Introducción a la Domótica y sus Sistemas
La domótica es el conjunto de servicios y sistemas tecnológicos integrados en el hogar, diseñados para gestionar de forma automatizada el control energético, la seguridad, el confort y las telecomunicaciones.
La Domótica en España: Orígenes y Evolución
España, aunque no fue pionera en domótica, vio su primera instalación significativa en «La Casa de Premiá de Mar», un proyecto impulsado por la Hidroeléctrica de Cataluña. Históricamente, se produjo una traslación de los Controladores Lógicos Programables (PLCs) al control de instalaciones domóticas. Se prevé un aumento de las instalaciones domóticas en el futuro, condicionado a la reducción de los precios de los componentes.
Servicios y Aplicaciones de los Sistemas Domóticos
Los sistemas domóticos ofrecen una amplia gama de funcionalidades:
- Control de la Energía:
- Desconexión selectiva de cargas eléctricas.
- Gestión de calefacción y aire acondicionado.
- Control de iluminación y presencia para alumbrado.
- Optimización del consumo energético.
- Seguridad:
- Detección de humos y gases.
- Alarmas de asistencia o salud.
- Simulación de presencia (aleatoria) para disuadir intrusos.
- Sistemas de videovigilancia.
- Automatización de Sistemas e Instalaciones Domésticas:
- Accionamiento automático de persianas y toldos.
- Riego exterior automático.
- Videoportero automático.
- Maniobra a distancia de receptores (electrodomésticos, etc.).
- Comunicaciones:
- Envío de alarmas desde la vivienda a teléfonos predeterminados por el usuario.
- Activación remota de receptores.
- Videoconferencias y comunicación interna.
Clasificación de los Sistemas Domóticos
Los sistemas domóticos se pueden clasificar según diferentes criterios:
- Según el grado de centralización:
- Sistemas descentralizados (ej. KNX).
- Sistemas centralizados (ej. Simón VIS).
- Según el tipo de tecnología empleada:
- Sistemas por corrientes portadoras (ej. Netzbus X-10).
- Sistemas por bus de datos (ej. KNX).
- Sistemas por controlador programable (ej. Simón VIS).
Ventajas e Inconvenientes de la Domótica
La implementación de la domótica presenta beneficios y desafíos:
- Ventajas:
- Comodidad y mejora de la calidad de vida.
- Economía y eficiencia energética.
- Mayor seguridad en el hogar.
- Modularidad y flexibilidad del sistema.
- Fácil instalación y escalabilidad.
- Inconvenientes:
- Inversión inicial elevada.
- Necesidad de personal técnico cualificado para instalación y mantenimiento.
Generalidades y Funcionamiento de Sistemas Domóticos (KNX)
Estructura General de un Sistema Domótico KNX
La estructura básica de una instalación KNX se compone de varios elementos clave:
- Fuente de Alimentación (F.A.): Suministra 24V en Corriente Continua (C.C.) al bus. Una bobina integrada impide el paso de señales de mando a la fuente de alimentación, y un conector une la F.A. con el cable bus.
- Sensores: Traducen la información del entorno a un formato KNX y la envían a través del bus. Están constituidos por un acoplador de bus y una Interfaz de Entrada/Salida (IFE), como pulsadores e interruptores.
- Actuadores: Reciben la información del bus y ejecutan las órdenes KNX. Pueden ser actuadores interruptores, reguladores, de persianas, etc.
- Bus: Es el medio de comunicación principal. Alimenta los acopladores de bus de los dispositivos y transmite las señales de mando.
- Red de Alimentación: Proporciona la energía necesaria para el funcionamiento general del sistema.
Dominios de Alimentación Independientes en KNX
La solución KNX permite crear dominios con alimentación independiente para optimizar la gestión y escalabilidad:
- Línea: Puede albergar hasta 256 dispositivos. Cada línea dispone de su propia Fuente de Alimentación (F.A.).
- Área: Engloba un máximo de 15 líneas. El inicio de un área se identifica por su acoplador de área. Para la alimentación de los acopladores de línea y área se utilizan F.A. independientes.
La capacidad máxima de dispositivos en un área es de 256 * 15 + 255 + 1 = 4096 dispositivos. La capacidad total del sistema KNX puede alcanzar hasta 4096 * 15 + 4095 = 65535 dispositivos.
Principio de Funcionamiento: Control de Iluminación KNX
Consideremos el ejemplo del encendido, apagado y regulación de dos lámparas incandescentes (L1 y L2) mediante un pulsador (P1):
- Una pulsación de corta duración sobre la tecla izquierda de P1 encenderá o apagará L1.
- Una pulsación de corta duración sobre la tecla derecha de P1 encenderá o apagará L2.
- Una pulsación de larga duración sobre la tecla izquierda de P1 regulará la iluminación de L1.
- Una pulsación de larga duración sobre la tecla derecha de P1 regulará la iluminación de L2.
Transmisión de Información en el Bus KNX
Cuando se ejerce una acción sobre P1, si el bus está libre, la información se transmite a lo largo de este para ser recibida por los componentes. Todos los dispositivos escuchan el bus; esta información se denomina Telegrama.
Identificación de Dispositivos KNX
Los dispositivos se identifican mediante una dirección física única en formato X.X.X, donde cada ‘X’ representa el área, la línea y el elemento, respectivamente. Esta Dirección Física (D.F.) es única para cada dispositivo.
Establecimiento de Condiciones de Funcionamiento: Direcciones de Grupo
Las condiciones de funcionamiento se establecen mediante Direcciones de Grupo (D.G.):
- Si la D.G. es Y/Y, la primera ‘Y’ representa el grupo principal y la segunda ‘Y’ el subgrupo.
- Si la D.G. es Y/Y/Y, la primera ‘Y’ es el grupo principal, la ‘Y’ del medio el grupo intermedio y la última ‘Y’ el subgrupo.
Se pueden crear hasta 30705 Direcciones de Grupo. A cada función se le asigna una D.G. Todos los componentes escuchan los telegramas y, si tienen asignada la D.G. correspondiente, ejecutan la función.
Asociación de Direcciones de Grupo a Elementos
Una Dirección de Grupo (D.G.) se asocia a un elemento mediante una selección de la aplicación única, que determina el comportamiento específico del dispositivo. Esto implica:
- Configuración de la conexión y regulación (ej. Pulsador P1).
- Creación y asociación de las D.G. a los objetos de comunicación.
- Programación de los elementos, utilizando un software universal que permite elaborar proyectos con mecanismos de distintos fabricantes.
Diferencias entre un Sistema de Instalación Convencional y un Sistema EIB-KNX
Existen diferencias fundamentales entre ambos tipos de instalaciones:
- Sistema Convencional:
- Requiere más conductores.
- Existen conductores de retorno a través del tubo.
- Todos los elementos están conectados a 230V en Corriente Alterna (C.A.).
- Sistema EIB-KNX:
- Simplifica el tendido de cables.
- Los aparatos están conectados a 24V en Corriente Continua (C.C.), lo que aumenta la seguridad.
- Ofrece mayor flexibilidad y capacidad de expansión.