Domótica mediante Protocolo X10

Resumen

En el siguiente documento se ha logrado realizar un
estudio del arte acerca de la aplicación del protocolo X10
en el área de la domótica, una vivienda
domótica es aquella en la que existen agrupaciones
automatizadas de equipos que tienen la capacidad de comunicarse
interactivamente entre sí, en este caso para la
comunicación de los artefactos eléctricos se
utiliza el protocolo X10 que se basa en el envío de datos
mediante la red eléctrica de baja tensión, esta
transmisión de datos esta sincronizada por un cruce por
cero mediante un tren de pulsos de 120KHz y una duración
de 1 ms.

Introducción

El ser humano siempre ha tratado de buscar formas que le
faciliten realizar sus actividades cotidianas, en este caso la
domótica es la tecnología que combina aplicaciones
electrónicas o informáticas con el objetivo de
mejorar las condiciones de habitabilidad, sin embargo la
implementación de tecnologías tienen costos
elevados a los dispositivos de comunicación que utilizan
que en su mayoría son dispositivos inalámbricos, y
el costo se eleva aún más cuando se utiliza
comunicación mediante el cableado, debido a que esto trae
como consecuencia la reestructuración de la red
eléctrica. Entonces conscientes de que al domótica
se está convirtiendo en una necesidad para las personas se
buscan alternanticas que ayuden a su implementación es
así que en el siguiente documento se realiza un estudio
del arte acerca del protocolo de comunicación x-10 que
basa su funcionamiento en la transmisión de
información mediante la red eléctrica de baja
tensión, que a pesar de ser una tecnología
desarrollada hace varios año aún se sigue usando
debido a que los dispositivos basados en este protocolo son de
fácil instalación, y óptimo funcionamiento
dentro de las viviendas. [1][16]

Desarrollo

Definición
de domótica

La terminología domótica fue adoptada por
los franceses, proviene del latín "domus", que significa
"casa", y el griego "tica", que hace acepción de algo que
"funciona por sí solo". En la actualidad la Real Academia
de la Lengua Española define como el "conjunto de sistemas
que automatizan las diferentes instalaciones de la vivienda".
Entonces se entiende por domótica al conjunto de
aplicaciones informáticas que permiten administrar y
automatizar las diferentes instalaciones dentro de una vivienda
los cual nos permite mejorar la calidad de vida de los
usuarios.[23]

Figura 1 Integración
Domótica [12].

Las primeras aplicaciones de las domótica
estuvieron enfocadas al control de ciertos elementos por ejemplo
las personas, las iluminación, lo cual no mostraba un gran
aporte para realizar una inversión para la
automatización de su vivienda, sin embargo actualmente la
tecnología busca cubrir cuatro aspectos fundamentales
permiten justificar la inversión en una instalación
domótica: ahorro energético, seguridad,
comunicaciones, confort y comunicación, las cuales se
detallan a continuación [22].

2.1.1 Ahorro energético

Este campo de la domótica se enfoca en el
diseño e implementación de dispositivos que ayuden
a optimizar el consumo eléctrico, por ejemplo sistemas
para climatización y regulación de temperatura, o
la iluminación mediante sensores de presencia, o
algún elemento que controle la desconexión
automática de los artefactos que no se están
utilizando[23].

2.1.2 Seguridad

Una parte fundamental de la domótica es brindar
seguridad al hogar, así por ejemplo existen dispositivos
para la detección de intrusos, alarmas contra incendios,
alarmas de asistencia médica entre otros, cabe recalcar
que esto no solo brinda comodidad sino también ayuda a la
preservación de la los usuarios [23].

2.1.3 Comunicación

En este punto el desarrollo dela domótica se
centra en establecer lazos de comunicación y de control,
con el cual se permitirá un constante monitoreo de lo que
ocurre dentro de la vivienda cuando no está presente, de
esta manera se desarrollan sistemas para mando a distancia
utilizando los diferentes medios o protocolos de
comunicación inalámbrica, mediante teléfono,
celular, PDA, internet, etc. [22].

2.2 Confort y comodidad

Este aspecto hace relación a bridar mayor
comodidad a las personas en las actividades que realizan a
diario, lo cual no solo les brinda bienestar y confort
además los ayuda a optimizar tareas imprescindibles como
por ejemplo el encendido y apagado de las luces, sistemas de
riego, control de puertas, etc. Entonces asumiendo que estas
actividades deben realizarse necesariamente, entonces al
automatizar un hogar estas dejarían de ser una
preocupación para el usuario además de un ahorro de
tiempo [22].

¿Qué es el protocolo
X-10?

El protocolo x10 es "un estándar de
comunicación para transmitir señales de control
entre equipos de automatización del hogar a través
de la red eléctrica (220V o 110V). Por ser un protocolo
estandarizado y debido a que no se necesita instalar cables
adicionales, este tipo de transmisión fue adoptado por
varias marcas de equipos de automatización y seguridad en
todo el mundo haciéndolos compatibles entre sí"
[13]

4 Historia tecnología X-10.

La tecnología para la comunicación
mediante la red eléctrica fue desarrollada en el Reino
Unido en 1970 por la empresa Pico Electronics Ltd.; luego
ingenieros en New York siguieron con la investigación de
esta esta tecnología, realizaron varios experimentos sin
embargo fue al décimo en el cual obtuvieron un importante
avance con la invención del protocolo X10, un
método con el cual se podía controlar la
mayoría de dispositivos conectados a la red
eléctrica sin la necesidad de algún otro cableado
extra; es así que nace en Estados Unidos una nueva
propuesta de domótica, fácil de instalar , a un
costo asequible que brinda comodidad en el hogar.[11]

Funcionamiento
Protocolo X-10

5.1 Transmisión de datos

La trasmisión de datos se realiza en el cruce por
cero de la señal de corriente alterna (AC). Las
señales se representan como una ráfaga de pulsos
que se trasmiten a una frecuencia de 120 kHz. Un 1 lógico
se representa como una ráfaga de pulsos de 120kHz que dura
un milisegundo, mientras que un cero lógico es la ausencia
de esta, se intenta de que los bits sean transmitidos lo
más cerca posible del cruce por cero, esto debe realizar
en un tiempo de 200us aproximadamente.[1]

Figura 2 Esquema de transmisión de
protocolo X-10[1]

5.2 Código X-10

Un mensaje usando protocolo X-10 se compone por un
código de inicio o star Code (1110), luego sigue el
código de casa o House Code y un código de llave o
key Code, esto depende si es un mensaje de dirección o un
comando de función. [13]

• En primer lugar el código de inicio o star
Code encargado de cuya función es informar a los
dispositivos X10 que van a recibir algún tipo de
dato.[13]

• Luego tenemos el código de casa o House
Code (letras de la A-P) este permite identificar el modulo
correcto que debe actuar, a cada dispositivo en la vivienda ya
sea actuador o sensor [13].

Figura 3 Tabla de código de casa
[14].

• Finalmente el código de llave o Key Code
este se encarga del control de los dispositivos como por ejemplo
encender, apagar, aumentar, disminuir, etc. [13]

Figura 4 Tabla de código de llave
[14].

Módulos
para sistema con protocolo X-10

6.1 Módulos controladores X-10

Llamados también emisores, estos módulos
están conectados a la red eléctrica y permite
enviar comandos X-10 a través de ella, con lo cual hace
posible controlar los distintos módulos de
aplicación [17].

Figura 5 Esquema de Módulo
controlador [17]

Así por ejemplo se tiene el Mini Programador
MT10, en este módulo se pueden programas las funciones de
apagado y encendido a un tiempo predeterminado, es capaz de
controlar hasta 8 módulos X-10.[18]

Figura 6 Mini Programador MT10
[19]

6.2 Módulo de aplicación o
activación

Llamados también receptores, estos dispositivos
son conectados a la red eléctrica y al dispositivo que
deseamos manejar, se encargan de controlar a los elementos como
lámparas, persianas, etc. Cada módulo tiene 256
códigos distintos, los mismos que están
identificados con letras desde la "A" hasta la "P"
[17].

Figura 7 Esquema de módulo de
activación [17]

En el mercado existen varios dispositivos que cumplen
con esta función así por ejemplo se tiene el
módulo de aplicación AM12, se comporta como
interruptor, ya que activa o desactiva el elemento conectado, la
ventaja de este dispositivo es que puede ser conectado a
cualquier enchufe de la pared para su funcionamiento por lo cual
no requiere ningún tipo de instalación extra
[19].

Figura 8 Módulo de
aplicación AM12 [19].

Ventajas y
desventajas de usar tecnología X-10

Los sistemas basados en esta tecnología tienen
una gran ventaja a la hora de su instalación debido a que
no es necesario ningún cableado extra para implementar una
red de dispositivos en este caso para el control de los
tomacorrientes basta con conectar el dispositivo en un enchufe
común del hogar para que estos se controlen mediante
protocolo X10 [15] [16].

Sin embargo a pesar de que el protocolo X10 es un
método de transmisión de datos muy útil,
éste no se recomienda implementarlo a nivel industrial o
en lugares donde existan fuentes de perturbaciones, puesto que
las cargas inductivas capacitivas producen ruido en la red
eléctrica lo cual no permite la correcta trasmisión
de datos y por ende el funcionamiento del sistema de control
será defectuoso [16] [15].

Conclusiones

Luego de realizar el estudio del arte se logró
conocer la comunicación mediante protocolo X-10 y su
enfoque hacia la domótica. Esta es una tecnología
desarrollada varios años atrás con el objetivo de
brindar mayor confort en las viviendas. El protocolo X-10 se basa
en las transmisión de datos mediante la red
eléctrica de baja tensión utilizando paquetes de
códigos(código de inicio, código de casa,
código de casa), con lo cual se logra el control de los
elementos como lámparas, persianas que se encuentran
conectados a la red, para ello se requieren principalmente de dos
módulos, un receptor y un emisor que permitirán
controlarlas funciones de dichos elementos, tanto el emisor como
el receptor son de fácil instalación lo cual reduce
costos al momento de automatizar una vivienda.

Gracias a la versatilidad de la comunicación
mediante este protocolo, en la actualidad se desarrollan
dispositivos basados en esta tecnología que brinda no solo
mayor comodidad a los personas sino también los dotara de
un lugar seguro, confiable y placentero en donde vivir, puesto
que los sistemas domóticas son una inversión que
genera beneficios de comodidad, seguridad, ahorro de
energía y optimización de tiempo.

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http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/la-domotica-como-solucion-de-futuro-fenercom.pdf.

Enviado por:

Byron Naula Dutan

(A"1994, M"9, D"22) Nació en la ciudad de Cuenca
en la provincia del Azuay en Ecuador, el 22 de septiembre de
1994. Se graduó en el Colegio Técnico Salesiano
como Bachiller Técnico en Sistemas Industriales.
Actualmente cursa sus estudios de Ingeniería
Electrónica en la Universidad Politécnica Salesiana
Sede Cuenca.