3 Conceptos.de.Domótica

1

Taller de Desarrollo de Sistemas Domticos Basados en Arduino

Jos L. Poza Lujn Sergio Sez Barona

Unidad 3 Conceptos de

domtica

Objetivos Contenido Introduccin Confort y accesibilidad Seguridad Gestin de recursos Comunicaciones Niveles Conclusiones



Unidad 3. Conceptos de domtica




domtica


Objetivos

Conocer el mbito de aplicacin de los sistemas domticos para determinar los componentes y arquitecturas ms convenientes

Conocer los escenarios bsicos de los mbitos domticos de confort, seguridad y gestin de recursos

Conocer los medios de comunicaciones empleados en los sistemas domticos

2

2




domtica


Contenido

Introduccin Definicin mbitos Arquitecturas

Confort y accesibilidad Seguridad Gestin de recursos Comunicaciones

Dispositivos Control Datos

Niveles de la domtica Conclusiones

3




domtica


Definicin

Domtica El trmino domtica viene de la unin de domus (que significa casa en latn) y la automtica, robtica, telemtica, informtica (segn la R.A.E)

R.A.E: conjunto de sistemas que automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda Hogar automtico (control) Hogar digital (informtica y

telecomunicaciones) Hogar inteligente (inteligencia artificial)

Para edificios y entornos ms grandes se habla de inmtica.

4

3




domtica


mbitos

Dimensiones de la domtica En todas las dimensiones hay sensores y

actuadores Es necesario un sistema de control para cada

dispositivo Las comunicaciones interconectan los

dispositivos y los sistemas de control

5

Confort y accesibilidad

Gestin recursos

Seguridad

Comunicaciones




domtica


Control: conceptos

Entradas (sensores), salidas (actuadores)

Procesamiento (control)

6

Actuador I: Vlvula de entrada de lquido

Actuador O: Vlvula de salida de lquido

Sensor m: Nivel mnimo de lquido

Sensor M: Nivel mximo de lquido

Depsito

Sensor M: Nivel mximo de lquido

Sensor m: Nivel mnimo de lquido

Actuador I: Vlvula de entrada de lquido

Actuador O: Vlvula de entrada de lquido

Sensor M

Sensor m

Actuador I

Actuador O

0 0 1 0

0 1

1 0

1 1

0 0

Error Error

0 1

Control: mantener el nivel entre Sensor M y Sensor N

4




domtica


Control: bucle de control

Lazo abierto

Lazo cerrado

7

Entradas Salidas

Entradas Salidas

Realimentacin




domtica


Control: topologa

Estrella

Bus

8

Depsito

Sensor M

Sensor m

Actuador I

Actuador O

Controlador

Depsito

Sensor M

Sensor m

Actuador I

Actuador O

Controlador

Bus

5




domtica


Control: arquitecturas

Diferentes formas de controlar los dispositivos

Capas del control

9

Centralizada Distribuida

El control est en el mismo dispositivo. Slo se comunica con otros dispositivos para la coordinacin entre ellos

El control est en un mismo punto. Se comunica con los dispositivos para controlarlos ya que la coordinacin est centralizada

Hardware control

Cdigo control

Sensores y Actuadores

Conexin control

Control central

Cdigo

Hardware control

Cdigo control

Sensores y Actuadores

Conexin control

Usuario

Conexin dispositivos

Conexin datos

Conexin dispositivos




domtica



Definicin Aquello que produce bienestar y comodidades

(R.A.E.) Adaptar el entorno a las condiciones que

produzcan bienestar Es un trmino subjetivo Cada persona tiene sus propios parmetros de

confort

Afecta a Temperatura Iluminacin Calidad del aire Sonido Electrodomsticos Limpieza

10

6




domtica



Temperatura Sensores

Termostato: lminas bimetlicas (mecnico) Termopar: basado en la unin de dos metales RTD: basados en la variacin de la resistencia Termistor: basado en semiconductores

Actuacin Natural:

Apertura o cierre de ventanas o persianas en funcin de la temperatura externa

Apertura o cierre de conductos de ventilacin

Artificial Aumento o disminucin del aire acondicionado Aumento o disminucin de la calefaccin

11




domtica



Iluminacin Sensores

Fotorresistencia. Fotodiodo. Fototransistor. Cmaras (imagen)

Actuacin Natural

Apertura y cierre de ventanas, persianas y cortinas

Artificial Luz de ambiente Aumento o disminucin de la intensidad de lmparas Cambio de color

Simulacin de presencia Automatizar la secuencia de luces de manera que

aparente la presencia de los habitantes

12

7




domtica



Calidad del aire Sensores

Ambiente: humedad Aire: Oxgeno, CO2, Otros gases: (CO, etc.)

Actuaciones Natural:

Apertura y cierre de ventanas o conductos de ventilacin

Artificial Ambientadores Humidificadores Generadores/amortiguadores de oxgeno, CO, CO2,

etc.

13




domtica



Sonido Sensores

Micrfono Actuaciones

Aislamiento del sonido externo Apertura o cierre de ventanas

Generacin de sonido de ambiente Msica o sonido ambiental

Limpieza Sensores

Polvo en suspensin Olfato electrnico

Actuaciones Extractores, ionizadores. Robots limpiadores

14

8




domtica



Electrodomsticos De los sensores y actuadores a la

programacin inteligente Cada electrodomstico ofrece una serie de

servicios de monitorizacin y de gestin Lnea marrn y gris

Televisin, home cinema Telfonos Ordenadores

Lnea blanca Lavadora Lavavajillas Frigorfico

Es una lnea actual de investigacin

15




domtica


Seguridad

Definicin Libre y exento de todo peligro, dao o riesgo

(R.A.E.) Proteger las personas y los bienes

Evita daos internos (incendios, inundaciones) como externos (generalmente robos).

El nivel de seguridad depende del riesgo.

Afecta a Deteccin de gases Deteccin de agua Sensores de presencia Cmaras Simulacin de presencia

16

9




domtica


Seguridad

Sanitaria Tele-medicina: la tecnologa se debe

integrar y ser compatible con los sistemas del hogar

Gestin de medicamentos, dietas, etc. Alertas mdicas

Medicin y variacin de la calidad del ambiente Medicin de parmetros del paciente

Temperatura Tensin Ritmo cardiaco Oxgeno en sangre

Tele-asistencia

17




domtica


Seguridad

Personal: deteccin de accesos o intrusiones Sensores

Detectores de movimiento y proximidad PIR (Passive Infrared Sensor) Ultrasonidos, microondas, tomgrafos, vdeo

Detectores de apertura de puertas y ventanas o impacto Magnticos Inerciales Inclinacin

Video vigilancia Actuaciones

Alarmas Cierre automtico de accesos Simulaciones de presencia

18

10




domtica


Seguridad

Material Sensores

Gases Humo e incendios Inundaciones Txicos o nocivos

Monxido en garajes Radioactividad

Actuaciones Alarmas Sistemas antincendios Activacin de bombas de agua Apertura y cierre de ventanas o conductos de

ventilacin

19




domtica


Gestin de recursos

Definicin Graduar o dosificar el uso de algo, para

obtener mayor rendimiento de ello o para que produzca mejor efecto(R.A.E.)

Optimizar los recursos Ahorrar en costes econmicos

y ambientales. Es opuesta al confort y en ocasiones a la

seguridad.

Afecta a Conectar y desconectar

Luces, electrodomsticos, etc. Detectar fugas

Agua, electricidad

20

11




domtica


Gestin de recursos

Energa (consumo elctrico) Sensores

Control de consumo elctrico Deteccin de luces, puertas abiertas, etc.

Actuaciones Planificacin del consumo Establecimiento de prioridades sobre el confort

Gestin de energas renovables Paneles solares, Generadores elicos

Agua Sensores

Control de consumo Control de calidad

Actuaciones Riegos automticos

21




domtica


Comunicaciones

Definicin Transmisin de seales mediante un cdigo

comn al emisor y al receptor (R.A.E.) Implica

Dispositivos especficos al canal. Aumento de la potencia del sistema.

Afecta a Dispositivos Medios de transmisin

empleados 22

12




domtica


Comunicaciones

Conexin entre dispositivos Interconectan sensores y actuadores entre

ellos y los dispositivos bsicos de control El objetivo es generar redes de sensores

Conexin de control Interconectan los diferentes dispositivos de

control Son sistemas de comunicaciones dedicados

a sistemas domticos Conexin de datos

Intercambian volmenes de datos en el sistema

Es habitual emplear las redes ya existentes

23




domtica


Buses conexin de dispositivos

Firewire (IEEE 1394) Bus serie, cable, hasta 400 MB/s. Topologa en rbol. Mxima

distancia: 4.2m. Hasta 63 dispositivos

USB Bus serie, cable, 600 MB/s. Topologa en bus/rbol. Mxima

distancia: 6m. Hasta 127 dispositivos.

IrDA Punto a punto, inalmbrico. Mxima distancia: 10m.

Bluetooth Bus inalmbrico. Mxima distancia 100m. Hasta 24MB/s.

24

13




domtica


Buses de Control

BACNet (building automation and control networks) ASHRAE/ANSI 135, ISO 16484-5

CeBus X10 KNX (EN 50090, ISO/IEC 14543)

Fusin de EIB (European Installation Bus) o Instabus, EHS (European Home Systems Protocol) y Batibus

LonWork (ANSI/EIA 709.1-A-1999) UPB (Universal Powerline Bus) IEEE 802.15.4

ZigBee xBee

25




domtica


Buses de datos

Dedicados (Home Network) HomePlug (IEEE 1901) HomeRF HomePNA

Genricos Ethernet (IEEE 802.3) WiFi (IEEE 802.11)

26

14




domtica


Niveles de la domtica

Hogar Automtico: control bsico de aparatos

Sin interaccin entre ellos Mandos a distancia

Digital: comunicaciones entre los aparatos Comunicacin con el usuario Internet

Inteligente: inclusin de la inteligencia artificial: computacin Interaccin entre dispositivos Sistemas autnomos

Edificios Inmtica

27




domtica



Hogar Automtico Control remoto

Persianas Luces Temperatura Alarmas

Monitorizacin Estado de la casa

Bucles de control sencillos Las comunicaciones

son internas En ocasiones hay una

escasa regulacin de la luz o de la temperatura

28

15




domtica



Hogar Digital Cubre los aspectos del hogar automtico a

los que enriquece mediante Interconexin de todos los elementos Visin global de la casa Comunicaciones internas y externas (pasarela

residencial)

Bucles de control ms complejos

29




domtica



Hogar Inteligente Cubre los aspectos del hogar automtico y

el hogar digital a los que aade Inclusin de la inteligencia artificial Casas adaptativas a las personas Iniciativa propia

Bucles de control muy complejos Comunicaciones internas

y externas con gran cantidad de datos

Casas configurables 30

16




domtica


Conclusiones

Los sistemas domticos se basan en un bucle de control de alguna de las reas de la domtica

Las reas en las que se organizan los sistemas domticos son Confort y accesibilidad Seguridad Gestin de recursos Comunicaciones

Los sistemas domticos pueden extenderse a sistemas ms grandes (edificios, bloques, poblaciones)

31




domtica



3 Conceptos.de.Domótica

Documents

Transcript of 3 Conceptos.de.Domótica