DISEÑO DE UN BANCO DE LABORATORIO DE DOMÓTICA BASADO EN EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE LOGO

JAVIER SILVA AMADO RONAL ALEXIS MARTINEZ CERON

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE IENCIAS NATURALES Y TECNOLOGIAS

TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA VÉLEZ 2013

DISEÑO DE UN BANCO DE LABORATORIO DE DOMÓTICA BASADO EN EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE LOGO

JAVIER SILVA AMADO RONAL ALEXIS MARTÍNEZ CERÓN

Tesis de grado, para optar el titulo de tecnólogo en electrónica

Director: RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS

Ing. En Control Electrónico e Instrumentación

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y TECNOLOGIAS

TECNOLOGÍA EN ELECTRONICA VÉLEZ 2013

Vélez, Santander 27 de Mayo 2013

Tesis de grado, Ante el comité de proyectos de grado de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería: Tecnología en Electrónica, se desarrolló el proyecto “DISEÑO DE UN BANCO DE LABORATORIO DE DOMÓTICA BASADO EN EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE LOGO”, presentado por JAVIER SILVA AMADO Y RONAL ALEXIS MARTÍNEZ CERÓN, como requisito para obtener el título de tecnólogo en electrónica. ____________________ Presidente del jurado ____________________ Jurado ____________________ Jurado

Dedico este trabajo a todas las personas que forman parte de mi vida, a mi madre LUZ AGUEDA AMADO mi padre ERNESTO SILVA MATEUS a mi hermana MAIRA SILVA AMADO, a mi novia, a mis amigos y a todas las personas que colaboraron con el desarrollo del presente proyecto.

JAVIER SILVA AMADO

A mis padre JULIO CESAR MARTINEZ, mi madre LUZ MARINA CERON mi esposa, mi hija, mis amigos, a mi compañero de proyecto JAVIER SILVA AMADO por su apoyo incondicional, y a todas las personas y cuerpo de docentes que colaboraron con el desarrollo de la presente tesis.

RONAL ALEXIS MARTÍNEZ CERÓN

AGRADECIMIENTOS Se brinda un agradecimiento general a las directivas y al grupo de profesores de la facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería de las Unidades Tecnológicas de Santander regional Vélez, por todos los servicios prestados y por la enseñanza que nos brindaron, al Ingeniero en Control Electrónico e Instrumentación RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS por su orientación y apoyo en el desarrollo de la presente tesis. A los compañeros y amigos que de una u otra forma colaboraron con este proceso, a nuestras familias por su apoyo incondicional, sus consejos y sabiduría.

CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÓN 15 1. DOMÓTICA 16 1.1 APLICACIONES 17 1.1.1 Seguridad y alarmas 17 1.1.2 Ahorro energético 18 1.1.3 Confortabilidad (confort) 19 1.1.4 Comunicaciones 20 1.2 ELEMENTOS DEL SISTEMAS DOMÓTICO 22 1.2.1 sensores 22 1.2.2 actuadores 26 1.2.3 nodos 28 1.2.4 Sala – Cocina – Comedor 28 1.2.5 Habitaciones 29 1.2.6 patio 29 1.2.7 jardín – parqueadero 29 1.3 ARQUITECTURA DOMÓTICA 30 1.3.1 Centralizada 31 1.3.2 Descentralizada 31 1.3.3 Distribuida 32 1.3.4 Mixta 33

1.4 MEDIOS DE TRANSMISIÓN 33 1.5 PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES 37 1.5.1 BatiBUS 38 1.5.2 EIB 38 1.5.3 EHS 38 1.5.4 Konnex o KNX 39 1.5.5 CEBus 40 1.5.6 Longwork 41 1.5.7 X-10 41 2 DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN DOMÓTICA GENERAL 47 2.1 PLC LOGO 47 2.2 DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS 59 2.3 DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS 60 3. APLICACIÓN PLANTEADA 66 3.1 PRÁCTICA O EVENTO 1 (CASA VACÍA) 66 3.2 PRÁCTICA O EVENTO 1 (ALARMA) 70 3.3 PRÁCTICA O EVENTO 3 (ALARMA SILENCIOSA) 73 3.4 PRÁCTICA O EVENTO 4 (LUCES Y TV) 75 4. CONCLUSIONES 77 5. BIBLIOGRAFÍA 78

LISTA DE TABLAS

Pág. Tabla 1. Aplicaciones Domóticas 22 Tabla 2. Ficha técnica acoplador 45

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Panel de control domótico 17 Figura 2. Sensor domótico de temperatura (termostato) 23 Figura 3. Sensor de incendio. 23 Figura 4. Sensor de inundación. 24 Figura 5. Detector infrarrojo de presencia. 24 Figura 6. Sensores comunes de intrusión. 25 Figura 7. Sensores fotoeléctricos. 25 Figura 8. Señal de entrada al PLC. 26 Figura 9. Motores D.C, A.C y paso a paso. 27 Figura 10. Actuadores eléctricos. 28 Figura 11. Distribución de cada elemento en el panel domótico. 29 Figura 12. Arquitectura centralizada. 30 Figura 13. Arquitectura descentralizada. 31 Figura 14. Arquitectura Distribuida. 31

Figura 15. Arquitectura mixta. 32 Figura 16. Esquema del conductor metálico 10 base T o par trenzado TP 35 Figura 17. Cable coaxial 35 Figura 18. Transmisores inalámbricos 36

Figura 19. Cable metálico 37 Figura 20. Instalación dividida en varias zonas. 40

Figura 21. Comunicación x-10 42 Figura 22. Transmisión de datos. 43 Figura 23.Conexionado del filtro acoplador de fases. 44 Figura 24. Filtro acoplador de fases 44 Figura 25. Conexión REBaT. 46 Figura 26. PLC LOGO 48 Figura 27. Estructura LOGO. 49 Figura 28. Logo Soft comfort versión 6.1 50 Figura 29. Presentación con diferentes PLC logo. 50 Figura 30. Presentación con el CD de instalación. 51 Figura 31. Conexiones 51 Figura 32. Conexiones. 52 Figura 33. Tablero domótico. 52 Figura 34. Área de trabajo. 53 Figura 35. Esquemas e información. 53 Figura 36. Propiedades del esquema 54 Figura 37. Línea de esquemas. 54 Figura 38. Aplicación de contactos. 55 Figura 39. Agregación de contacto (bobina). 55 Figura 40. Simulador logosoft. 56 Figura 41. Simulador. 56 Figura 42. Simulador encendido. 57

Figura 43. Enlace al servidor PC. 57 Figura 44. Contador. 58 Figura 45. Temporizador. 58 Figura 46. Módulo de domótica a realizar. 59 Figura 47. Conexión de entradas y salidas convensionales. 60 Figura 48. Sensor magnético. 61 Figura 49. Sensor de movimiento. 62 Figura 50. Cerradura electrónica. 64 Figura 51. Conexión a 24 VDC. 64 Figura 52. Plano de la etapa aplicado a una vivienda. 67 Figura 53. Casa vacía sin acción, I1 (cerradura Q4). 68 Figura 54.Activación del TV (Q1). 69 Figura 55. Desactivar luces (Q2 y Q3). 69 Figura 56. Demostración en el plano de vivienda. 71 Figura 57.alarma. 71 Figura 58. Activación I3 72 Figura 59. Activación de I4. 72 Figura 60. Activación I6. 73 Figura 61. Demostración en el plano de vivienda. 75 Figura 62. Demostración en el plano de vivienda. 76

LISTA DE ANEXOS Anexo 1. PDF domótica y PLC (CD).

RESUMEN El módulo de laboratorio de domótica basado en el controlador programable logo es el enlace perfecto para la alimentación educativa de los estudiantes del área de electrónica y de las personas interesadas en el tema, no solo es un panel para la realización de prácticas de laboratorio, si no que servirá para profundizar las dudas de los estudiantes sobre temas relacionados con automatización. Esta tesis identifica las características principales de todos los sensores, actuadores y nodos utilizados para su desarrollo, además, sirve como orientación y guía para que los estudiante desarrollen tareas en el campo laboral. La realización del módulo pretende solucionar escenas o eventos a escala entendiendo, que cada situación se puede presentar en el diario vivir, en una vivienda o cualquier edificación, la creación del panel en forma de plano arquitectónico de una casa crea un ambiente de confort en el cual se apreciará un mejor análisis de los procesos a desarrollar, razón por la cual las escenas fueron implementadas para que los estudiantes se orienten mejor y desarrollen sus habilidades de interpretación de planos domóticos, programación de PLC logo entre otras.

INTRODUCCIÓN En la actualidad, la evolución tecnológica y la demanda de producción, hacen que la automatización industrial sea un factor de gran importancia en los procesos físicos naturales. La automatización resuelve las algunas dudas generadas por el comportamiento de la naturaleza y valida los cálculos y procesos matemáticos teniendo en cuenta los procesos industriales, con los principios de medición. El hombre con el transcurrir del tiempo, ha buscado la manera de hacer más eficientes los procesos que implique las tareas del hogar, con el objetivo de optimizar y encontrar una casa inteligente que supla todas las necesidades y lujos. Para tal fin se ve en la obligación de recurrir a protocolos y dispositivos que realicen las funciones de los llamados procesos DOMÓTICOS. Adicionalmente cada tarea implica la utilización de dispositivos que responden electrónicamente a alteraciones físicas como humedad, temperatura, movimiento, luminosidad, entre otros, señalando de esta manera la implementación de paneles que controlen automáticamente ciertas variables físicas. Las Unidades Tecnológicas de Santander al dimensionar la implementación de los procesos Domóticos y la importancia que juega la electrónica en estos, ha realizado con la ayuda de sus estudiantes la propuesta de un banco de laboratorio en domótica, dirigido mediante diferentes tipos de sensores; con el fin de entregar al campo laboral personas con grandes aptitudes y conocimientos claros sobre esta área. El proyecto se enfoca en implementar en el laboratorio de electrónica, un banco capaz de desarrollar en el estudiante el análisis de los conceptos de automatización y control, mediante la solución de una serie de prácticas académicas.

1. DOMÓTICA La terminología de domótica proviene del latín domus que significa casa y del término informática siendo el conjunto de sistemas que integran y aplican las nuevas tecnologías informáticas para el hogar, aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, que pueden ser integrados por medio de redes de comunicación interiores y exteriores, cableadas o inalámbricas, y cuyo control depende de la ubicación y el autómata adecuado (PLC). La domótica contiene algunas características dependiendo el método de propagación de la información:

Interacción

Interrelación

Facilidad de uso

Tele operación o manejo a distancia

Fiabilidad

Actualización

Capacidad de programación Se suele considerar que la domótica es una disciplina emergente, en la que conjuntamente están implicados ingenieros eléctricos, electrónicos, arquitectos, programadores de sistemas y diseñadores, en algunos casos se ha pretendido pasar sistemas Domóticos por aplicaciones a distancia en el hogar, pero en la actualidad se considera como domótico un sistema que integre múltiples servicios y prestaciones en las tareas de la vivienda. En la figura 1, Se representa un panel domótico utilizando elementos que tendría una vivienda particular a escala por medio de un controlador lógico programable (PLC).

Figura 1. Panel de control domótico.

Fuente. http://www.casadomo.com/noticiasDetalle.aspx?idm=10&id=11214&c=6 1.1 APLICACIONES La Domótica se puede agrupar en cuatro aspectos o aplicaciones principales en las cuales se pueden integrar funciones relacionadas con cada una, así mismo se selecciona cada función de la vivienda en el subgrupo correspondiente, así: 1.1.1 Seguridad y alarmas: Es la red de seguridad encargada de proteger el patrimonio y la seguridad personal.

Alarmas: Incendio

Inundación

Fuga de gas

Escapes de agua

Sistema antirrobo Sensores magnéticos de ventanas y puertas

Sensores de ruptura de cristal

Sensores de presencia (movimiento, térmico)

Simuladores de presencia (volumétricos o perimetrales)

Control de acceso

Escáner (voz, retina, huellas digital…)

Teclados (introducción de códigos) Detector de metales Lector de tarjetas magnéticas

Alarmas médicas

Sistemas asistenciales

Monitorización de parametros médicos Tele asistencias

1.1.2 Ahorro energético: Este ahorro se puede realizar de muchas maneras sin necesidad de sustituir los aparatos o sistemas del hogar por otros que consuman menos energía lo único que se necesita es un plan eficiente de los mismos.

Parámetros Sistema de control de iluminación y temperatura

Sistema de acumulación de agua caliente

Sistema de calefacción

Grado de ocupación de espacio

Tipo de tarifas (electricidad, gas…)

Potencia contratada

Conceptos Prioridad en la desconexión de cargas

Acumuladores de energía

Zonificación de los sistemas

Control Regulación

Programación

Optimización

Seguridad

1.1.3 Confortabilidad (confort): son todas las actuaciones que se llevan a cabo para la comodidad de una vivienda, las actuaciones pueden ser pasivas, activas y mixtas.

Control de automatismos Monitorización de sistemas (PC, TV, radio…)

Accionamiento automático (ventanas, persiana, toldos…)

Distribución de señales de audio y video

Sistema automático de electrodomésticos

Sistemas de riego automático (jardín, prado)

Ambiental Control de iluminación

Control de temperatura (ventilación, calefacción y aire acondicionado)

Apagado general de las luces de la vivienda

Elementos auxiliares Temporizadores

Mandos a distancia

Control vía internet

Gestión multimedia y del ocio electrónico

1.1.4 Comunicaciones: son los sistemas o infraestructuras de comunicaciones que posee el hogar.

Tele comunicación

Tele mantenimiento

Transmisión interna por TV cerrada

Comunicación de voz

Contestador

Citófono

Buzón de voz

Transmisor de sistemas externos

Wife PDA Móviles

Transmisor de datos INTERNET

Correo electrónico

Televisión Por cable

Pay per view

Video con demand

En la tabla número 1, se muestra en forma resumida la clasificación de los diferentes servicios prestados en cada aplicación de la domótica, contenido que se explicó anteriormente:

Tabla 1. Aplicaciones Domóticas. SEGURIDAD Y ALARMAS

- Alarmas anti intrusión y robo. - Simulación de presencia. - Alarmas técnicas: detección de gases, humos, inundación, entre otros.

CONTROL Y GESTIÓN DE ENERGÍA

- Ahorro energético mediante la gestión optimizada de cargas Eléctricas.

ÁREAS DE COMUNICACIÓN

- Intercomunicadores. - Integración de Internet en el control Eléctrico de la vivienda. - Distribución multimedia.

SISTEMAS DE CONFORTABILIDAD

- Regulación de luminosidad. - Control remoto de luminarias y Dispositivos. - Gestión de persianas y toldos. - Sistema de riego automatizado.

Fuente. Iniciación a la domótica 1.2 ELEMENTOS DEL SISTEMAS DOMÓTICO Los elementos del sistema domótico son dispositivos, eléctricos, mecánicos y electrónicos capaces de desarrollar eventos programados por lo diferentes autómatas (PLC), Cumpliendo con órdenes específicas y manejando sus funciones respectivas. Los sensores, actuadores y nodos o PLC son los componentes del sistema domótico. 1.2.1 Sensores: es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas y enviarlas al sistema domótico.

Sensores de temperatura: es un dispositivo capaz de detectar señales de cambios de temperatura y transformarlas en señales eléctricas para que puedan ser interpretadas por otros elementos. Ver figura 2.

Figura 2. Sensor domótico de temperatura (termostato)

Fuente. http://reciclandoconluzula.blogspot.com/2011/11/calefaccion.html

Alarmas técnicas: son sensores que detectan averías en los sistemas de los inmuebles y protege los edificios e inquilinos de posibles daños físicos, por ejemplo, el sensor de incendio detecta estos fenómenos mediante el cambio de temperatura y humo, ver la figura 3, además, existen otros como el detector de inundación que se limita especialmente a los lugares donde se utiliza agua constantemente detectando niveles de agua muy altos en los suelos, en la figura 4 se representa este dispositivo.

Figura 3. Sensor de incendio.

Fuente. blogdelfuturo.com

Figura 4. Sensor de inundación.

Fuente. http://www.casadomo.com/noticiasDetalle.aspx?id=11256&c=6&idm

Sensor de presencia: son los sensores encargados de detectar la presencia de movimiento o de cuerpos solidos activando mecanismos determinados.

El más común es el sensor infrarrojo, ver figura 5, detecta los cambios de temperatura en el ambiente principalmente el calor que irradian los cuerpos en el área de cobertura, no es aconsejable ubicarlo en la cocina o estufa ni en extractores de aire debido a los cambios de temperatura que presentan estos elementos. Figura 5. Detector infrarrojo de presencia.

Fuente. www.archiexpo.es/prod/steinel-vertrieb/detectores-de-movimiento-por-infrarrojos

Detector de intrusión: son los sensores encargados de detectar ingresos y movimientos desconocidos en el inmueble, en la figura 6 se pueden apreciar los sensores más comunes de este tipo explicados a continuación:

Sensores magnéticos: se compone de dos partes, una magnética y la otra por contacto de Relay. La primera se ubica en la ventana y la otra en el marco de la misma, la separación de estas dos piezas indicará la abertura de la puerta o ventana que se esté controlando.

Sensor de barra infrarroja: se compone de un emisor y un receptor, el primero emite una luz infrarroja, el segundo recibe la señal de luz, que al ser cortada o interrumpida por un cuerpo, genera un pulso que activa una alarma indicando movimiento. En la siguiente figura se pueden apreciar algunos de estos sensores.

Figura 6. Sensores comunes de intrusión.

Fuente. Autores.

Detectores crepusculares: mide la intensidad de la luz ambiente y envía una

señal cuando esta se encuentra en un patrón inferior al marcado, en la siguiente imagen, figura 7, se muestran los principales detectores crepusculares. Figura 7. Sensores fotoeléctricos.

Fuente. www.electroserviluz.com/domótica-inalambricos/382-sensor-dia-noche

En la figura 8, se muestra cómo va conectado cada uno de los dispositivos de censado domótico al PLC o nodo para su análisis respectivo, el controlador lógico programable como ya se ha mencionado es el PLC logo, el cual es el centro de dirección entre los sensores y los actuadores que se explican a continuación. Figura 8. Señal de entrada al PLC.

Fuente. Autores.

1.2.2 Actuadores: dispositivos que reciben una señal del sistema domótico a través de un regulador o controlador para la activación de un elemento final, todos estos dispositivos se activan eléctricamente. Los actuadores Domóticos se clasifican según el tipo de magnitud controlada en actuadores eléctricos (motores, persianas, toldos, luminarias, sirenas, electrodomésticos, entre otros) y según el tipo de señal de entrada en digital y analógico.

Actuadores eléctricos: solo requiere de energía eléctrica como fuente de poder, su sencillez y precisión permite que no halla restricción respecto a la distancia a la cual se encuentre el actuador de la alimentación de voltaje.

En el ámbito domótico para realizar funciones como climatización, bombeo, apertura y cierre de puertas, ventanas, persianas, toldos, ventilación, entre otros. Existen 3 tipos de motores que son:

Motores de corriente DC: el motor de corriente continua se encuentra constituido por devanados internos, el inductor se encuentra ubicado en el estator y crea un campo magnético y el inducido hace girar el motor de acuerdo a la fuerza de Lorentz.

Motores paso a paso: Son los más utilizados en la domótica al permitir que su control sea por medio de trenes de pulsos secuenciales, permitiendo que el motor gire determinado número de grados según la frecuencia programada.

Motores de corriente AC: es el principal competidor de los motores DC

debido a la construcción de motores síncronos si escobillas, el uso de convertidores estáticos y el empleo de microelectrónica.

A continuación en la figura 9 se presentan los diferentes motores eléctricos utilizados en el ámbito domótico. Figura 9. Motores DC, AC, paso a paso.

Fuente. Autores. Como se mencionó con anterioridad los actuadores eléctricos sirven para el control ON/OFF de aparatos que son utilizados en la parte de confort de una vivienda o establecimiento, sin embargo, en algunos caso puede que regulen velocidades o diferentes estados, por ejemplo, el motor paso a paso me podría regular la velocidad de un ventilador y un motor D.C. puede controlar la intensidad de calor de cualquier actuador de calefacción, en la figura 10 se muestran algunos actuadores de tipo eléctrico y aplicaciones.

Persianas y toldos: en el caso del toldo y persianas los motores se instalan en el interior del eje haciéndolo girar, permitiendo la apertura o cierre del elemento correspondiente.

Calefacción: dependerá del tipo de fluido térmico y del sistema empleado

(aire, agua, electricidad…) pero principalmente ese encuentra asociado a la conexión/desconexión del sistema general.

Ventilación: proceso de renovación del aire de un local u oficina por medio

de elementos naturales o mecánicos para controlar el ambiente. Figura 10. Actuadores eléctricos.

Fuente. Autores.

1.2.3 Nodos: los nodos son los dispositivos de control de los procesos Domóticos y sirven como puente de comunicación entre los sensores y los actuadores. En la figura 11, se encuentra un plano de una vivienda que se podrá implementar para la realización de un prototipo o módulo de domótica, poniendo en uso sensores, actuadores y PLC logo para su manejo. A continuación se presenta la distribución de cada dispositivo en el ejemplo. 1.2.4 Sala – Cocina – Comedor:

Control ON/OFF (RELE) de luminarias (x3 )

Control ON/OFF motor de persianas (x1)

Sensor magnético para ventana (x1)

Sensor magnético para puerta principal (x1)

Sensor de movimiento para sala y comedor (x1)

Control ON/OFF de TV en la sala (x1)

1.2.5 Habitaciones:

Control ON/OFF (RELE) de luminarias en habitaciones (x3)

Control ON/OFF (RELE) de luminarias en baños (x3)

Control ON/OFF (MOTOR) cortinas en cada habitación (x3)

Control ON/OFF de TV en las habitaciones (x3)

Sensor magnético para ventana en cada habitación (x3)

Sensores de movimiento para cada habitación (x3)

Sensor magnético para puertas en habitaciones y baños (x6)

1.2.6 Patio:

PLC (para todo el panel)

Control ON/OFF (RELE) de luminarias (x2)

Control de burbujeo en la piscina (control de bomba de reciclo) (x1)

Sensor de luminosidad (crepuscular) (x1)

Sensor magnético para puerta, zona de recreación – sala (x1)

Sensor magnético para ventana, zona de recreación – sala (x1)

1.2.7 Jardín – Parqueaderos

Control ON/OFF (MOTOR) toldo parqueadero cubierto (x1)

Control ON/OFF (RELE) de luminarias parqueaderos y jardín (x4)

Sensor luminosidad en jardín (crepuscular) (x1)

Sensor magnético para puerta parqueadero (x1)

Sensor magnético para puerta pasillo jardín-sala (x1)

Figura 11. Distribución de cada elemento en el panel domótico.

Fuente. Autores.

1.3 ARQUITECTURA DOMÓTICA Dependiendo dónde se ubiquen los autómatas en el sistema domótico la arquitectura se puede clasificar en: 1.3.1 Centralizada: el controlador centralizado envía la información a las interfaces según el programa, el sistema interconectado, los datos del sensado. Esta estructura utiliza el nodo o cerebro, los sensores y actuadores conectados entre sí formando un ciclo de análisis y ejecución de órdenes programadas como se observa en la figura 12. Figura 12. Arquitectura centralizada.

Fuente. Autores. 1.3.2 Descentralizada: existen varios controladores interconectados por un bus quienes transmiten la señal de los sensores a los controladores y de los controladores a los actuadores, ver la figura 13.

Figura 13. Arquitectura descentralizada.

Fuente. Autores. 1.3.3 Distribuida: es la arquitectura en la cual los sensores y actuadores son también controladores y se relacionan con el sistema dependiendo la programación, la información y la configuración de cada elemento. Como se aprecia en la figura 14 cada sensor y actuador solo están conectados directamente al bus de transmisión de información. Figura 14. Arquitectura Distribuida.

Fuente. Autores.

1.3.4 Mixta: Es la combinación de las anteriores arquitecturas, puede disponer de un controlador central y varios descentralizados. Los sensores y actuadores pueden ser controlados en el sistema dependiendo el tipo de información y la manera de trasmisión .ver figura 15.

Figura 15. Arquitectura mixta.

Fuente. Autor. 1.4 MEDIOS DE TRANSMISIÓN En todo proceso domótico los sistemas de control deben intercambiar información entre sí, a través de elementos físicos (par trenzado, coaxiales, líneas de potencia o línea eléctrica, entre otros), y con métodos inalámbricos (radio-frecuencia, infrarrojo, etc.), para transmitir información en lugares donde el cableado metálico no puede ser instalado con facilidad. Los elementos de transmisión se clasifican según el protocolo en:

Corrientes portadoras o power line – PL: Es el método de transmisión de datos por un protocolo REBaT o red de baja tensión, como lo hace el protocolo X-10.

Unas de Las principales ventajas de la transmisión de corriente portadoras son el bajo costo de instalación y la facilidad de conexionado, sin embargo no es una transmisión muy fiable y carece de calidad en la transmisión de datos.

Conductores metálicos: La estructura actual de la comunicación en las empresas, oficinas, edificios, hoteles, viviendas, entre otros. Contiene un porcentaje muy alto de transmisión de información a través de cables metálicos de cobre. Es el método implementado en la mayoría de módulos de Domótica, instrumentación, PLC, entre otros, posee una facilidad en su instalación.

Existen dos tipos de cable metálico el par metálico (trenzado) y el coaxial.

Par trenzado TP: la unión de dos alambres de cobre en forma paralela constituyen una antena simple de transmisión, pero si se trenzan, se disminuye la interferencia eléctrica y la radiación del cable es menos efectiva transformándolo en un transmisor de datos, dependiendo el apantallamiento de los conductores se clasifican en UTP (par tranzado no blindado) y STP (par tranzado blindado).

La distancia máxima de cobertura del transmisor TP sin necesidad de usar repetidores para restaurar la señal, a una velocidad de 10 Mbps, con protocolo Ethernet y topología estrella es de 90 metros, así mismo, con el protocolo Token Ring y topología anillo – estrella se pueden alcanzar hasta 100 metros, ver figura 16. Las ventajas de este transmisor de par trenzado TP son:

Es liviano y flexible.

Es fácil de instalar y mantener.

Es económico.

Es el más difundido en redes de área local "LAN"

Figura 16. Esquema del conductor metálico 10 base T o par trenzado TP.

Fuente. tecnoazul25.blogspot.com/2010/09/cable-de-par-trenzado.html

Coaxial o CX: permite la transmisión de señales de datos y videos a altas velocidades más utilizado en el campo domótico.

Dentro del sistema domótico, el cable coaxial (ver figura 17), puede ser utilizado para la transmisión de señales de tele-difusión, radio-difusión, TV por cable, señales de control a baja y media velocidad. Este cable es menos susceptible a interferencia y ruido que el de par trenzado y puede ser utilizado a mayores distancias, además, puede transmitir señales digitales y analógicas con mayor velocidad que los cables UTP y STP. Figura 17. Cable coaxial.

Fuente. http://www.arqhys.com/construccion/axial-carga.html

Inalámbricos: Son medios de transmisión por la banda IR por un diodo que emite una señal de luz a través de la cual se procesa una señal modulada con la información de control y un foto diodo que la recibe llamado foto receptor, ver figura 18.

Este medio de comunicación (emisor/receptor) utiliza la modulación de ondas electromagnéticas siendo inmune a la radiación producida por los electrodomésticos o por los medios de comunicación físicos (par trenzado, coaxial, red de distribución eléctrica, entre otros).

Además de transmisión por banda IR existe un método idóneo de transmisor por radio frecuencia o RF que tiene una sensibilidad muy particular a las perturbaciones electromagnéticas producidas.

Las ventajas principales son la fácil intervención de las comunicaciones, la alta sensibilidad de interferencias, por otra parte, la integración de los sistemas de control y comunicación no son del todo fiable debido a la modalidad de transmisión analógica.

Figura 18. Transmisores inalámbricos.

Fuente. juanrr39.blogspot.com

En el módulo de domótica se utilizará cable convencional para suministrar los datos entre los sensores, nodos y actuadores, este proceso se llevará a cabo más adelante mediante escenas o eventos los cuales servirán como prácticas de implementación del banco.

La comunicación entre todos los dispositivos que interviene en el módulo depende del protocolo de comunicación que se desee implementar. A continuación se dará una pequeña explicación de cada uno de los modelos existentes y se analizará cual es el conveniente para la conexión del panel.

Lo más recomendable para este protocolo es utilizar cable eléctrico de varios filamentos, ver figura 19.

Figura 19. Cable metálico.

Fuente. http://herramientas-bricolaje.com/category/circuitos-electricos 1.5 PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES Son protocolos de domótica de marcas específicas y que solo pueden ser utilizados dependiendo sus características. Los protocolos abiertos son estándares definidos por varias compañías para unificar criterios u opiniones, los más difundidos en la actualidad son: KNX, BatiBUS, Longworks, EIB, CEBus, entre otros, cada uno de ellos maneja diferentes tipos de conexiones o topologías para cumplir con las normas de conexión establecidas. El protocolo que se manejará por conducción metálica de tipo convencional. A continuación se presentan algunos protocolos utilizados en la domótica y su topología de conexión respectiva.

1.5.1 BatiBUS: Es un sistema estándar abierto, desarrollado con redes similares a la Ethernet, fue el primero en el mercado Europeo, permite que todos los dispositivos BatiBUS capten la señal emitida por cualquier otro, todos procesan la información excepto algunos que son programados para el filtro de tramas y montaje encada dispositivo. Todos poseen un micro interruptor circular o mini teclado que permiten asignar una dirección física y lógica que identifican únicamente cada dispositivo conectado al bus. Las redes se pueden configurar utilizando diferentes topologías:

Estrella

Árbol

Anillo

Combinaciones de letras

1.5.2 EIB: Es un estándar domótico de protocolo abierto desarrollado en la unión europea, creado para la transmisión de información a través de par trenzado, PL, redes Ethernet, RF e IR, además permite la comunicación de todos los dispositivos a través de una conexión de red de baja tensión, por ejemplo, cámaras, electrodoméstico, alarmas, entre otros. Permite distribuir una relación de igualdad entre los sensores y los actuadores instalados en la vivienda. 1.5.3 EHS: es el estándar de protocolo abierto utilizado para implantar la domótica de forma general en todos los ámbitos en los hogares europeos del siglo XX. Puede trasmitir los comandos utilizando diferentes medios de transmisión como PL (2.4 Kbps), TP (4.8 Kbps), CX (9,6 Kbps), IR (12 Kbps), RF (1,1 Kbps).

Sin importar el fabricante, todos los dispositivos son compatibles entre sí y se pueden mover de posición sin que se afecte la instalación. 1.5.4 Konnex o KNX: Es la unión de los tres protocolos europeos (EHS, BatiBUS Y EIB), con el objeto de crear un protocolo estándar para la automatización de viviendas y oficinas, para competir en el mercado con los estándares norteamericanos Longworks o CEBus. Con el objetivo de crear un único estándar que cubriera todas las necesidades de la domótica, aumentando la presencia de buses Domóticos en el área de la climatización y mejorando los niveles de transmisión de datos por radiofrecuencia e incluso por medios físicos, la compañía creo tres versiones para su funcionamiento:

S. mode (System Mode): en este método, todos los dispositivos o nodos deben ser instalados por profesionales por medio de softwar´s diseñados para este propósito.

E. mode (Easy mode): este modo es el más elemental, ya que todos los dispositivos que forman el sistema son programados directamente por el fabricante para realizar una función específica, sin embargo, es necesario la configuración en la instalación por medio del PLC o mediante un micro interruptor alojado en el interior de cada dispositivo.

A. mode (Automatic mode): en este método ni el instalador ni el usuario tiene que configurar el dispositivo, está especialmente indicado para ser usado en electrodomésticos, consolas de video y dispositivos Wife y proveedores de servicios.

Este sistema admite distintas formas de conexión de los componentes: Bus Árbol Estrella

Para evitar colisiones no es recomendable utilizar la conexión o topología en anillo. Estas topologías tienen tres niveles de disposición que son componente, línea y zona, en la figura 20 se demuestra cada uno de los niveles de la topología. Cada componente tiene una numeración dentro de una línea, es decir, que 64 componentes constituyen una línea y 12 líneas constituyen una zona. Figura 20. Instalación dividida en varias zonas.

Fuente. KNX/universidad pontificia Bolivariana. 1.5.5 CEBus: Es una especificación para apoyar la interacción y la interconexión de los equipos de los usuarios domésticos, es el protocolo de comunicación con lenguaje electrodoméstico (CAL) y encierra los 5 principales medios de transmisión:

REBaT: Que para CEBus no es red de baja tensión si no PL power line.

RF: Radio frecuencia.

IR: Infrarrojo.

TP: Par trenzado.

CX: Cable coaxial. CEBus no se limita solo al control ON/OFF de electrodomésticos, también, incluye comandos para, velocidad, volumen, direccionamiento, cambios y detenciones de canales tanto en audio como en video. Permiten controlar un mayor número de dispositivos debido a la dirección física grabada en cada dispositivo directamente de fábrica (más de 4 millones de posibilidades). El mayor inconveniente en esta aplicación es el alto costo en la instalación. 1.5.6 Longwork: Su éxito en instalaciones profesionales se debe a su estructura descentralizada de extremo-a-extremo.

Esta arquitectura permite distribuir la inteligencia entre los sensores y los actuadores instalados en la vivienda, por eso cada dispositivo Longwork o nodo, está basado en un microcontrolador especial llamado Neuron chip. El Neuron chip tiene un modelo de comunicación que es independiente del medio físico sobre lo que funciona, osea que los datos pueden ser transmitidos por cualquier método de transmisión ya sea fisco o inalámbrico. 1.5.7 X-10: Es el protocolo que utiliza la tecnología de controladores lógicos programable para la transmisión de datos por la red de baja tensión del sistema. Durante mucho tiempo ha sido el sistema de control del hogar debido a su compatibilidad con PLC y al desarrollo de nuevos módulos. La constitución del sistema consta de receptores y transmisores generando una arquitectura centralizada a través del PLC. Los receptores toman la señal generada por los transmisores entregando un encendido o apagado ON/OFF respectivamente.

Es un sistema de conexión por REBaT que fue desarrollado por Pico Electronics en la década de los 70 y se ha implementado por varios fabricantes, ha sido el sistema de control con mayor aceptación en el desarrollo de cualquier modulo relacionado con esta área, al instalar el sistema X-10 se utiliza la red eléctrica para la transmisión de señales de mando, este proceso se llama corriente portadoras, y puede ser comunicado a cualquier lugar del panel. Los transmisores emiten señales de baja tensión sobre el voltaje del proceso, muchos transmisores pueden enviar señales al mismo nodo; los receptores toman los datos obtenidos por los transmisores y los utilizan para generar control ON/OFF del elemento, en caso que el sistema esté conectado a un PC este protocolo tiene la capacidad de responder y revalidar la ejecución de una orden. En la figura 21 se presenta el esquema de comunicación X–10 con solo red eléctrica, y con red eléctrica y sistema RF. Figura 21. Comunicación x-10

Fuente. Protocolos estándar de la domótica.pdf La comunicación entre dispositivos se hace por red eléctrica y entre dispositivos con señales por radio frecuencia de 120 Hz, la señal debe sincronizarse con el cruce de corriente (50 y 60 Hz) pero se acepta una variación de 200 microsegundos desde el punto 0.

A cada dispositivo se le asigna una identificación con un código de 4 casillas o bits, los primeros 4 corresponden al código letras A-P y los otros 5 al código de dispositivo letra D. Los BITS del código de casa trasmiten de forma complemento real, puesto que el código de casa consta de 4 bits pero en realidad se usan ocho al transmitirlo, en el otro caso del código del dispositivo se usan 5 bits pero al transmitir se envían 10, es por eso que para la transmisión completa de un dato de X 10 se necesitan en realidad 11 ciclos, para aclarar mejor esta forma de transmisión, En la figura 22, se muestra el código de transmisión de datos X-10, códigos de casa y los códigos de funciones. Figura 22. Transmisión de datos.

Fuente. Casafutura.diatel.upm.es/html/formación/tecs/x-10.htm

Filtro X-10 Es un dispositivo útil en la instalación de paneles para evitar la interferencia de comunicación entre dispositivos, este se debe instalar en el cuarto eléctrico principal del módulo aislando los demás dispositivos y circuitos del panel, la forma más conveniente de utilizarlo es en cualquier tipo de vivienda pero siguiendo un protocolo y una forma estándar que se puede observar en la figura 23, su imagen real y sus especificaciones se muestran en la figura 24 y la tabla 2 respectivamente.

Figura 23.Conexionado del filtro acoplador de fases.

Fuente. www.superinventos.com/s110415.htm Figura 24. Filtro acoplador de fases

Fuente. Fuente. www.superinventos.com/s110415.htm

Tabla 2. Ficha técnica acoplador. ALIMENTACIÓN 230 V. +/- 10-15 %, 50 HZ.

CORRIENTE MÁXIMA 63 A.

FRECUENCIA DE FILTRADO

120 KHz.

ANCHURA DE BANDA 5 KHz. MÍNIMO. (3 DB)

ATENUACIÓN FILTRO 20 DB MÍNIMO SIN CORRIENTE, 15DB MÍNIMO A 63 A.

ATENUACIÓN INVERSA 15 DB MÍNIMO.

PÉRDIDA ACOPLADOR 2 DB MAX. A 120 KHZ.

IMPEDANCIA 20 Ω MÍNIMO A 120 KHZ

PESO 190Gr

DIMENSIONES 8 X 3,5 X 6,5 Cm.

Fuente. Autores. La estructura fina de conexión X-10 por REBaT debe ser similar a la plasmada en la figura 25, siempre y cuando esta se realice en una vivienda o en un establecimiento, si se realiza en cualquier modulo o panel la conexión tendrá un procedimiento y conexión diferente pero sin salir del protocolo.

Figura 25. Conexión REBaT.

Fuente. www.domoticaviva.com

2. DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN DOMÓTICA GENERAL El sistema domótico propuesto, surge de la necesidad de realizar un mayor control en el uso de los servicios públicos de los hogares, en términos de agua, luz, gas y confort. Además, debido a la creciente inseguridad, la cual es percibida por todas las diferentes comunidades, se plantea todo un dispositivo de control DOMÓTICO a escala partiendo de los elementos mínimos necesarios y del diseño del panel. Para la implementación de este sistema se contará con la asesoría de los docentes del área de electrónica junto al ingeniero a cargo del proyecto RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS el cual supervisará los planos diseñados y la metodología utilizada. Se inicia con la inspección del laboratorio de electrónica, posteriormente se realizaran esquemas en donde se plantee como se instalará todo el trazado eléctrico, los dispositivos electrónicos y el lugar más adecuado para el PLC, que por lo general debe estar cerca de los Breaker´s eléctricos, con el fin de aprovechar la tubería instalada. 2.1 PLC LOGO Es el controlador por excelencia utilizado en la industria domótica, su bajo costo y su tamaño le permite ser instalado en cualquier parte de su oficina, edificio o vivienda, es un módulo lógico universal de SIEMENS que determina entradas y salidas según el tipo de equipo, es un dispositivo que presenta una interface para módulos de programa, cable de PC, fuente de alimentación, funciones de RELES, activación/desactivación, etc, en la figura 26 se encuentra la presentación de logo en CD.

Figura 19. PLC LOGO

Fuente. http://www.msosol.com/plchouse/ Posee 6 entradas digitales que funcionan con un 1 lógico cuando el voltaje es 110VAC y con 0 lógico cuando el voltaje es de 0 VAC, además, cuenta con 4 salidas que manejan hasta 8 Amper para corriente alterna hasta de 230 VAC. El PLC LOGO contiene una pantalla de cristal líquido por la cual se puede introducir cualquier función digital atraves del software correspondiente, el logosoft es el programa utilizado por este controlador y maneja un lenguaje óptimo para su funcionamiento denominado escalera o LADDER que indicara las funciones que debe realizar el sistema en cada uno de los elementos involucrados con el autómata. El PLC LOGO está caracterizado de la siguiente manera:

Fuente e alimentación

Control

Interfaz para modos de aplicación

Temporizador

Marcas digitales y análogas

Input y output

Interfaz para módulo de programación (memory card)

Unidad de mando

Visualización

Relés de corriente

Interruptor de software Estos sistemas Domóticos basados en PLC poseen ARQUITECTURAS que hacen referencia a la estructura física de la RED, la estructura de LOGO se representa en la figura 27 y las especificaciones y demás las podemos ver ANEXOS. FIGURA 27. Estructura LOGO.

Fuente.cache.automation.siemens.com/dnl/jI4NTIzAAAA_19624874_HB/logo Continuando con la realización del proyecto llegamos al punto en el cual se instalara el software para LOGO logosoft comfort, se realizara una breve

descripción del funcionamiento y se proponen ejemplos, en la figura 28, 29 y 30 se encuentra la presentación del LOGO con su respectiva versión. Figura 28. Logo Soft comfort versión 6.1

Fuente. LOGO! Soft Comfort v6.1.12 (2009-07-24 15-08) Figura 29. Presentación con diferentes PLC logo.

Fuente. LOGO! Soft Comfort v6.1.12 (2009-07-24 15-08)

Figura 30. Presentación con el CD de instalación.

Fuente. LOGO! Soft Comfort v6.1.12 (2009-07-24 15-08) LOGO, Tiene la facilidad de conectar sus entradas de alimentación a voltajes de D.C. de 12 a 24 VDC y A.C de 120 a 230 VAC, esto para la facilidad de maniobrar en el caso de no poseer fuente de alimentación regulada de D.C., en las figuras 31 y 32 se muestra las conexiones y en la figura 33 un ejemplo de un panel domótico. Figura 31. Conexiones

Fuente. Manual LOGO! A5E00067783 01

Figura 32. Conexiones.

Fuente. Manual LOGO! A5E00067783 01 Figura 33. Tablero domótico.

Fuente. Universidad pontificia bolivariana. En la figura 34 se empieza a señalar el área de trabajo y las funciones de programación, en la figura 35 se muestra la forma de seleccionar los esquemas y la pantalla de información que indicara si hay errores en el programa.

Figura 34. Área de trabajo.

Fuente. Autores. Figura 35. Esquemas e información.

Fuente. Autores.

Como se mencionó cada esquema eléctrico contiene unas propiedades las cuales pueden ser configuradas y almacenadas en cualquier estado de memoria del PC, para posteriormente abrirlo, ver figuras 36 y 37. Figura 36. Propiedades de los esquemas.

Fuente. Autores. Figura 37. Línea de esquemas.

Fuente. Autores.

Como se ve en la figura 38, los contactos son entradas para el PLC pueden ser normalmente abierto o cerrado. Figura 38. Aplicación de contactos.

Fuente. Autores. Continuando con programa de LADDER para un esquema de electricidad, lo siguiente que realizaremos es ubicar la lista de contactos (bobinas) que se ve en la figura 39. Figura 39. Agregación de contacto (bobina).

Fuente. Autores.

Una de las principales virtudes del software logosoft es la opción de simulación que tiene, esta aplicación sirve para realizar pruebas al programa de forma lenta (paso a paso), en las figuras 40, 41 y 42 se muestra la elección de la simulación y su ejecución. Figura 40. Simulador logosoft.

Fuente. Autores. Figura 41. Simulador.

Fuente. Autores.

Figura 42. Simulador encendido.

Fuente. Autores. Si se desea la trasmisión de datos a un servidor el logosoft contiene un enlace para esta aplicación, ver la figura 43. Figura 43. Enlace al servidor PC.

Fuente. Autores.

También es posible conectar en el sistema cualquier tipo de entrada por contactos, contador, temporizador, ecuaciones aritméticas, etc, ver figura 44 y 45. Figura 44. Contador.

Fuente. Autores. Figura 45. Temporizador.

Fuente. Autores.

Siguiendo este procedimiento e instalando cualquier tipo de contactos, contadores, temporizadores en el esquema a utilizar, se puede realizar cualquier tipo de programa para implementarlo en el módulo de domótica y realizar prácticas de laboratorio para el desarrollo intelectual de los estudiantes. El modulo se desarrollará con un tablero constituido por dispositivos de entrada (sensores), dispositivos de salida (actuadores) y PLC (LOGO), en el cual se implementará la programación de una aplicación domótica para un área de la casa que se está trabajando en el proyecto, y que será realizada de manera individual, a continuación en la figura 46, se detalla el tablero a desarrollar. Figura 46. Módulo de domótica a realizar.

Fuente. Autores El montaje de modulo de domotica es muy basico, se compone de entradas y salidas convencionales que se utilizan en el diario vivir (toma corriente, bombillas, interruptores y un TV) todos estos conectados al PLC por tension de 110 VAC y a la fuente de AC a la cual se conecta todo el panel, en la figura 47, se muestra la conexión. 2.2 DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS En un sistema domótico se pueden utilizar varios nodos conectados entre sí, así mismo existen mecanismos que son intervenidos por autómatas programables o PLC permitiendo procesar las señales para aplicarlas posteriormente.

En este sistema se utilizan elementos convencionales de uso cotidiano (bombillas, toma corrientes, interruptores) conectados al PLC por voltaje alterno de 120 VAC con cable convencional, ver la figura 47. Figura 47. Conexión de entradas y salidas convensionales.

Fuente. Auotres. Los elementos nombrados anteriormente y que se utilizarán en el posible montaje del módulo son los siguientes. 2.3 DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS En un sistema domótico se pueden utilizar varios nodos conectados entre sí, así mismo existen mecanismos que son intervenidos por autómatas programables o PLC permitiendo procesar las señales para aplicarlas posteriormente.

SENSOR MAGENTICO PARA PUERTAS El sensor magnético GL-38B es un dispositivo por contacto para montar en la superficie con fijación adhesiva mediante tornillo, utilizado principalmente en las puertas y ventanas, ver la figura 48. Tamaño: Dimensiones contacto: 27 mm de ancho x 14 mm fondo x 8 mm alto

Dimensiones imán: 27 mm de ancho x 14 mm fondo x 8 mm alto. Carcasa plástica. Contacto normalmente abierto. (Al acercar el imán el contacto se cierra y al retirarlo el contacto se abre). Distancia de actuación = 18mm. Carga máxima del contacto magnético: 100VDC/0,5A. Longitud del cable suministrado 30 Cm, 2 hilos. Temperatura de trabajo: -40 a +80ºC

Figura 48. Sensor magnético.

Fuente. www.superinventos.com/s110512.htm

SENSOR DE MOVIMIENTO Es un sensor de movimiento de máxima sensibilidad aún puede ser vulnerable a falsas activaciones por aire acondicionado o corrientes, la actividad de corredor y la circulación de inanimados, ver figura 49.

ESPECIFICACIONES Indicador Lámpara de LED verde: Movimiento por ultrasonido. Lámpara de LED rojo: Movimiento por infrarrojos. Construcción: Dos transmisores ultrasónicos y dos de ancho de banda estrecha Receptores cada 16 mm de diámetro. Frecuencia: Cristal controlados a ±. 005%. Transductores--Orientada al norte y Sur (OSC20-M, OSC10 M Robustos, alto impacto, la clasificación de la clase de llama, inhibidores de UV. Conduce con código de color. Tamaño y peso: "de 4,5 de diámetro, 1,5" altura; 5 oz. (114 mm de diámetro, 38 mm de altura; 142 g.) Requisitos de alimentación: 24 VDC.

Figura 49. Sensor de movimiento.

Fuente. www.mercamania.es/a/listado_productos/idx/5050800/mot/

CERRADURA Cerradura electromecánica de 600 LBS con LED indicador de estado, utilizada en puertas de casas, figura 50. CARACTERÍSTICAS Fuerza de Empuje: 280Kg (600LBS). Temporizador integrado: 0-9seg. Dimensiones: Electroimán: 250(L)x49(W)x25(H)mm. Barra Metálica: 180(L)x38(W)x12.5(H)mm. Alimentación dual: 12/24VDC. Consumo de Corriente: 500mA a 12V / 250mA a 24V. Salida con relevador seco de 3A. Indicador de estado: LED Bicolor. Puede ser utilizada en Puertas de Madera, Aluminio, Vidrio, Metálica y en puertas de seguridad. Acabado en aluminio anodizado. Protección MOV contra sobretensiones. Peso: 2Kg.

Figura 50. Cerradura electrónica.

Fuente. www.mercamania.es/a/listado_productos/idx/5050800/mot/ Por el contrario los componentes que no son de alimentacion alterna tienen que ser alimentados por conexión de 12 a 24 VDC, en la figura 51, se muestra el plano de conexión. Figura 51. Conexión a 24 VDC.

Fuente. Autores. En el automata todas las “I” las se tomarán como entradas digitales, así:

I1 a I4: pulsadores NA.

I5: sensor de presencia en la puerta (movimiento).

I6: sensores magneticos para puertas y ventanas. Por el contrario todas las salidas las se simbolizrán con la letra Q, así:

Q1: Circuito cerrado de TV (CCTV).

Q2: luz 1

Q3: luz 2

Q4: Cerradura.

3. APLICACIÓN PLANTEADA El tablero de LOGO dispone de 6 entradas digitales y 4 salidas previamente descritas, La aplicación planteada requiere de la programación de 2 eventos en una área del módulo utilizando el controlador lógico LOGO y apoyándose en la opción de simulación integrada en el software de programación logosoft. Los eventos a programar para la aplicación están constituidos por:

Disparador del evento.

Condiciones.

Actividades o escenas. A continuación se dan ejemplos de dos eventos (Casa Vacía y Alarma), los cuales están asociados a las señales de entrada y salida del tablero. 3.1 PRACTICA O EVENTO 1 (CASA VACÍA): En este evento se conmuta el interruptor I1 (Disparador) para indicar que no hay personas en casa, pero la ejecución de las actividades para este evento depende de la condición, la cual está vinculada a que la casa se encuentre vacía cuando las personas que la habitan salen a trabajar de lunes a viernes en horario de oficina. Finalmente las actividades están asociadas a la Escena 1, que corresponde a un conjunto de acciones que se pueden ejecutar bajo otras circunstancias como parte de otro evento y no son exclusivas de este. Lo primero que se debe hacer es poner en funcionamiento el desarrollo de la escena, entonces se dispara el interruptor 1 (I1), Disparador del evento: I1=ON

Después se especifican las condiciones, estas pueden ser las que el alumno o el operario del módulo en su momento deseen, para este caso se tomaron las siguientes, Condiciones: Lunes a viernes de 8:00 a 18:00 (8:00 A.M a 6:00 P.M). Actividades: Ejecutar la escena 1. Como la pretensión del módulo es la realización de simulaciones que se pueden presentar en cualquier vivienda se ejecutará esta escena de la siguiente manera: Como la escena es de una casa vacía se activará la cerradura que en este caso es la salida digital Q4, posteriormente, se apagará en CCTV (Q1) por un 1 minuto para que se pueda llegar a pensar que hay alguien en casa, enseguida se desactivaran las luces 1 y 2 (Q2 y Q3) para el ahorro energético. De acuerdo a lo expuesto con anterioridad se explica el proceso con base en el plano de la figura 52, y en seguida su respectiva programación con base al software logosoft, utilizando el lenguaje LADDER para su creación. Figura 52. Plano de la etapa aplicado a una vivienda.

Fuente. Autores.

Para realizar el esquema de programación logosoft Confort en FUP (Diagrama de Funciones). se usan bloques de constantes, funciones lógicas (AND, OR, XOR) y especiales (Contadores, Temporizadores y Otros), además, logosoft cuenta con una interfaz de usuario gráfica, simulación del programa en el PC, comparación de programas y ayuda para configuración de bloques, transferencia del programa, visualización de cambios de estado y variables de proceso en modo RUN, las cuales se usarán para el desarrollo de la aplicación, a continuación en las figuras 53, 54 y 55 se representa la programación en el logosoft para el desarrollo del anterior evento. Figura 53. Casa vacía sin acción, I1 (cerradura Q4).

Fuente. Autores.

Figura 54.Activación del TV (Q1).

Fuente. Autores. Figura 55. Desactivar luces (Q2 y Q3).

Fuente. Autores.

3.2 PRACTICA O EVENTO 2 (ALARMA): En este evento al conmutarse los interruptores I3, I4 o I6, que simulan sensores de movimiento, se detecta que hay intrusos en la casa, si se cumple con las condiciones del evento 1, se ejecutan las actividades de alarma correspondientes. Lo primero que se debe hacer es poner en funcionamiento el desarrollo de la escena, entonces se dispara los interruptores I3, I4 y I6, que son los detectores de movimiento. Disparador del evento: Detección de movimiento con I3, I4 Y I6. Después se especifica las condiciones, como en la escena 1, se toma el horario de oficina y se utilizara estos datos para generar la escena actual, es decir, que se trabajará con horario de oficina y se activará de igual forma con el I1. Condiciones: Lunes a viernes de 8:00 a 18:00 (8:00 A.M a 6:00 P.M). I1=ON Actividades: Generar un mensaje de alarma en el LOGO de acuerdo a la entrada activada. Ejecutar la escena 2. Como la pretensión del módulo es la realización de situaciones que se pueda presentar en cualquier vivienda se ejecutara esta escena de la siguiente manera:

Lo primero será activar con I1 la escena anterior (casa vacía), después se activarán los sensores de movimiento con las entradas I3, I4 y I6 para la seguridad de la casa, en caso de alguna anomalía o movimiento extraño se encenderán las luces 1 y 2 (Q2 y Q3) y se visualizará un mensaje en la pantalla del logo indicando cual fue el sensor activado. A continuación se mostrará el plano de simulación de una vivienda, figura 56. Figura 56. Demostración en el plano de vivienda.

Fuente. Autores. Como ya se mencionaron los componentes de logosoft, a continuación en las figuras 57, 58, 59 y 60 se muestran el programa de la escena de ALARMA. Figura 57.alarma.

Fuente. Autores

Figura 58. Activación I3

Fuente. Autores. Figura 59. Activación de I4.

Fuente .Autores.

Figura 60. Activación I6.

Fuente. Autores. 3.3 PRACTICA O EVENTO 3 (ALARMA SILENCIOSA): Siguiendo la secuencia de una casa vacía y horario de oficina, en este evento al conmutarse las entradas I6, que simulan sensores de movimiento, se detecta que hay intrusos en la casa, con lo que se ejecutan las actividades de alarma correspondientes. Lo primero que se debe hacer es poner en funcionamiento la simulación de la escena, entonces se disparara los interruptores I6, que son los detectores de movimiento. Disparador del evento: Detección de movimiento: I6.

Después se especificara las condiciones, como en la escena 1 se toma el horario de oficina se utilizara estos datos para generar la escena actual, es decir, que se trabajará con horario de oficina y se activará de igual forma con el I1. Condiciones: Lunes a viernes de 8:00 a 18:00 (8:00 A.M a 6:00 P.M). I1=ON Actividades: Activar la luz 1 (Q2) con temporizador de 3 Seg. Activar la luz 2 (Q3) con temporizador de 3 Seg. Generar un mensaje en el LOGO que indique cual fue el sensor activo. Como la pretensión del módulo es realizar simulaciones que se pueda implementar en cualquier vivienda ejecutaremos esta escena de la siguiente manera: Lo primero será activar con I1 la escena anterior (casa vacía), después activaremos los sensores de movimiento con las entradas I6 para la seguridad de la casa, en caso de alguna anomalía o movimiento extraño se encenderán las luces 1 y 2 (Q2 y Q3) ubicadas en la parte trasera de la casa y en la entrada, al mismo tiempo, se visualizará un mensaje en la pantalla del logo indicado cual fue el sensor activado. A continuación mostraremos el plano de simulación en una vivienda para esta práctica. Figura 61.

Figura 61. Demostración en el plano de vivienda.

Fuente. Autores. 3.4 PRACTICA O EVENTO 4 (LUCES Y TV): Siguiendo la secuencia de una casa vacía y horario de oficina, en este evento al conmutarse las entradas I6 y el sensor de movimiento entrada I5 junto con la cerradura Q5 después del horario programando se activen las salidas correspondientes. Lo primero que debemos hacer es poner en funcionamiento el desarrollo de la escena, entonces disparamos los interruptores I6, Q5, e I5 que son los detectores de movimiento. Disparador del evento: Detección de movimiento: I6, Q5 e I5. Después especificamos las condiciones, como en la escena 1 tomamos el horario de oficina utilizaremos estos datos para generar la escena actual, es decir, que se trabajara con horario de oficina y se activara de igual forma con el I1. Condiciones: Lunes a viernes de 8:00 a 18:00 (8:00 A.M a 6:00 P.M). I1=ON

Actividades: Activar la luz 1 (Q2) cuando la cerradura se active (I5). Activar la luz 2 (Q3) cuando se active el sensor magnético (I6). Encender el TV o cualquier dispositivo conectado a la toma corriente. Realizar la programación LADDER y simulación. Como la pretensión del módulo es la realización de simulaciones que podamos presentar en cualquier vivienda ejecutaremos esta escena de la siguiente manera: Lo primero será activar con I1 la escena anterior (casa vacía), después activaremos los sensores de movimiento con las entradas I6, I5 y Q5 para la seguridad de la casa, después de terminada el horario laboral se activaran las luces 1 y 2 (Q2 y Q3) ubicadas en la sala, habitaciones y cocina, al mismo tiempo, se encenderá el TV para que el usuario lo utilice. Acontinuacion mostraremos el plano de simulación en una vivienda, figura 62. Figura 62. Demostración en el plano de vivienda.

Fuente. Autores.

4. CONCLUSIONES

El diseño del módulo de domótica sirvió como orientación a cada persona que se vio involucrada es su desarrollo, así mismo se aprendió a analizar las diferentes actividades que se realizan diariamente en cada hogar e implementarlas por medio de escenas para poder realizarlas en el módulo.

Las prácticas de laboratorio pretenden alimentar el conocimiento de cada estudiante del área de tecnología en electrónica y servirán para apreciar las habilidades y destrezas de los alumnos.

Con el diseño del módulo de domótica podemos implementar proyectos que comunique varios autómatas (PLC) entre sí, para realizar prácticas de Automatización que involucren procesos similares.

Se adquirió un conocimiento abundante sobre la documentación adquirida y sobre las metodologías utilizadas para el desarrollo de ciertos diseños.

Por medio del director de proyecto el ingeniero en control electrónico e instrumentación RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS aprendimos a realizar sistemas en el software LOGOSOFT COMFORT utilizado para la creación de las escenas, eventos y todo lo relacionado con la programación en LADDER del módulo de domótica.

5. BIBLIOGRAFÍA

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