen estando en el lado eléctrico de la vida, no en el electrónico.
Al otro lado está la otra filosofía, la que dice tú pon lo que quieras y yo te lo controlaré, con esta filosofía es con la que trabajan los fabricantes del país de la domótica, USA (o Home Automation como ellos lo llaman). Estos sistemas controlan todo lo que se instala en las viviendas y es susceptible de ser controlado. Toldos, persianas, electro-válvulas, luces, puertas automáticas, aires acondicionados,
televisores, videos, equipos de música, DVD, y ese largo etcétera de equipos, electrodomésticos y sistemas con los que convivimos día a día.
2.1 Beneficios
Los beneficios que aporta la domótica son múltiples, y se podría afirmar que cada día surgen nuevos. Por ello los agruparemos en los siguientes apartados:
1- El ahorro energético gracias a una gestión tarifaria e "inteligente" de los sistemas y consumos.
2- La potenciación y enriquecimiento de la propia red de comunicaciones. 3- La más contundente seguridad personal y patrimonial.
4- La tele-asistencia.
5- La gestión remota (vía teléfono, radio, Internet, etc.) de instalaciones y equipos domésticos.
6- Aumento del bienestar y en definitiva, del confort.
2.2 Aplicaciones
La domótica busca el aprovechamiento al máximo de la energía y luz solar adecuando su comportamiento a nuestras necesidades.
Las posibles aplicaciones son innumerables dadas las posibilidades de la domótica, podemos decir tranquilamente que las posibilidades son tan extensas como puedan ser las pretensiones de los propios usuarios, por ello trataremos de agruparlas en las más comunes:
En el ámbito del ahorro energético:
a) Programación y zonificación de la climatización. El usuario personaliza a que hora y que zonas de la vivienda desea que estén gestionadas por el control central
prioritario en función del consumo eléctrico en un momento dado. (Reduce la potencia contratada).
c) Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a horas de tarifa reducida.
En el ámbito del nivel de confort:
a) Control de todos los dispositivos instalados y operativos desde un dispositivo central simplificando su gestión y optimizando su uso.
b) Apagado general de todas las luces de la vivienda.
c) Automatización del apagado/encendido en cada punto de luz. La forma de encender y apagar la iluminación de la vivienda puede ser automatizada y controlada de formas complementarias al control tradicional a través del interruptor clásico. Se puede en esta manera conseguir un incremento del confort y ahorro energético.
La iluminación puede ser regulada en función del nivel de luminosidad ambiente, evitando su encendido innecesario o adaptándola a las necesidades del usuario. La activación de ésta se realiza siempre cuando el nivel de luminosidad pasa un determinado umbral, ajustable por parte del usuario. Esto garantiza un nivel de iluminación mínima, que puede ser especialmente útil para por ejemplo un pasillo o la iluminación exterior.
Cuando le das al play tu comedor se convierte en una sala de cine. La iluminación puede ser activada en función de la presencia de personas en la estancia. Se activa la iluminación cuando un sensor detecta presencia. Esto garantiza
una buena iluminación para por ejemplo zonas de paso como pasillos. Asegura que luces no se quedan encendidas en habitaciones cuando no hace falta.
d) Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente.
e) Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos dotándolos de control eficiente y de fácil manejo. El hecho de que los sistemas de la vivienda se pueden programar ya sea para que realicen ciertas funciones con sólo tocar un botón o que las lleven a cabo en función de otras condiciones del entorno (hora, temperatura interior o exterior, etc.) produce un aumento del confort y un ahorro de tiempo.
f) Integración del portero al teléfono, o del video-portero al televisor. La señal de audio y control del portero automático se puede integrar en la red de telefonía interior de la vivienda, para permitir utilizar el teléfono en lugar de la habitual consola de control de esta instalación.
Cualquier llamada desde el portero automático puede ser atendida desde un terminal telefónico, entablando conversación con la persona visitante y, si es preciso, abrirle la puerta. La señal de vídeo y control del video-portero automático se puede integrar en la red de televisión de la vivienda y edificio, para permitir utilizar el televisor en lugar de la habitual consola de control de esta instalación. Cualquier llamada desde el video-portero automático puede ser atendida desde el televisor, reconociendo la persona visitante y, si es preciso, abrirle la puerta mediante el propio mando a distancia del televisor (u otro de uso específico).
Opcionalmente, y cuando no hay nadie en la vivienda, podría pensarse en desviar la llamada desde el portero automático a un número de abonado telefónico, simulando la presencia de un usuario en casa o abrirle la puerta de acceso de la calle a por ejemplo un mensajero.
g) El riego automático es una aplicación muy utilizada por la gente que vive en viviendas unifamiliares. El riego puede ser gestionado por un controlador que normalmente se limita a regar según la programación horaria. Pero el riego puede ser más desarrollado y avanzado que eso. Puede ser activado de forma automática según programación horaria, pero también según la humedad en el césped, el día de la semana o cualquier otro valor. Además si el riego esta integrado en el sistema de domótica se puede controlar el riego de forma remota o según otros eventos como incendios o robos.
Además existe la posibilidad de realizar actuaciones puntuales y personalizadas como por ejemplo regar por la tarde en vez de por la noche si el dueño planifica una barbacoa con los amigos por la noche.
En el ámbito de la protección personal y patrimonial:
a) Detección de un posible intruso. En caso de intruso el control central se encarga de hacer saltar las alarmas, a la vez que avisa al propietario del inmueble y las autoridades.
b) Simulación de presencia. Gestión del control de acceso y control de presencia, así como la simulación de presencia.
c) Detección de conatos de incendio, fugas de gas, escapes de agua. Mediante el nodo telefónico, se puede tener acceso (mediante un pulsador radio-frecuencia que se lleve encima por ejemplo) a los servicios de Samur, Policía, etc. A través del nodo telefónico es posible desviar la alarma hacia los bomberos, por ejemplo.
d) Servicios de información, tele-compra, tele-banco, alerta médica (Tele-asistencia), etc. Para ciertos colectivos estos servicios pueden ser de gran utilidad (por ejemplo, unidades familiares donde ambos cónyuges trabajan) ya que producen un ahorro de tiempo.
e) Cerramiento de persianas puntual y seguro.
f) Se puede detectar averías en los accesos, en los ascensores, etc.
En el ámbito de las comunicaciones.
a) Control Remoto.
-Dentro de la vivienda: a través de un esquema de comunicación con los distintos equipos (mando a distancia, bus de comunicación, etc.). Reduce la necesidad de moverse dentro de la vivienda, este hecho puede ser particularmente importante en el caso de personas de la tercera edad o minusválidos.
-Fuera de la vivienda: presupone un cambio en los horarios en los que se realizan las tareas domésticas (por ejemplo: la posibilidad de que el usuario pueda activar la cocina desde el exterior de su vivienda, implica que
previamente ha de preparar los alimentos) y como consecuencia permite al usuario un mejor aprovechamiento de su tiempo.
b) Transmisión de alarmas.
c) Intercomunicaciones entre las habitaciones.
d) Telefonía IP. Las comunicaciones de voz por Internet utiliza la conexión a Internet como red de transporte de los datos, para realizar una
comunicación VoIP (Voice Over IP). Se puede realizar las llamadas desde el ordenador personal hasta otro PC remoto o bien hasta cualquier tipo de teléfono, basta con disponer de un PC, conexión a Internet, un equipo multimedia (altavoces y micrófono) y el software necesario para ello. Pero también existe la posibilidad de integrar, o hasta sustituir la telefonía tradicional con la telefonía IP. Como terminal para realizar las llamadas se puede utilizar por parte del que tiene contratado el servicio:
• El PC, aprovechando los altavoces y micrófonos internos o externos.
• El PC, con un teléfono especial conectado al puerto USB.
• Un teléfono normal conectado a un hub que a su vez esta conectado a un router.
• Un Teléfono o SmartPhone dotado de tecnología WiFi que directamente integra el software de telefonía IP.
Esquema conceptual sobre el sistema VoIP. Tal vez la ventaja más tangible para los usuarios finales radique en el método de facturación de estas llamadas. Mientras que las operadoras telefónicas tradicionales suelen tarificar las comunicaciones según la distancia y el tiempo de conexión, el coste de una llamada por Internet puede no depender de la lejanía del interlocutor. Pero aún siendo dependiente de su destino, la comunicación tendrá siempre un valor
considerablemente más reducido que el de una llamada telefónica habitual, pudiendo en algunos casos ser gratis.
2.3 Características de los sistemas domóticos
Para valorar el grado de inteligencia de un edificio se han de tener en cuenta diversas variable observables tanto en sus sistemas automatizados como en su estructura. La medida en que se contemplan estas variables nos permitirán decidir si un edificio es inteligente o sencillamente dispone de funciones automatizadas y los podemos clasificar en tres grandes niveles:
1- Sistema Técnico. 2- Usuarios del edificio. 3- Diseño arquitectónico.
Funcionamiento del sistema técnico.
2.3.1 Sistema Técnico
Este grupo lo componen cuatro variables destacables:
• La integración de servicios y sistemas es la convergencia de todas las estructuras en un solo equipo controlador. De esta variable depende la rapidez y eficacia del control del edificio.
• La flexibilidad es la capacidad de añadir nuevos servicios y elementos a los sistemas existentes y en funcionamiento. Un edificio inteligente ha de prever que sus usuarios tendrán nuevas necesidades en el futuro y debe tener un margen de aceptación de nuevos elementos que ayuden a cubrir dichas necesidades sin tener que
rediseñar completamente la instalación (con la consiguiente dificultad a nivel técnico y económico que eso pueda suponer).
• Otro rasgo característico de un sistema domótico es la capacidad de re-programación del mismo. El sistema técnico debe permitir modificar los parámetros de cada dispositivo de acuerdo con las exigencias y necesidades del usuario. Por ejemplo, el sistema de iluminación debe permitir cambiar la intensidad de las lámparas o el sistema de control de temperatura regular la calefacción.
• La compatibilidad de formatos de información es imprescindible para tener una buena interacción entre los automatismos ya que cada uno de ellos emite un tipo de señal propio que no tiene porque ser necesariamente el mismo al resto de dispositivos conectados. Hay dos tipos de señales: digital y analógica; pero además podemos encontrar diferentes medios físicos para transmitirlos en una misma instalación: a través de un cable denominado bus (el más común entre los sistemas domóticos), mediante señales en información útil para el controlador se utilizan acondicionadores de señales que transforman la señal propia del dispositivo de forma que sea compatible con la señal del controlador central.
2.3.2 Usuarios del edificio
Estas características pertenecen al orden social y cultural en la relación casa/usuario. Serán todas aquellas que se orienten a mejorar una serie de condiciones:
• Mejora de la calidad de vida.
• Seguridad de los habitantes y los bienes del inmueble.
• Facilidad de comunicación entre las personas.
• Mejora en la realización de las tareas destinadas a los usuarios.
• Optimización de los recursos energéticos.
2.3.3 Diseño arquitectónico
A la hora de abordar una instalación domotizada hace falta tener en cuenta diversas exigencias económicas, ambientales, normativas, etc. Ya que el diseño de un edificio o una vivienda abarca muchas cuestiones. En este punto simplemente tendremos en cuenta algunas de las características de las instalaciones automatizadas.
La normalización es un factor que hoy por hoy se encuentra en proceso de desarrollo, hay que tener en cuenta que a pesar de las innovaciones aparecidas, la
domótica es una área relativamente nueva los órganos que dictan la normativa a seguir han ido creando leyes a medida que sé hacia necesario. También debemos tener en cuenta que la legislación es variable según la zona geográfica y cambia en función de los progresos de la tecnología.
El diseño de espacios comunes, es decir, aquellos que comparten los usuarios del edificio (pasillos, recibidores, habitaciones, servicios, etc.) han de tener en cuenta su naturaleza en cuanto a iluminación, calefacción, control de acceso, etc.
También hay que prestar atención a las canalizaciones a la hora de diseñar el edificio, tanto para los cables de alimentación eléctrica como para las señales de audio, video, teléfono, etc. Hay que realizar los aislamientos convenientes y prevenir los accesos a las instalaciones eléctricas para posibilitar su mantenimiento.
Ya que el ahorro energético es uno de los objetivos primordiales de la domótica, es necesario una dedicación especial en el aislamiento, reduciendo los coeficientes de perdida de temperatura. Mediante puertas y ventanas podemos regular la ventilación pero no conviene olvidar aquellos accesos exteriores de apertura automática, como ahora la puerta principal o la del garaje.
3. Sistemas de control
En cierto sentido, el sistema de control que gobierna una vivienda o un edificio automatizado es equiparable al cerebro humano (evidentemente, el grado de inteligencia de un sistema de control artificial es muy inferior al de uno humano, pero podemos establecer ciertos parecidos fundamentales que nos servirán para definir los sistemas de control artificiales).
En un edificio automatizado tendríamos un ordenador central en lugar de un cerebro humano, las señales de entrada vendrían dadas por los sensores y las señales de salida transmitirían a los actuadores las decisiones tomadas por el ordenador.
Ejemplo de sistema de control. La definición científica para un sistema de control es aquel que integrado en un escenario dinámico es capaz de realizar unas actuaciones en función de unas variables ambientales denominadas de entrada, modificando una seria de variables de salida y que, además, debe permitir actuar sobre el mismo sistema de control modificando su comportamiento mediante otras variables denominadas consigna.
3.1 Evolución de los sistemas de control
Aumentar el confort y la productividad en los edificios es una máxima presente a las tendencias actuales del mercado. Las pretensiones del propietario del inmueble hacen que la industria mantenga una evolución continua aplicando todos los avances de la ciencia. No debemos dejar a un lado la contribución de las necesidades domésticas en potenciar dicha evolución. A continuación podemos ver en una tabla los factores más relevantes que han propiciado esta alza de la industria.
Factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control
A los edificios A los hogares
Elevación de la exigencia de productividad a les empresas
Seguridad de las personas y sus bienes
Encarecimiento de los costes energéticos
Incorporación de la mujer al mundo laboral
Voluntad de reducción de los costes
Seguridad de les personas y las instalaciones
Actitud positiva frente las nuevas tecnologías
Mejora del ambiente laboral Mejora del ambiente doméstico Aumento del tiempo destinado al
ocio
La evolución de los sistemas viene marcada por la evolución electrónica e informática. A finales de la década de los cincuenta, el uso del transistor a los ordenadores marcará el inicio de la fabricación de equipos cada vez más pequeños, rápidos y versátiles que permitirán satisfacer las necesidades del usuario.
Diez años más tarde apareció el circuito integrado que posibilitará la fabricación de diversos transistores en una única pastilla de silicio.
A principio de la década de los ochenta aparece el ordenador personal. El uso de microprocesadores se extiende y su coste se reduce considerablemente.
Ya en los noventa aparecerán los primeros sistemas de control con tipología de bus y es a partir de aquí donde los sistemas de control empiezan a evolucionar de forma similar a la de los ordenadores personales; ya no es importante que el sistema controle bien los equipos sino que se exige que además el sistema de control sea capaz de mostrar de forma sencilla los centenares o miles de datos con los que opera.
Con la aparición de los sistemas operativos de interfaz gráfica como Windows 3.x, Windows’95 y sucesivos los sistemas se convierten en una herramienta fácil y práctica de usar para un operario.
4. Servicios y funciones
Las prestaciones, servicios y funciones de un sistema domótico las podemos ubicas en cuatro grandes bloques:
Gestión de la energía Confort (automatismos)
Seguridad Comunicaciones
Gráfico de prestaciones de un sistema domótico. Domótica
4.1 Gestión de la energía
La gestión eléctrica del hogar es uno de los argumentos más antiguos para la implementación de la domótica. Varias de estas funciones son de gran importancia para la administración pública, los proveedores de servicio y el usuario final.
Los servicios de control y gestión de energía se encargan de racionalizar los diferentes consumos energéticos domésticos en función de diferentes criterios (ocupación de espacios, tarifa, potencia contratada, etc.). Algunas de sus funciones son:
• Desconexión selectiva de cargas eléctricas: cuando la demanda de energía eléctrica es superior a la potencia contratada se desconecten algunos equipos o instalaciones, previamente seleccionados, para evitar la interrupción del suministro.
• Limitación de la activación o funcionamiento de ciertos circuitos como por ejemplo:
-Limitación de la iluminación exterior en función del grado de luminosidad exterior combinado con la presencia de personas.
-Desconexión de la calefacción o del aire acondicionado si hay ventanas abiertas.
• Programación de la puesta en marcha de ciertos equipos de potencia (lavadora, lavavajillas, calentador de agua, etc.) dentro del horario de tarifa nocturna.
• Zonificación de la climatización. La climatización o calefacción podrá funcionar según los horarios, los niveles de temperatura deseados o otros criterios posibles. La forma más básica de controlar la climatización de una vivienda es la conexión o desconexión de todo el sistema de climatización. Se puede realizar esto según una programación horaria, según presencia de personas en el hogar o de forma manual.
Con estos modos de funcionamiento el sistema sólo garantiza el establecimiento de una temperatura de consigna única para toda la vivienda, de forma parecida a la existencia de un termostato de ambiente convencional. Sin embargo se puede hacer muchísimo más para alanzar un alto nivel de confort y ahorrar energía.
Cada zona definida en la vivienda tiene requisitos de uso o condiciones térmicas distintas, que hacen conveniente el ser gestionadas de forma independiente. Esta gestión por zonas puede realizarse siguiendo una misma programación para cada una de ellas, o bien ser controlarlas de forma independiente, incrementando, con ello, las posibilidades de uso y confort para el usuario.
Los criterios seguidos para definir una zonificación de la vivienda pueden ser variados. De entre los posibles, los más habituales son los dos siguientes:
- El uso dado a las dependencias, creando lo que se denomina como zona día (uso habitual durante el día como el comedor, el salón, etc.) y zona noche (habitualmente limitada a las habitaciones).
- La orientación de la vivienda, considerando los aportes energéticos solares, creando las dos zonas siguientes: zona norte (estancias no expuestas a la radiación solar) y zona sur (con incidencia solar).
• Información estadística de consumos y costes del agua, gas y electricidad.
Funciones del control energético
Regulación Para mantener unos valores dentro de unos valores prefijados a priori Programación Capacidad de modificar los valores
anteriormente citados en un intervalo de tiempo
Optimización Realizar un diseño a partir de todas las variables y condiciones para asegurar un coste mínimo para el
usuario
Desconexión Para parar un aparato en caso de que su funcionamiento suponga un coste superior al adecuado o comprometa
la estabilidad del sistema Seguridad Intervención del sistema en caso de
peligro de sobrecarga para evitar que se funda el tendido eléctrico u otros
perjuicios
4.1.1 Racionalización de cargas eléctricas
Cuando la demanda de energía eléctrica es, en un momento determinado, superior a la potencia contratada, el sistema domótico puede desconectar una o varias líneas o circuitos eléctricos (en los que se encuentran conectados equipos de uso no prioritario y de significativo consumo eléctrico), con la finalidad de evitar que se interrumpa el suministro a la vivienda por actuación de las protecciones, en concreto, por actuación del interruptor de control de potencia y magneto-térmico (ICPM).
Esta aplicación es especialmente interesante cuando existe una electrificación importante en la vivienda, por ejemplo, cuando se dispone de calefacción eléctrica por suelo radiante y techo de apoyo, termo eléctrico para agua caliente sanitaria, etc.
Aparte del beneficio descrito con anterioridad, esta aplicación permite también reducir la potencia contratada por el usuario, reduciendo, a su vez, el término fijo de potencia y el coste mensual de la factura eléctrica. Y el proveedor de energía puede evitar los principales picos en las redes de suministro.
4.1.2 Gestión de tarifas
Existen ciertos equipos domésticos cuyo uso puede derivarse a horas distintas a las habituales, sin afectar al ritmo de vida de los usuarios. En la actualidad y para el sector doméstico, sólo existen distintas tarifas en el suministro de energía eléctrica, a través de la conocida tarifa nocturna.
Así pues, acumuladores eléctricos para generación de agua caliente sanitaria, lavadora o lavavajillas, sistemas de calefacción eléctrica por acumulación (acumuladores dinámicos o estáticos, suelo radiante, etc.), son algunos ejemplos de equipos cuyo funcionamiento puede derivarse a horas nocturnas, aprovechando las condiciones económicas de esta tarifa eléctrica.
4.1.3 Tele-lectura del contador de luz
La liberalización del mercado eléctrico español y la renovación de los contadores eléctricos mecánicos de más de 30 años a contadores digitales convierte el mercado de contadores energéticos en España en un mercado estratégico. Con millones de nuevos contadores eléctricos implementados cada año se abre la posibilidad de en gran escala empezar a medir el consumo eléctrico de forma remota, es decir, sin necesidad de acceder al contador en el edificio, algo que significaría un importante ahorro de costes para las empresas energéticas.
4.2 Seguridad
Las aplicaciones de seguridad contemplan tanto la seguridad de las personas como la seguridad de los bienes materiales. Hay que destacar:
• El sistema anti-intrusión: existen dos tipos de sistemas anti-intrusión que son los siguientes:
1) Protección perimetral: protege de accesos a la parcela y a la misma vivienda a través de puertas y ventanas. Principalmente se utiliza barreras infrarrojas de exterior en vallas, el jardín y ventanas y puertas; y sensores de contacto magnético de puerta/ventana y sensores de rotura de cristal.
2) Protección del interior: protege de intrusión dentro de la misma vivienda. Se utiliza normalmente sensores de detección de movimiento con tecnologías infrarroja y ultrasónica.
• La alarma técnica consiste en un conjunto de detectores (incendio, gas, CO, inundación, etc.) que en caso de producirse fuegos o escapes de fluidos, posibles errores en la instalación o mal uso involuntario detectan la anomalía y proceden al corte del suministro mediante la válvula de fluidos, la desconexión de los circuitos eléctricos y otras actuaciones previstas. También pueden configurarse para que den un aviso de entre los siguientes:
1) Local: sirenas, timbres, luces, mensajes hablados etc. 2) Remoto: a las Centrales Receptoras de Alarmas y/o al usuario final directamente, a través del teléfono convencional, móvil, correo electrónico o similar.
Además la casa puede estar preparada para actuar automáticamente según la alarma, adicionalmente del aviso, como por ejemplo:
- Si hay un escape de agua corta el suministro de agua con la electro-válvula de agua.
- Si hay un escape de gas corta el suministro de gas con la electro-válvula de gas.
- Si hay humo puede subir o bajar persianas según necesidad preprogramada.
También pueden avisar de fallo de suministro eléctrico, fallo de línea telefónica, etc. Y con algunos sistemas modernos se puede realizar una re-configuración automática para volver a activar algunos sistemas.
• La simulación de presencia consiste en la activación aleatoria de algunos elementos como la iluminación y las persianas en los periodos en que la vivienda no esta ocupada, creando una sensación de actividad en su interior.
• Las alarmas personales: existen dos tipos de alarmas personales destinadas al hogar personal.
- Aviso SOS o pánico: se utiliza en casos de emergencias graves tipo en casos que hay intrusos, de robo o ataques personales realizados dentro o justo fuera de la vivienda.
- Avisos de asistencia: se utiliza para llamar la atención de necesidad de asistencia personal principalmente para personas de tercera edad o gente discapacitada.
Las interfaces suelen ser botones en las mismas centrales de seguridad o botones en los llaveros, y para avisos de asistencia hay pulsadores de forma reloj o colgante que manda una señal vía radio en caso de caída o al encontrarse mal.
Ejemplo de avisadores integrados en elementos de uso común. Las centrales muchas veces tienen sistemas de habla escucha que permite realizar una conversación con el que ha avisado o por lo menos escuchar lo que pasa en la vivienda.
4.2.1 Sistema de monitorización personal (video-vigilancia)
Cualquier sistema de seguridad, esté o no homologado, puede ser instalado en una vivienda y configurado para que avise directamente al usuario o propietario de la misma. En este caso es el propio usuario quien gestiona que hacer en caso de que se produzca un evento en la vivienda. En España, según la legislación vigente, el usuario podrá instalar cualquier tipo de sistema de seguridad y configurarlo para que le avise a él directamente, siempre y cuando no instale sirenas exteriores que perjudiquen a sus vecinos.
Cada vez más están saliendo al mercado productos o sistemas que pueden ser configurados para avisar directamente al usuario final. Además suelen incorporar la opción de darse alta en una Central Receptora de Alarmas y según el tipo de evento, avisar a uno o a ambos.
Adicionalmente se utilizan cámaras de seguridad que pueden ser consultadas y/o grabadas remotamente o de forma local para posteriormente identificar a los intrusos. Las cámaras de vigilancia pueden ser cámaras convencionales analógicas que están cableadas a una central capaz de tratar el imagen para acceso local o a través de Internet (video servidores con o sin IP). O cada cámara puede tener conexión a Internet (cámaras IP) para el acceso directo a la cámara a través de Internet o para incluir la imagen en otra interfaz global del control y la vigilancia de la casa.
En las familias modernas normalmente ya no hay una persona con la responsabilidad global del hogar en la casa todo el día. Y muchas veces cuando no estamos en casa nos gustaría saber lo que esta pasando por ejemplo cuando llega la asistenta, lo que hace la muchacha con nuestros hijos, si han llegado los niños del colegio, lo que hacen los niños cuando les dejamos solos en la casa por la noche si vamos a cenar... estructurados podemos definir estas alarmas emocionales como ejemplo:
• Avisos de actividades: como la llegada o salida de terceros (asistenta, muchacha, jardinero, fontanero, etc.) o de los familiares (hijos, padres, etc.) a la vivienda.
• Avisos de ausencia de actividad: si se queda alguien en la vivienda (niños, ancianos, etc.) sin realizar ninguna actividad en un determinado intervalo de tiempo, algo que puede ser una indicación de que ha pasado algo, como una caída o similar, o que una persona mayor no se ha levantado por la mañana.
El tipo de aviso se puede se puede estructurar en dos tipos:
• Mensajes de texto o hablados, guardados en la misma central, o avisos en tiempo real a teléfonos fijos, móviles, correo electrónico (e-mail), etc. que avisan de la conexión o desconexión de la alarma, accesos a zonas específicas, etc.
• Mensajes con imágenes enviados como MMS, o mediante la tecnología digital streaming, al móvil o por correo electrónico, o películas
grabadas guardadas en el video, PC, según programación horaria o según los eventos dentro de la casa.
Adicionalmente podemos monitorizar la vivienda en tiempo real de forma local a través de la televisión, PC o similar o remotamente a través de Internet para ver las actividades que ocurren dentro del hogar con cámaras distribuidas por distintas zonas y habitaciones la casa.
4.3 Confort (automatismos)
El campo de automatización de sistemas e instalaciones eléctricas es muy amplio, dependiendo de las necesidades e ideas del usuario, como más significativos destacamos:
• Accionamiento automático de persianas para evitar los efectos atmosféricos (viento, lluvia, nieve, etc.) sobre estos elementos para limitar sus perdidas térmicas.
• Accionamiento automático de la iluminación en función del nivel de iluminación y de la presencia de personas.
• Centralización y supervisión de la información del estado de los sistemas instalados.
• Posibilidad de agrupar un conjunto de acciones en una sola orden. Por ejemplo: apagar todas las luces, cerrar las persianas y cortar el suministro de agua, gas y poner el sistema de alarma en estado de vigilancia con un mismo interruptor con llave.
• Utilización de mandos a distancia para las diferentes instalaciones.
Cada dispositivo tiene su mando de control asociado.
4.4 Comunicaciones
Los servicios y aplicaciones de comunicaciones contemplan el intercambio de mensajes entre personas y equipos dentro del mismo hogar y desde el hogar hacia el exterior, algunos de estos servicios son:
• Telefonía con centralita automatizada que permite realizar funciones como: telefonía IP, interfonía, números abreviados, números prohibidos y autorizados, conversaciones a tres, llamada en espera, hilo musical, etc.
• Aviso telefónico de alarmas.
• Mantenimiento y control del sistema domotico a distancia.
5. Tipos de sistemas domóticos
En un sistema domótico la interacción con el entorno físico del sistema es un factor muy importante. En el desarrollo de un sistema domótico es necesario establecer mecanismos para que pueda extraer información del entorno y realizar acciones sobre él. Por otra parte, hay que destacar que un aspecto importante de los sistemas domóticos es la integración de los distintos tipos de servicios que debe ofrecer: automatización, seguridad, comunicaciones, multimedia, etc. y para ello se valdrá tanto de elementos
hardware (sensores, actuadores, cableado...) como de software (video bajo demanda, mensajería electrónica, etc.).
Por todo esto, es necesario un lenguaje de modelado específico que tenga en cuenta estas características y proporcione a los usuarios un sistema mediante el cual añadan de forma cómoda, eficiente y económica solución a sus necesidades. Aquí destacaremos los tres sistemas más extendidos y las bases de su funcionamiento.
5.1 X-10
Entre 1.976 y 1.978 se desarrolló la tecnología X-10 en Glenrothes, Escocia, por ingenieros de la empresa Pico Electronics Ltd; en la actualidad se distribuye X-10 en los cinco continentes, siendo su principal mercado los Estados Unidos. Durante los últimos 15 años se han vendido más de 150 millones de equipos X-10. Desde que empezó su comercialización en 1.978, millones de instalaciones en todo el mundo avalan este sistema técnicamente conocido por Power Line Carrier (corrientes portadoras), su funcionamiento se basa en la utilización de la red eléctrica existente en cualquier tipo de edificio, ya sea casa u oficina, como medio físico para la comunicación interna de los distintos componentes del sistema domótico.
Sus más de 25 años de experiencia, con millares de instalaciones realizadas en España, la multitud de fabricantes que asegura una amplia gama de productos, continuidad de la tecnología y el importante hecho de no tener que realizar obras de infraestructura para cableados especiales, son suficientes motivos para recomendar este sistema domótico domótica destinado para apartamentos, oficinas y locales, tanto de nueva como de antigua construcción.
Pero además, combinando múltiples productos de dilatada y probada experiencia, se puede lograr un sistema domótico de altas prestaciones y baja inversión. Su instalación y configuración es tan sencilla que el propio usuario puede configurar las aplicaciones que desee en cada momento entre una amplio abanico de funciones.
Gracias a la flexibilidad que supone el ser un sistema escalable, resulta todo un interesante y nuevo mundo de bricolaje tanto en seguridad doméstica como en confort, ahorro energético, comunicación e incluso ocio, pudiendo manejar a distancia el DVD, las fotos, vídeos y canciones mp3 almacenadas en nuestro PC para visionarlas en el home cinema de nuestro salón.
La red eléctrica para X-10 sería el equivalente al Bus de otros sistemas como EIB o LonWorks, claro está, salvando las distancias.
X-10 es el estándar con mayor implantación en el mercado domótico de corrientes portadoras. La filosofía fundamental de diseño X-10 es que los productos pueden interrelacionarse entre ellos y la compatibilidad con los productos anteriores de la misma gama, es decir, equipos instalados de hace 20 años siguen funcionando con la gama actual.
El sistema X-10 ha sido desarrollado para ser flexible. 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 no requieren cableados especiales.
X-10 es el lenguaje de comunicación que utilizan los productos compatibles X-10 para hablarse entre ellos y que le permiten controlar las luces y los electrodomésticos de su hogar, aprovechando para ello la instalación eléctrica existente de 220V de su casa, y evitando tener que instalar cables. Los productos de automatización del hogar X-10 están diseñados para que puedan ser instalados fácilmente por cualquier persona sin necesidad de conocimientos especiales.
El sistema X-10 proporciona a los usuarios todo lo que necesitan:
• Conectar y funcionar (Plug & 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 usuario.
Esquema visual con algunas de las funcionalidades del X-10.
5.1.1 ¿Cómo funciona?
Los equipos X-10 poseen dos ruedas las cuales son utilizadas para la configuración en la red eléctrica, la primera es de color rojo y representa el código de la
casa, esta identificada con las letras de la A a la P y la segunda marcada de color negro representa el número del modulo o numérico que corresponde a dicho dispositivo. Cada dispositivo tiene su propia dirección única que el usuario escoge rodando los dos diales en el dispositivo. Si dos actuadores tienen los mismos códigos de casa y numérico, ejecutarán simultáneamente las órdenes procedentes por la red eléctrica. Si a dos detectores de presencia X-10 se les asigna los mismos códigos, cosa que puede resultar útil para encender las luces de escalera desde dos plantas distintas por ejemplo, mandarán la misma orden. Hay 256 combinaciones, así que puede extender su instalación hasta 256 puntos de control X-10.
En HAL2000 (otro tipo de sistema del que hablaremos más adelante) encontraremos los mismos diales que aparecen en los módulos X-10, por lo que lo único que cambiará a la hora de su identificación será que aquí los diales los gira con el puntero del ratón.
Lleva sólo un par de segundos hacerlo: el usuario define un nombre para el dispositivo (usará este nombre al dirigir el sistema por voz), le pone el código correspondiente, prueba el dispositivo en tiempo real, y puede asignar el dispositivo a un grupo para que pueda operar un rango entero de dispositivos y luces incluso con una sola orden. Puede agregar nuevos dispositivos o puede renombrar los existentes todas las veces que el usuario quiera, fijar su funcionamiento a lo largo de las horas de un día, una semana, etc.
Podemos conectar hasta 256 módulos X-10 a nuestra vivienda.
Las corrientes portadoras funcionan aprovechando la onda que genera la corriente alterna. Las transmisiones de datos se sincronizan en el paso del cero a la corriente continua. De esta forma se genera una serie de códigos formada por el 1 y el 0.
5.1.2 Tipos de dispositivos X-10
Como hemos visto los sensores de un sistema domótico transmiten órdenes mientras que los actuadores las reciben; por este motivo X-10 hace una clasificación y asigna a sus dispositivos unos logos para identificar su función, son los siguientes:
Transmisores: Estos transmisores envían una señal especialmente codificada de bajo voltaje que es superpuesta sobre el voltaje del cableado. Un transmisor es capaz de enviar información hasta 256 dispositivos sobre el cableado eléctrico. Múltiples transmisores pueden enviar señales al mismo módulo.
Receptores: Como los receptores y transmisores pueden comunicarse con 256 direcciones distintas. Cuando se usan con algunos controladores de computadoras, estos dispositivos pueden reportar su estado.
Bidireccionales: Estos dispositivos toman la seña enviada por los dispositivos transmisores. Una vez que la señal es recibida el dispositivo responde encendiéndose (ON) o apagándose (OFF). Los receptores generalmente tienen un código establecido por el usuario para indicar la dirección del dispositivo. Múltiples dispositivos con el mismo código pueden co-existir y responder al mismo tiempo dentro de una misma casa.
Los dispositivos bidireccionales, tienen la capacidad de responder y confirmar la correcta realización de una orden, lo cual puede ser muy útil cuando el sistema X-10 está conectado a un programa de ordenador que muestre los estados en que se encuentra la instalación domótica de la vivienda. Este es el caso del programador para PC.
Inalámbricos: Una unidad que permite conectarse a través de una antena y enviar señales de radio desde una unidad inalámbrica e inyectar la seña X-10 en el cableado eléctrico (como los controles remotos para abrir los portones de los garajes). Estas unidades no están habilitadas para controlar directamente a un receptor X-10, debe utilizarse un módulo transceptor.
5.1.3 Oferta de dispositivos X-10
Llegado este punto hemos realizado una selección con algunos módulos de tipología X-10 actualmente en el mercado y que están destinados a satisfacer algunas de nuestras necesidades:
Módulo para lámparas: el módulo de lámpara básico, forma parte de cualquier sistema de domótica, es un receptor de señales X-10 que va enchufado a la red y permite el control de encendido y apagado así como atenuar la luminosidad de una lámpara. Soporta una intensidad de 40w a 300 w. Tan sencillo como conectarlo en el enchufe actual de la lámpara, y luego esta se conecta al módulo.
Módulo de aparato: permite enchufar cualquier electrodoméstico para controlarlo con este dispositivo. El módulo de domótica para aparatos es similar al de lámpara pero permite intensidades de hasta 2500w y por el contrario no lleva atenuador. Puede ser activado remota o localmente, es decir en el mismo enchufe o a distancia.
Módulo para casquillo: permite controlar bombillas directamente de hasta 100Watios. Es el módulo domótico de lámpara que se enrosca directamente en el casquillo de la bombilla. Controla el encendido de cualquier luz ya sea de interior o de exterior, y solo basta con enroscar el módulo en el lugar donde antes estaba la bombilla. El módulo es de tipo encendido y apagado.
Módulo universal: módulo que controla el encendido y apagado de aparatos de bajo voltaje o contactos sin tensión por medio de un relé.
Módulo receptor de radio-frecuencia: es uno de los componentes más importantes que podemos encontrar por parte de la domótica, ya que recibe las señales de los mandos a distancia y envía las ordenes correspondientes para encender y apagar luces y aparatos.
Módulo receptor universal: este módulo se conecta directamente al PC. Este receptor tiene una antena externa de doble fijación y un cable de 2 metros, que permite colocarlo donde nos sea más idóneo o donde haya mejor recepción.
Módulo transmisor: este módulo envía las ordenes de encendido y apagado. Es tan pequeño que se instala dentro de las cajitas de los interruptores actuales. Gracias a este tamaño, no hace falta cambiar todos los interruptores de la casa.
Módulo en aparato: este módulo puede controlar hasta 2000w en lámparas y 3600w en cargas resistivas. Este módulo se instala detrás del enchufe que se quiere controlar, quedando totalmente oculto y conservando los mismos mecanismos existentes. Es muy seguro para los niños, ya que se puede tener la corriente cortada en todos aquellas tomas que no tienen nada conectado.
Detector de movimiento: se trata de un sensor que detecta los movimientos. No necesita cables y transmite por radio-frecuencia cualquier percepción de movimiento.
Sensor de puertas y ventanas: este sensor es imprescindible para cualquier sistema de seguridad. Funciona con baterías, y su instalación requiere un mínimo esfuerzo. Se auto-chequea el funcionamiento periódicamente de forma automática.
Sirena interior: es una sirena que se puede colocar en cualquier sitio de la casa. Es muy segura, ya que tiene unos sonidos muy elevados.
Detector de rotura de cristales: el detector se coloca al cristal y funciona bajo dos parámetros; detecta las vibraciones del cristal y escucha el sonido de alta frecuencia de la rotura del cristal. Esta diseñado para lunas fijas o escaparates y no necesita cables para su instalación, además actúa por radio-frecuencia.
5.2 HAL2000
HAL2000 representa un verdadero hito tecnológico y lleva la informática en el hogar con gran paso, un poco más lejos, su vocación actual es ser una herramienta para el entretenimiento y la productividad. HAL2000 ofrece una plataforma que posibilita una verdadera integración electrónica en la casa, para beneficio de nuestra conveniencia personal.
Con HAL2000 integrado en su sistema domótico, el usuario puede acceder a su propio hogar y controlarlo desde su propia voz.
Este producto de software nos permite integrar una gama de dispositivos eléctricos y electrónicos en la casa. Le permite programar estos dispositivos, fijar su funcionamiento, y dejar que ellos interactúen mutuamente entre ellos. El usuario puede programar HAL2000 simplemente para encender luces, radios o cualquier otro aparato eléctrico mientras está lejos.
Con HAL2000 se podría hacer esto con cualquier dispositivo cronometrado barato que podemos adquirir en cualquier tienda de electrónica o centro comercial. Pero tales dispositivos no pueden hacer que sus aparatos interactúen entre sí. Con HAL2000, el usuario puede tener un sensor inalámbrico de detección de movimiento y puede hacer que su PC de respuesta a ese movimiento detectado.
Puede enviar un mensaje a un beeper o teléfono móvil, encender la televisión en un canal específico (el vídeo-portero por ejemplo), hacer sonar una sirena, encender todas las luces en el jardín, y así sucesivamente.
HAL2000 también ofrece servicios de telefonía totalmente integrados. Recibe voz, fax y correos electrónicos (e-mail) y puede notificarlos en su teléfono móvil. También transmite toda clase de información de Internet, el tiempo, la programación de televisión, noticias… y puede advertirlo en su beeper si sus acciones en bolsa han adquirido un nivel prefijado.
HAL2000 es verdaderamente excepcional e innovador. Por primera vez, la automatización de la vivienda y la convergencia electrónica está disponible en plataforma Windows. Y excede con mucho la funcionalidad de otros sistemas tradicionales… a un fragmento de su coste.
Otra de las características más impresionantes de HAL2000 es que el usuario puede hacer uso de su propia voz para operar el sistema.
HAL2000 confía en la tecnología de reconocimiento de voz innovadora de Lermout & Hauspie (creadores de la potente herramienta de traducción Power Translator). El usuario puede usar el micrófono al aire libre, un teléfono inalámbrico o se puede llamar desde cualquier dispositivo de casa para mandar una orden, y HAL2000 no necesita hacerle aprender ordenes complicadas. Con unas frases sencillas como todos los días de la semana a las 5 PM, enciende la luz de la entrada durante dos horas ya vale.
5.2.1 ¿Cómo funciona?
La utilización de HAL2000 es muy sencilla. Solo se necesita un kit de sensores de movimiento optativo. Éste viene con un módulo transceptor RF-X10 que se conecta en una toma de corriente de pared y tres sensores de movimiento inalámbricos, operados por pilas que atornillará en una pared o en un techo. Cada sensor tiene dos diales para que pueda darles un código X-10 disponible. Cuando detecten su entrada, el transceptor captura el código por medio de las señales de radio frecuencia enviadas por los sensores, y lo convierte en señales X-10 que pasa a la línea eléctrica; estas señales llegan a HAL2000 a través del interfaz de su ordenador, y el sistema responderá de la manera que previamente había especificado, quizás de diferente forma en función de
unas determinadas condiciones, como la hora, la fecha… Preparar un sensor X-10 en HAL2000 es tan simple como preparar cualquier otro módulo X-10.
La instalación de HAL2000 en el PC es simple y rápida. Para poder utilizar HAL2000 se necesita un PC. No hace falta que sea un PC especialmente potente o de última generación, sino que con uno sencillo ya vale. Sin embargo, encontraremos que una vez empieza haciendo uso de los rasgos más avanzados de HAL2000 como el reconocimiento de voz, seguridad, el control térmico de su hogar, preferirá ejecutar HAL2000 en un PC dedicado (no querrá que los niños desordenen el sistema).
HAL2000 viene entregado en un CD-Rom. No hay ningún grueso manual en papel, el usuario encontrará todas las instrucciones en la ayuda del CD (puede imprimirlo sí así si lo desea). El archivo de ayuda es sumamente rápido e interactivo, y cuando se sitúe encima de las muchas opciones de pantalla, accederá a las ayudas contextuales que le ayudaran a encontrar lo que esta buscando.
El software incluye un pequeño manual de comienzo rápido que guía al usuario a través de un proceso de instalación simple. Los diseñadores del software pensaron en alguna protección extra, así que, contra la piratería del software necesitará llamar a un centro de asistencia técnica HAL2000 para darle su código de acceso personal (es un número nacional, así que no le costará mucho). Una vez hecho esto, todo está listo para comenzar. En la caja del kit HAL2000, el usuario encontrará también un dispositivo de interfaz X-10 entre su PC y la línea de corriente y un módulo de lámpara X-10 por ejemplo. La interfaz de PC a X-10 se conecta entre el puerto serie de su ordenador y cualquier toma de corriente de pared. Este dispositivo transmite las señales X-10 desde el PC a la instalación eléctrica, y su línea de corriente cuida del resto enviando las instrucciones X-10 a los receptores de X-10 (en principio el módulo de lámpara). El usuario necesitará conectar este módulo de lámpara a una toma de corriente de pared para posteriormente conectar una lámpara (incandescente) al módulo.
5.2.2 Ampliando HAL2000
Ahora sabemos que HAL2000 usa la tecnología X-10 para controlar lo que es eléctrico en nuestra casa. De hecho el usuario también puede controlar y puede automatizar cosas tales como termostatos, acondicionadores de aire, videos, instalaciones de alta fidelidad, etc.
