Arquitecturas de Sistemas Domóticos

Los sistemas domóticos se pueden clasificar según su arquitectura de control:

Arquitectura Centralizada

Los elementos a controlar y supervisar (sensores, luces, etc.) deben cablearse hasta un sistema de control centralizado.

Arquitectura Distribuida

El elemento de control se sitúa próximo al elemento a controlar. Todos los componentes son inteligentes y programables.

Arquitectura Descentralizada

No existe una unidad de control central que gestione el sistema. Todos los componentes son inteligentes y programables.

Tipos de Sistemas Domóticos

Sistemas por Autómatas

• CPU programable, máxima fiabilidad.
• Sistema centralizado (con posibilidad de descentralización) y programable.
• Su programación se puede realizar mediante diagrama de contactos, puertas lógicas, lista de instrucciones y Grafcet.

LOGO!

• Sirve para complementar una instalación domótica.
• Programación manual o mediante software, utilizando lenguajes de contactos o puertas lógicas.
• Permite simulación sin necesidad de conectarlo al PC.

Simon VIS

• Sistema propietario.
• Transmisión de la información a través de 2 hilos, máxima fiabilidad.
• Sistema descentralizado y programable.
• Controla hasta 128 entradas, salidas y temporizadores.

Sistema KNX-EIB

• Estándar europeo.
• Transmisión de la información a través de 2 hilos, máxima fiabilidad.
• Sistema descentralizado y programable.
• Cada dispositivo tiene control propio con su microprocesador y su conexión se realiza mediante línea bus (a través de telegramas).
• Los sensores detectan la actividad del edificio y los actuadores modifican el entorno.

X10

• Estándar americano.
• Transmisión de información a través de la red eléctrica, menor fiabilidad.
• Sistema descentralizado y configurable.

Transmisión de la Información en Domótica

La información se puede transmitir a través de líneas de energía eléctrica, soportes metálicos, fibra óptica y conexión inalámbrica. Algunos de estos métodos se dividen en:

Red Eléctrica (Power Line Communication)

• Bajo coste.
• Baja velocidad de transmisión.
• Sin cableado adicional.
• Facilidad de conexionado y configuración.
• Poca fiabilidad.
• Aplicaciones comunes en viviendas.

Fibra Óptica

• Fiabilidad en la transmisión de datos.
• Inmunidad a interferencias.
• Transmisión a largas distancias.
• Gran transferencia de datos.
• Pérdidas por efecto Joule nulas.
• Elevado coste de los cables y conexiones.

Soportes Metálicos

Dentro de los soportes metálicos, encontramos un grupo llamado par metálico que se divide en:

• Par de cables: Cada cable va recubierto con un aislamiento helicoidal de varios hilos de cobre (ej. audio).
• Par apantallado: Dos hilos recubiertos por un trenzado conductor en forma de malla (ej. sonido de alta calidad).
• Par trenzado: Cada hilo recubierto por un aislamiento y trenzado con otro (ej. EIB).

También encontramos el cable coaxial, que transporta datos y vídeo a alta velocidad.

Conexión Inalámbrica

Dentro de la conexión inalámbrica (sin hilos) tenemos dos tipos principales:

• Infrarrojos:
  • Gran número de aplicaciones.
  • Comodidad y flexibilidad.
  • Inmune a radiaciones electromagnéticas (ej. equipos de audio y vídeo).
• Radiofrecuencias:
  • Transmisión de la información vía radio.
  • Alta sensibilidad a las perturbaciones electromagnéticas.
  • No precisa de una orientación entre el emisor y el receptor (ej. teléfono).

En general, las soluciones inalámbricas pueden ofrecer mayor seguridad de transmisión (dependiendo de la tecnología), flexibilidad y versatilidad en las instalaciones, y bajo coste de implementación en ciertos escenarios.

Sistema KNX-EIB: Topología y Componentes

Topología del Sistema EIB

El bus requiere para su funcionamiento un par trenzado que generalmente contiene dos pares: uno para la transmisión de la señal y el segundo para servicios complementarios de alimentación.

La instalación del bus puede configurarse en topología de línea, árbol o estrella. El sistema EIB opera a 24 V, alimentado por una fuente que transforma 230V a 29V. Esta tensión pasa por un filtro que asegura que la alimentación y la transmisión de la información sean lo más limpias posible, proporcionando una tensión de salida de 24 V.

Línea EIB

Es la unidad mínima que compone una instalación. Su longitud máxima puede ser de 1000m, incluyendo ramificaciones. La señal disminuye fuertemente a medida que la longitud del cable aumenta.

• La distancia máxima entre mecanismos EIB debe ser de 700m.
• La distancia entre la fuente de alimentación y un mecanismo EIB es de 350m.
• En cada línea se pueden colocar hasta 64 mecanismos, lo cual depende de la capacidad de la fuente de alimentación y los productos existentes (ejemplo: fuente de alimentación a 24V = 640mA, lo que permite 64 componentes por línea si cada componente consume 10mA).

Este sistema permite conectar dos segmentos de bus a través de repetidores, de tal forma que la capacidad de conexión de la línea se puede duplicar. Sin embargo, cada uno de estos segmentos requeriría una fuente de alimentación adicional. Los repetidores se conectan en paralelo (no se aconseja su uso).

Área EIB

Con los acopladores de línea se pueden conectar hasta 12 líneas para formar un área EIB. Mediante estos acopladores, dos mecanismos en diferentes líneas tienen la posibilidad de intercambiar mensajes a través de la línea principal.

Sistema Total EIB

Con la ayuda de acopladores de área, se pueden conectar hasta 15 de estas, dando lugar al sistema completo. Dos aparatos en diferentes áreas pueden intercambiar mensajes a través del acoplador de línea y del acoplador de área. Se necesitará una fuente de alimentación para cada línea correspondiente (línea de mecanismos, principal o de área), por ejemplo, una fuente para los acopladores de línea y otra para los de área.

Componentes del Sistema EIB

Cable Bus EIB

Es un par trenzado con un apantallamiento de plástico y otro metálico, separados por un hilo con el fin de aislar el apantallamiento metálico del aislante exterior plástico (la malla no va a tierra).

• Un par de cables es para la transmisión de la información (rojo-negro) y el otro para servicios complementarios de alimentación (blanco-amarillo).
• Permite la instalación del bus junto a la red eléctrica de 230V.
• Nunca debe ser instalado junto a otro cable que no esté protegido.
• Debe mantener una distancia adecuada entre el bus y el sistema de pararrayos.
• Debe estar marcado con la etiqueta EIB o BUS.

El empalme de los diferentes conductores que forman el bus, así como la unión de dicho cable con todos los mecanismos, se realiza mediante conectores específicos para elementos bus.

El hecho de que sean dos pares trenzados, aunque solo se utilice uno, es para tener un par de reserva para posibles usos adicionales de la transmisión de información.

Bus para Perfil DIN

Se utiliza para conectar los mecanismos al bus. Este bus para perfil DIN se coloca en el perfil mediante una tira autoadhesiva.

Conectores EIB

Permiten la conexión entre el bus para perfil DIN y el cable bus.

• Conector de 4 polos para perfil DIN: Permite la conexión entre el bus para perfil DIN y el cable bus. Se usa para alimentar una segunda línea, partiendo de la segunda tensión de la fuente de alimentación y un filtro adicional.
• Conector para componentes del bus: Permite la conexión entre el cable bus y los componentes EIB. Es posible desconectar componentes sin interrumpir el bus (respetando la polaridad).

Fuente de Alimentación EIB

Cada línea tiene su fuente de alimentación para sus mecanismos. Las fuentes de alimentación tienen regulaciones de tensión y de corriente, por lo que son resistentes a los cortocircuitos. Las fuentes de alimentación deben ser conectadas a tierra.

• LEDs indicadores:
  • Verde: La fuente de alimentación está conectada a 230V.
  • Rojo: Está en sobrecarga debido a un cortocircuito entre los cables bus.
  • Amarillo: Un voltaje superior a los 30V ha sido aplicado en el lado del bus.
• Características típicas:
  • Tensión de entrada: 230V.
  • Tensión de salida: 29V.
  • Corriente nominal de salida: 320mA.
  • Corriente máxima de salida: 500mA.

Filtro EIB

Aísla la línea bus de la fuente de alimentación. Incluye una función de reset para aislar la línea bus y reiniciar los mecanismos conectados a ella.

Interfaz de Comunicación

Sirve para la programación mediante PC (configuración, parametrización, puesta en marcha).

Acoplador al Bus

Es la parte inteligente de los mecanismos. Su función es recibir y transmitir telegramas.

• Se le pueden acoplar diferentes componentes: pulsadores, reguladores, etc.
• Almacena la dirección física y la aplicación con la dirección de grupo.

Sensor Pulsador

• Disponibles en versiones de 1, 2 o 4 canales.
• Se conecta a un acoplador de bus.
• Pueden enviar telegramas de control de conexión, iluminación y persianas, o telegramas de 1 byte a los actuadores.
• Dispone de un LED de color rojo y verde que indica su estado (apagado, encendido).

Adaptador para Pulsadores Convencionales

Permite la conexión de pulsadores convencionales o contactos libres de potencial. Sus funciones incluyen: conexión, regulación, control de persianas, etc.

Detector de Movimientos

• Se conecta a un acoplador.
• Reacciona a los cambios de temperatura que se producen dentro de su campo de acción.
• Actúa en dos planos distintos.
• Incorpora un potenciómetro para regular el tiempo de desconexión y el umbral de activación.

Mando y Receptor de Infrarrojos

• El receptor es un sensor para acoplador.
• Transmite órdenes desde el mando al sistema.
• El mando a distancia sirve para controlar el receptor de infrarrojos del sistema, y con él podemos controlar hasta 10 direcciones.

Entradas Binarias y Analógicas

• Entrada binaria: Puede ser de 230V, 24V o contacto libre de potencial. Disponible para perfil DIN o falso techo, con 2, 4, 6 u 8 polos.
• Entrada analógica: Permite seleccionar distintos rangos de tensión y corriente. Convierte los valores medidos en telegramas de 8 o 16 bits.

Actuadores EIB

• Actuador de persiana: Para perfil DIN 2S, controla dos grupos independientes de persianas.

Actuador Regulador

• Actuador regulador universal: Sirve para encender y regular lámparas incandescentes y halógenas de 230V, así como lámparas halógenas de bajo voltaje. Pueden ser gobernados por pulsadores convencionales.

Salidas Binarias

• Salida binaria de 4 salidas 6A: Para la conexión de cuatro aparatos independientes mediante contacto libre de potencial.

Interfaz Telefónico

Mecanismo de superficie que puede ser controlado a distancia. Permite conectar hasta cuatro salidas convencionales.