b9 Introducción a La Domótica Pcpi

5/25/2018 b9 Introduccin a La Domtica Pcpi

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P.C.P.I. Auxiliar de Instalaciones Electrotcnicas y de Comunicaciones.

Mdulo Especfico de Instalaciones elctricas y domticas.

Francisco Jos Jimnez MonteroI.E.S. Al-Baytar. Arroyo de la Miel. Benalmdena. Mlaga

Programa de Cualificacin Profesional Inicial de

Auxiliar de Instalaciones Electrotcnicas y de Comunicaciones.


Cdigo: 1001_ELE

PPCCPPIICUADERNO DE PRCTICAS DE TALLER.

BLOQUE 9.

INSTALACIONES DOMTICAS.

U.D. 22 INTRODUCCIN A LA DOMTICA

U.D. 23 INSTALACIONES DOMTICAS

1. INTRODUCCION A LA DOMTICA...................................................22. SERVICIOS Y APLICACIONES DOMTICAS ......................................33. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DOMTICO ........................................54. ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DOMTICOS..............................55. TIPOS DE NODOS EN LOS SISTEMAS DOMTICOS ...........................66. COMUNICACIN EN LOS SISTEMAS DOMTICOS. ............................67. TIPOS DE CONFIGURACIONES.......................................................88. TECNOLOGAS EN REDES DOMSTICAS..........................................89. SISTEMAS TCNICOS DE AUTOMATIZACIN BASADOS EN AUTMATASPROGRAMABLES ............................................................................. 1010. EJEMPLO DE INSTALACIN. SISTEMA X-10 ................................ 1011. SENSORES Y TRANSDUCTORES ................................................ 1112. ACTUADORES ........................................................................ 16


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BLOQUE 9. INSTALACIONES DOMTICAS. Pgina 2 de 17Francisco J. Jimnez

INTRODUCCIN A LA DOMTICA

1. INTRODUCCION A LA DOMTICA

1.1.DOMTICAPodramos definir la domtica como el conjunto de servicios

proporcionados por sistemas tecnolgicos para satisfacer las necesidadesbsicas de seguridad, comunicacin, gestin energtica y confort, delhombre y de su entorno ms cercano.

Bajo el concepto de domtica nos vamos a referir a los mecanismos deautomatizacin y control (apagar / encender, abrir / cerrar y regular) delos sistemas domsticoscomo la iluminacin, climatizacin, persianas ytoldos, puertas y ventanas, cerraduras, riego, electrodomsticos, suministrode agua, suministro de gas, suministro de electricidad, etc.

1.2.INMTICAEs el uso de los sistemas de gestin tcnica automatizada de las

instalaciones en edificios singulares o privilegiados, comprendidos en el usoterciario e industrial (oficinas, edificios corporativos, hoteleros,empresariales y similares), con el objetivo de reducir el consumo de energay aumentar el confort y la seguridad de los mismos.

Podramos definir la inmtica como la domtica de grandes edificios. LaInmticaadems integra la domtica interna dentro de una estructura enred, con gestin desde PC.

1.3.HOGAR DIGITALEl Hogar Digitales una vivienda que a travs de equipos y sistemas, y laintegracin tecnolgica entre ellos, ofrece a sus habitantes funciones y

servicios que facilitan la gestin y el mantenimiento del hogar, aumentan laseguridad; incrementan el confort; mejoran las telecomunicaciones;ahorran energa, costes y tiempo, y ofrecen nuevas formas deentretenimiento, ocio y otros servicios dentro de la misma y su entorno.

Es la integracin en un sistema comn de los sistemas domticos,multimedia, seguridad y comunicaciones.


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2. SERVICIOS Y APLICACIONES DOMTICAS

2.1.CONTROL Y GESTION DE LA ENERGALos servicios de control de la energa se encargan de racionalizar losconsumos en base a diferentes criterios:

Desconexin selectiva de cargas: Desconectan aparatos noprioritarios para evitar sobrepasar el lmite de potenciacontratado. Ej.: Desconexin de lavadora cuando funciona lavitrocermica.

Programacin de la puesta en marcha de receptores en horariode doble tarifa. Ej.: Acumuladores trmicos en tarifa nocturna.

Calefaccin y aire acondicionado por zonas: Se habilita laclimatizacin solo en las zonas que se estn usando. Ej.:Habitaciones por la noche y saln durante el da.

Iluminacin interior y alumbrado exterior en funcin de la

luminosidad y de la presencia. Informacin de consumos, costes y tarifas.

Usos de fuentes de energa alternativas: solar, viento oacumuladores.

2.2.SEGURIDADLa gestin de la seguridad tiene por objeto la proteccin de las personas ascomo de los bienes. Podemos distinguir varios grupos:

2.2.1. Alarmas de intrusin:

Detectores de presencia, intrusin o sabotaje conectados acentrales de alarmas. (Deben estar homologadas por elMinisterio del Interior).

2.2.2. Alarmas contra-incendio:

Detectores de humos y fuego que actan activando la alarma ysobre sistemas de extincin y cortes de suministro elctrico yelectro vlvulas de corte de gas.

2.2.3. Alarmas tcnicas:

Detectores de gas que cierran la electrovlvula de paso delinmueble, evitando posibles explosiones.

Detectores de fugas de agua que actan sobre la vlvula depaso de agua evitando inundaciones y desperfectos.

Simulacin de presencia: mediante el encendido y apagado deluces aleatoriamente y movimiento de persianas y cortinas.

Llamada telefnica al usuario ante cualquier alarma o incidencia.

Alarmas de salud: Botn antiptico o de salud conectado acentro de salud, familiar o vecino.


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2.3.AUTOMATIZACIN DE LAS INSTALACIONES

Iluminacin:

o Encendido de luces mediante detectores de presencia.

o Regulacin de la luminosidad mediante actuadoresDimmers, por accionamiento manual o nivel deluminosidad ptimo dependiendo de la luz ambiental.

Persianas y Toldos:

o Accionamiento manual o automtico de persianas y toldospara aprovechamiento ptimo de la luz solar.

o Recogida automtica de toldos si hay viento.

Riesgos automticos:

o Programables o medicin de la humedad del terreno.

Vdeo portero automtico.

Sistemas multimedia de seales de audio y video.(Hogardigital).

2.4.COMUNICACIONES

Envo de alarmas o comunicaciones desde la vivienda a nmerosde telfono programados.

Diagnstico de la vivienda desde el exterior mediante telfono,SMS o Internet.

Actuacin de los sistemas desde el exterior (telfono, SMS,Internet): Encendido de horno, calentador elctrico,calefaccin


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3. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DOMTICO

Los elementos de un sistema domtico se pueden clasificar en:

3.1.SENSORES O TRANSDUCTORESSon los elementos encargados de medir un fenmeno fsico y convertir en

una magnitud elctrica (Intensidad o tensin). Estos dispositivos estnpermanentemente monitorizando el entorno con objeto de generar unevento que ser procesado por el controlador.

Dependiendo del tipo de seal generada pueden ser:

Analgicos: Realizan la medicin del parmetro fsico en unrango de valores. El valor del parmetro puede ser enviado alsistema de forma analgica (tensin o intensidad en funcindel valor del parmetro a medir) o de forma digital(conviertepreviamente el valor analgico en un dato digital que esinterpretado por el controlador).

Digitales: Se activan cuando se supera un cierto umbral. Solotienen dos estados posibles de salida (encendido-apagado, ON-OFF, 0-1). Ejemplos: Interruptor, los sensores de temperatura,viento, humedad, humo, escape de agua o gas, etc.

3.2.ACTUADORESSon los dispositivos elctricos/electrnicos encargados de actuar sobre unparmetro fsico.

Estos dispositivos de salida reciben la orden del controlador y realizar una

accin (encendido/apagado, subida/bajada de persiana, apertura/cierre deelectrovlvula, etc.).

3.3.CONTROLADORESSon los dispositivos encargados de recibir la informacin del entorno fsicomediante las seales elctricas procedentes de los sensores, procesar stasseales y generar las seales de control para poner en funcionamiento losactuadores, segn una programacin preestablecida.

4.

ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DOMTICOSDependiendo del controlador o controladores del sistema domtico existendos clases de arquitecturas:

4.1.ARQUITECTURA CENTRALIZADAUn controlador central recibe informacin de los mltiples sensores y, unavez procesada, genera las rdenes oportunas para los actuadores. En casode mal funcionamiento del controlador, no funciona el sistema domtico.

4.2.ARQUITECTURA DISTRIBUIDAEn este caso, no existe la figura del controlador centralizado, sino que todala inteligencia del sistema est distribuida por todos los mdulos seansensores o actuadores. De esta forma cada elemento del sistema esprogramado independientemente. Las ventajas de estos sistemas son:


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El mal funcionamiento de un elemento no impide el correctofuncionamiento de los dems elementos de la instalacin.

Facilidad en la instalacin.

Modularidad y facilidad de ampliacin. (Menos cableado).

4.3.ARQUITECTURA MIXTA

Algunos sistemas usan un enfoque mixto, esto es, son sistemas conarquitectura descentralizada en cuanto a que disponen de varios pequeosdispositivos capaces de adquirir y procesar la informacin de mltiplessensores y transmitirlos a un grupo de dispositivos distribuidos por lavivienda; bajo el gobierno de un controlador central.

5. TIPOS DE NODOS EN LOS SISTEMAS DOMTICOS

Una red domtica de arquitectura distribuida est compuesta por una seriede nodos que se conectan unos con otro a travs del bus decomunicaciones:

Nodos de control estndar: son los encargados de controlar y

actuar sobre los parmetros de cada estancia. Nodos de supervisin: son nodos dedicados a realizar la

interface con el usuario y donde se disponen las funciones que elusuario puede supervisar o controlar. Ej.: Pantallas tctiles.

Nodos de comunicaciones: estos son nodos dedicadosespecficamente a soportar la red de comunicaciones de lavivienda.

6. COMUNICACIN EN LOS SISTEMAS DOMTICOS.

6.1.MEDIO DE TRANSMISIN

Los sistemas domticos emplean distintos medios de transmisin de lasseales de control, pudiendo existir sistemas que utilicen varios medios a lavez. En lneas generales el sistema puede ser cableadoo inalmbrico.

CABLEADOS:

Cables de cobre: La transmisin se realiza por medio decables de cobre, pudiendo existir varios tipos:

o Par de cobre. (Apantallados o no)

o Par trenzado (Twisted Pair). (Apantallados o no)

o Coaxial.

o Bus.

Fibra ptica


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INALMBRICOS

Radiofrecuencia (RF):El medio de transmisin son ondasde radio, en una frecuencia establecida para tal fin.

Infrarrojos (IR): La transmisin se realiza mediante

infrarrojos. Equipos de AA y clima.

6.2.SISTEMA DE TRANSMISIN

Transmisin simple: Cada sensor o actuador se cableaindependientemente al controlador del bus. Autmatas omicroautmatas. (S7, Logo )

Transmisin en bus: Todos los sensores y actuadores seconectan al mismo cable. Los datos se envan en forma depaquetes estructurados. Debe existir un protocolo que permitala comunicacin de cada uno de ellos sin que existan colisionesen la seales.

6.3.SEALES Y ALIMENTACIN EN EL BUSDependiendo de las seales que se transporten en el bus de datos, lossistemas de transmisin en bus pueden clasificarse en:

Sistemas de alimentacin y comunicacin independientes:La alimentacin de los mdulos se realiza mediante un cableadodistinto al utilizado para transmitir los paquetes de datos.

Sistemas de alimentacin y datos conjunto: Por el mismocable se transporta adems de los datos de control del sistema, laalimentacin en continua (Vcc) necesaria para el funcionamiento

de los distintos mdulos. Ej.: KNX EIB. Sistemas de corrientes portadoras: (PLC - Power Line

Carrier). Se utiliza la lnea de distribucin elctrica como mediofsico por donde viajan los datos que se intercambian losdistintos mdulos domticos. Ej.: X-10 e EIB-PL

o Ventajas:

Coste nulo de la instalacin.

Facilidad de conexionado e instalacin.

o Inconvenientes

Poca fiabilidad en la transmisin de los datos.

Baja velocidad de transmisin.


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6.4.PROTOCOLOS DE BUS

Sistemas propietarios:El protocolo de transmisin es propiodel sistema domtico y se ha diseado especialmente para stesistema. Ej.: X-10, EIB KNX

Sistemas no propietarios o estndar:Se utiliza un protocolode transmisin en el bus de uso general. Ej.: BlueTooth, TCP/IP.

Gateways: Cuando un sistema domtico que utiliza un sistema propietarionecesita conectarse mediante otro protocolo con otro sistema domtico adistancia o para comunicarse con el exterior se utilizan las puertas deenlace residenciales o Gateways. Ej.: Control de sistema EIB desde unPC conectado a Internet.

7. TIPOS DE CONFIGURACIONES

Los distintos tipos de configuracin de los sistemas domticos son:

Configuracin automtica (A-mode, Plug&Play, UPnP): Elequipo se configura al integrarlo en la red domtica o vieneconfigurado de fbrica.

Configuracin fcil (Easy Mode): El equipo se configuramediante unas teclas de seleccin. Ej.: X-10.

Configuracin de Instalacin (System Mode): Laconfiguracin se realiza mediante la programacin del sistemadomtico, desde un PC conectado al sistema y con un programade ordenador especfico.

Los sistemas de configuracin fcil y automtica por su facilidad de

instalacin son utilizados en instalaciones donde las necesidades del clienteson pocas y dentro de las peticiones usuales. Los sistemas de configuracinautomtica son ms complejos de instalar pero permiten particularizar lasnecesidades del cliente, usar equipos de informacin y control mscomplejos (Pantallas tctiles, PC) y cambiar la funcionalidad con soloreprogramar los aparatos.

8. TECNOLOGAS EN REDES DOMSTICAS

La siguiente tabla resume los sistemas y tecnologas ms introducidos en laactualidad en redes domsticas.


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8.1.Sistemas domticos ms ampliamente implantados enEspaa:

Logotipo Sistema Fabricante/Desarrollador

Konnex EIBAsociacin de:

EIB, EHS y BatiBus

X-10PicoElectronics Glenrothes, Escocia

LonWorks/LonTalk

Domotium Domodesk

SimonVox,SimonVis


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9. SISTEMAS TCNICOS DE AUTOMATIZACIN BASADOS ENAUTMATAS PROGRAMABLES

Sin ser sistemas domticos propiamente dicho, los autmatas programablesy microautmatas se estn utilizando ampliamente para la automatizacin

de viviendas. En vista al mercado especfico para automatizacin deviviendas, los fabricantes de estos equipos, suelen desarrollar sistemas deprogramacin que faciliten la tarea del instalador. Ej.: Simtica para S7-200de Siemens.

Autmata Fabricante Software

Logo LOGO!Soft Comfort

S7-200MicroWin

Simtica

10. EJEMPLO DE INSTALACIN. SISTEMA X-10


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Sensores y Actuadores.11. SENSORES Y TRANSDUCTORES

Son los elementos encargados de medir un fenmeno fsico y convertir

en una magnitud elctrica (Intensidad o tensin), funcin del parmetrofsico. Estos dispositivos estn permanentemente monitorizando el entornocon objeto de generar un evento que ser procesado por el controlador.

Dependiendo del tipo de seal generada pueden ser:

Analgicos: Realizan la medicin del parmetro fsico en unrango de valores. El valor del parmetro puede ser enviado alsistema de forma analgica(tensin o intensidad en funcin delvalor del parmetro a medir) o de forma digital (conviertepreviamente el valor analgico en un dato digital que esinterpretado por el controlador).

Digitales: Se activan cuando se supera un cierto umbral,previamente programado o seleccionado (ya sea de formamanual o de fabrica). Solo tienen dos estados posibles de salida(encendido-apagado, ON-OFF, 0-1). Ejemplos: Interruptor, lossensores de umbral de temperatura, de umbral de viento,humedad, humo, escape de agua o gas, etc.

Elementos de un sensor

Sensores usados en sistemas domticos.

1.1.1Sensores de Humos y Fuego.


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1.1.2Sensores de Gases (Butano, Propano, Gas Natural,Metano).

1.1.3Sensores de CO (Monxido de Carbono).


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1.1.4Sensores de Presencia. Volumtricos.

Sensor de presencia de techo

1.1.5Sensores de rotura de cristales y aperturas depuertas.

1.1.6Barreras de Infrarrojos.


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1.1.7Sensores de Luminosidad. Crepusculares

1.1.8Sensores de Humedad e inundacin

1.1.9Termostatos, cronotermostatos y sondas detemperatura.


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11.1.1. Sensores de velocidad del Viento. Anemmetros.

11.1.2.Sensores delluvia


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12. ACTUADORES

Son los dispositivos elctricos/electrnicos encargados de actuar sobre unparmetro fsico.

Estos dispositivos de salida reciben la orden del controlador y realizar una

accin (encendido/apagado, subida/bajada de persiana, apertura/cierre deelectrovlvula, etc.).

Actuadores usados en los sistemas domticos.

1.1.10Rels y rels de estado slido.

1.1.11Contactores


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1.1.12Actuadores de Persiana

1.1.13Reguladores de luminosidad. Dimmers.

1.1.14Electrovlvulas.

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