Domótica – Sistema X-10

Resumen

El desarrollo de la tecnología domótica,
se ha podido evidenciar en los últimos años; es
aquí donde se da a conocer protocolos que facilitan la
convivencia diaria del ser humano, el protocolo X-10, permite la
transmisión de órdenes por medio de una red
doméstica, la gran ventaja de la utilización del
mismo recae en la facilidad de su instalación, debido a
que operan correctamente con las instalaciones realizadas en
casa.

Palabras Claves- Domótica, Protocolo X-10,
Sistema, Tecnológica.

Introducción

En la actualidad al hablar de domótica, se da una
visualización automatizada de utilidades del hogar, su
total control se puede realizar por medio de un mando a
distancia, un controlador, un PC, control por teléfono e
incluso por medio de la voz. [9] [10]

Desde una visión más avanzada se puede
realizar el control mediante una aplicación en Smartphone.
Es por ello que el sistema X-10 es el más extendido creado
hace más de 20 años, desarrollado por ser flexible
con lo que sus aplicaciones pueden ser muy diversas. Las
características fundamentales de los sistemas de
corrientes portadoras es que utilizan como medio de
distribución de datos la red de distribución
eléctrica de baja tensión. Si bien existen
diferentes fabricantes que adoptan sistemas propios basados en
corrientes portadoras, la tendencia actual es la
estandarización del sistema, en concreto en el uso del
sistema de corrientes portadoras X-10 que permite compatibilizar
dispositivos de diferentes fabricantes. [9] [10]

Protocolo
X-10

La tecnología X10, basada en corrientes
portadoras, fue desarrollada entre 1.976 y 1.978 por los
ingenieros de Pico Electronics Ltd, en Glenrothes, Scontland. X10
surgió de una familia de chips denominada los proyectos X,
esta empresa comenzó a desarrollar este proyecto con la
idea de obtener un circuito que pudiera ser insertado en un
sistema mayor y controlado remotamente. En colaboración
con BSR, una empresa dedicada a los sistemas de audio, comenzaron
a construir los dispositivos X10. [1] [12]

Según Botero-Londoño (2003),
Domótica: Protocolo X10, define protocolo X-10 como "un
estándar de comunicación para transmitir
señales de control entre equipos de automatización
del hogar a través de la red eléctrica (220V o
110V)." [2]

En el mismo sentido puedo definir que el protocolo X-10
es el procedimiento que sirve para enviar y recibir datos para el
control de los dispositivos eléctricos en el hogar,
controlado mediante pulsos manipulados por código binario,
se conoce a la vez que pueden ser localizados un total de 256
dispositivos en la red, ya que soporta 16 grupos de direcciones,
a los cuales de los denomina códigos de casas. Los mismos
evidencian 11 ciclos de corrientes, los dos primeros son los
ciclos de un código inicial, los cuatro siguientes son el
código de casa, y los cinco siguientes con el
código de unidad o de función. (Véase fig.
1) [3] [10]

Figura 1. Imagen Representativa de
la trasmisión de datos del Protocolo X-10

Funcionamiento
general del protocolo X-10

Es un sistema de transmisión de datos digitales
que usa las instalaciones eléctricas de hogares y
oficinas. La versión original de este protocolo
permitía realizar seis funciones: encender, apagar, "dim"
que significa atenuar, "Bright" que significa iluminar, encender
todo y apagar todo. Como se puede observar en la Figura
2.

Figura 2. Diagrama en bloques de
la trasmisión de datos del Protocolo X-10

Las versiones actuales permiten ejecutar otras nueve
funciones además de las tradicionales. Entre las nueve
funciones adicionales se encuentran dos que permiten que el
protocolo pueda realizar una gran cantidad de tareas nuevas. Como
se puede analizar en la figura 3 [21]

Figura 3. Diagrama de
tiempos

Transmisión
de órdenes X-10 por la red doméstica

Para modular la señal de 50Hz europea o 60Hz en
América, el transmisor utiliza un oscilador opto acoplado
que vigila el paso por cero de la señal sinusoidal En la
señal X-10 se inserta en el semiciclo positivo o negativo
de la onda sinusoidal. La codificación de un bit 1 o un
bit 0, depende de cómo se inserte la señal en los
dos semiciclos.

Un 1 binario se representa por un pulso de 120 KHz
durante 1 milisegundo y el 0 binario se representa por la
ausencia de ese pulso de 120 KHz. En sistema trifásico el
pulso de 1 milisegundo se transmite con el paso cero para cada
una de las tres fases. [4]

Es así que el tiempo de bit coincide con los
20msg que dura el ciclo de la señal de forma que la
velocidad binaria de 50bps viene impuesta por la frecuencia de la
red eléctrica que tenemos en Europa. En América la
velocidad binaria son 60bps. (Véase fig. 4)

Figura 4. Imagen Representativa de
la trasmisión de órdenes del Protocolo
X-10

La transmisión completa de un código X-10
necesita once ciclos de corrientes. Los dos primeros ciclos
representan el código de inicio. Los cuatro ciclos
siguientes representan el código de casa (letras A-P), los
siguientes cinco representan o bien el código
numérico (1-16), o bien el código de
función. Este moque completo se transmite siempre dos
veces, separando cada dos códigos por tres ciclos de la
corriente, excepto para funciones de regulación de
intensidad que se transmiten de forma continua, sin
separación entre códigos. Como se puede observar en
la figura 5.

Figura 5. Imagen Representativa de
la trasmisión completa de un código X-10

Requisitos del
sistema para operar el protocolo X-10

Los requisitos de este sistema, debido a su arquitectura
abierta, están orientados hacia la capacidad de
adaptación, configuración y seguridad. Y se definen
de la siguiente manera:

• Usar protocolos estándar y de amplia
  difusión.

• Lenguaje de programación con posibilidades de
  alto y bajo nivel, con orientación a objetos.
  [10]

• Estructura robusta y configurable, con posibilidad
  de portabilidad parcial, lo cual se ha afrontado con
  paradigma cliente–servidor, además del enlace
  dinámico de funciones. [8] [10]

• Posibilidad de instalación del sistema en
  hogares construidos, tanto como en casas de nueva
  construcción. [9] [10]

• Conexión con las redes de comunicación
  convencionales: Internet, línea telefónica
  convencional o 3G. [8] [10]

• Un sistema de seguridad fiable para asegurar la
  privacidad de las comunicaciones del usuario y del control de
  la aplicación. [8] [10]

TIPOS DE DISPOSITIVOS X-10

V-A. Unidireccionales

Estos dispositivos son capaces simplemente de recibir o
enviar información.

V-A-(1). Trasmisores

Estos transmisores envían una señal
especialmente codificada de bajo voltaje que es superpuesta sobre
el voltaje del cableado. Un transmisor es capaz de enviar
información hasta a 256 dispositivos sobre el cableado
eléctrico. Múltiples transmisores pueden enviar
señales al mismo módulo. Se lo puede identificar de
manera fácil mediante su logo. (Véase fig. 3)
[5]

Figura 3. Logo de Transmisor
X-10

V-A-(2). Receptores

Estos dispositivos toman la señal enviada por los
dispositivos transmisores. Una vez que la señal es
recibida el dispositivo responde encendiéndose (ON) o
apagándose (OFF). Los receptores generalmente tienen un
código establecido por el usuario para indicar la
dirección del dispositivo. Múltiples dispositivos
con el mismo código pueden co-existir y responder al mismo
tiempo dentro de una misma casa. Se lo puede identificar de
manera fácil mediante su logo. (Véase fig. 4)
[5]

Figura 4. Logo de Receptor
X-10

V-A-(3). Bidireccionales

Como los receptores y transmisores, pueden comunicarse
con 256 direcciones distintas. Cuando se usan con algunos
controladores de computadoras, estos dispositivos pueden reportar
su estado. Se identifican con el logo. (Véase fig. 5)
[6]

Figura 5. Logo de Bidireccionales
X-10

V-A-(4). Inalámbricos

Una unidad que permite conectarse a través de una
antena y enviar señales de radio desde una unidad
inalámbrica e inyectar la señal X10 en el cableado
eléctrico (como los controles remotos para abrir los
portones de los garajes). Estas unidades no están
habilitadas para controlar directamente a un receptor X10, debe
utilizarse un módulo transceiver o transductor. Se
identifican con el logo. (Véase fig. 6) [6]

Figura 6. Logo de
Inalámbrica X-10

V–B. Software de Control

Los software de control utilizados en la actualidad,
permiten la programación y activación única
de funciones a horas ya establecidas con anterioridad. Su
relación es normalmente bidireccional, o la mayoría
de veces depende de las actividades del usuario. (Véase
fig. 6) [15]

Figura 6. Escenario típico
de la red Domótica

Funcionamiento del
dispositivo X-10

Todos los equipos X-10 poseen dos ruedas las cuales se
utilizan para la configuración de la red eléctrica,
la primera es de color rojo y representa el código de la
casa, está identificada con las letras de la A a la P y la
segunda marcada de color negro representa el número de
módulo o numérico que corresponde a dicho
dispositivo. [3]

Cada dispositivo tiene su propia dirección
única que el usuario escoge rodando los dos diales en el
dispositivo.

Si dos actuadores tiene los mismos códigos de
casa y numérico, ejecutarán simultáneamente
las órdenes procedentes por la red
eléctrica.

Si a dos detectores de presencia X-10 se les asigna los
mismos códigos, cosa que puede resultar útil para
encender las luces de escalera desde dos plantas distintas.
(Véase fig. 8)[13]

Figura 8. Dispositivo
X-10

El usuario define un nombre para el dispositivo, le pone
el código correspondiente, prueba el dispositivo a un
grupo para que pueda operar un rango entero de dispositivo y
luces incluso con una sola orden.

Puede agregar nuevos dispositivos o puede renombrar los
existentes todas las veces que el usuario quiera, fijar su
funcionamiento a lo largo de las horas de un día o
semana.

Módulos de
dispositivos X-10

VII-A. Módulo para
lámparas

Forma parte de cualquier sistema de domótica, es
un receptor de señales X-10 que va enchufado a la red y
permite el control de encendido y apagado así como atenuar
la luminosidad de una lámpara. Soporta una intensidad de
40W a 300W. Es de sencilla conexión de igual manera como
conectarlo en enchufe de una bombilla, y luego esta se conecta al
módulo.

VII-B. Módulo de aparato

Permite enchufar cualquier electrodoméstico para
controlarlo con este dispositivo. El módulo de
domótica para aparatos es similar al de la bombilla pero
permite intensidades de hasta 2500W y por el contrario no lleva
atenuador. Puede ser activado remota o localmente, es decir en el
mismo enchufe o a distancia

VII-C. Módulo de casquillo

Permite controlas bombillas directamente de hasta 100 W.
Es el módulo domótica de lámparas que se
enrosca directamente en el casquillo de la bombilla. Controla el
encendido de cualquier luz ya sea de interior o de exterior, y
solo basta con enroscar el modulo en el lugar donde antes estaba
la bombilla. El modulo es de tipo encendido y apagado.

VII-D. Módulo Universal

Controla el encendido y apagado de aparatos de bajo
voltaje o contactos sin tensión por medio de un
relé.

VII-E. Módulo receptor de
radio-frecuencia

Es uno de los componentes más importantes que
podemos encontrar por parte de la domótica, ya que recibe
las señales de los mandos a distancia y envía las
órdenes correspondientes para encender y apagar luces y
aparatos. [14] [16]

VII-F. Módulo receptor
universal

Se conecta directamente a la computadora, este receptos
tiene una antena externa de doble fijación y un cable de 2
metros, que permite colocarlo donde sea más idóneo
o tenga mejor recepción. [16]

VII-G. Módulo transmisor

Envía las ordenes de encendido y apagado. Es
pequeño y se lo instala dentro de las cajitas de los
interruptores actuales. [16]

VII-H. Módulo en aparato

Este módulo controla has 2000W en lámparas
y 3600W en cargas resistivas. Se instala detrás del
enchufe que se quiere controlar, es muy seguro para los
niños, ya que se puede tener la corriente cortada en los
tomas que no tiene nada conectado. [16]

VII-I. Detector de movimiento

Se trata de un sensor que detecta los movimientos. No
necesita cables y transmite por radio-frecuencia cualquier
percepción de movimiento. [16]

VII-J. Sensor de puertas y ventanas

Este sensor es imprescindible para cualquier sistema de
seguridad. Funciona con baterías, y su instalación
requiere un mínimo esfuerzo. Se auto-chequea el
funcionamiento periódicamente de forma automática.
[17]

VII-K. Sirena Interior

Es una sirena que se puede colocar en cualquier sitio de
la casa, es muy segura ya que tiene unos sonidos muy elevados.
[17]

VII-L. Detector de rotura de cristales

El detector se coloca al cristal y funciona bajo dos
parámetros; detecta las vibraciones del cristal y escucha
el sonido de alta frecuencia de la rotura del cristal.
[18]

Está diseñado para lunas fijas y no
necesita cables para su instalación, además
actúa por radio-frecuencia.

Ventajas del sistema
X-10

VI-A. Ahorro de Energía

Al desconectar ciertos elementos de iluminación
en centros de trabajos, mediante sensores, existirá una
variante más avanzada de regular la luminosidad y el
ahorro de energético, que a la vez contribuye con el medio
ambiente, lo cual atrae una gran ventaja en cuanto al plano
económico. [19]

VI-B. Inversión Protegida

El sistema X10 es totalmente universal y por lo tanto
transportable. Si usted cambia la puerta de su casa, lo
más normal es que no se la lleve el día que se
mude. En cambio todos los productos X10 son tan fáciles de
instalar y desinstalar que el día que se cambie de su casa
u oficina se los lleva consigo, igual que se llevaría la
televisión, pues le seguirían sirviendo en su nueva
ubicación. [7]

VI-C. Protege su Hogar y familia

Simula su presencia cuando no está. Encienda
todas las luces con solo un botón. También trabaja
con los sistemas de alarmas más extendidos. Controle y
compruebe el estado de su casa a distancias. [19] [20]

VI-D. Plusvalía de las
viviendas

Una casa con un sistema domótico se cotiza
más alto en el mercado inmobiliario, es decir su casa es
más fácil de vender e incorpora
características únicas que no tiene la competencia,
por ende es un valor añadido que le da mayor
categoría. [20]

Conclusión

En el presente documento, se hizo hincapié la
información de la tecnología domótica
manejada directamente desde el sistema X-10, orientado a un mundo
actualizado y evolucionado en cuestiones a sistemas automatizados
del hogar, de manera fácil y segura.

Es así como podemos observar directamente que es
una solución práctica a los problemas a los que nos
vemos inversos en el diario convivir en nuestros hogares,
principalmente el de la inseguridad, ya que gracias al uso del
dispositivo X-10, ya que se puede simular la presencia en
nuestros hogares, controlando las luminosidades desde nuestras
computadoras. De la misma manera se conoce que la
reducción de precios en cuanto al pago de facturas
eléctricas es considerable, pues al ser un sistema
automatizado se puede manipular fácilmente sus funciones
de encendido y apagado.

Referencias
bibliográficas

[1] El Protocolo x10: Una solución Antigua a
Problemas actuales disponible en:
http://www.lcc.uma.es/~pedro/publications/566_art.pdf.

[2] Domótica: Protocolo X10 disponible en:
http://www.umanizales.edu.co/publicaciones/campos/ingenieria/ventana_informatica/html/ventana11/Domotica.pdf

[3] Automatización Del Hogar Usando El Protocolo
De Comunicación X10 disponible en:
http://www.qsl.net/ea3cno/pdf/articulo_x10.pdf

[4] Home Gadges since 1978 disponible en:
http://www.x10.com/technology1.htm

[5] X10.Info disponible en:
http://www.x-10.info/como_funciona_el_x10.php

[6] Custom Ware S.R.L. (2004). ¿Qué es
X10? Disponible en:
http://www.casainteligente.com/x10/x10.php

[7] ¿Qué es la domótica? Disponible
en: http://www.superinventos.com/queesx10.htm

[8] The OpenCard Framework disponible en:
http://www.opencard.org

[9] CHAPARRO, Jeffer. "Domótica: La
mutación de la Vivienda", Revista Electrónica de
geografía y Ciencias Sociales, vol.VII, no. 146,
Barcelona, Universidad de Barcelona, 2003. Disponible en:
http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-146(136).htm

[10] CUEVAS, Juan C.; MARTÍNEZ, Jesús y
MERINO, Pedro. "El Protocolo x10: Una solución Antigua a
Problemas actuales" [En Línea] Universidad de
Málaga. Disponible en:
www.lcc.uma.es/~pedro/publications/566_art.pdf

[11] Smart Home Systems. The X10 History. 2004.
Disponible en:
http://www.smarthomeusa.com/info/x10story/x10story/

[12] Eward B. Driscoll Jr. the history of X10.
Disponible en:
http://home.planet.nl/~lhendrix/x10_history.htm

[13] X10 WorldWideWeb (1998). X10 Transmission Theory
Disponible en:
http://www.x10.com/support/technology1.htm

[14] INTPLUS (24/09/2004). Disponible en:
http://www.superinventos.com/S110903.htm

[15] Edificos Inteligentes disponible en:
http://www.umanizales.edu.co/publicaciones/campos/ingenieria/ventana_informatica/html/ventana11/Domotica.pdf

[16] Domótica disponible en:
http://www.monografias.com/trabajos14/domotica/domotica

[17] Productos destacados, disponible en
http://www.domodesk.com/modulos-x10.htm

[18] Detector de movimiento interno x10 Disponible En:
Http://Www.Superinventos.Com/S110510.Htm

[19] Sistema Domótico Para Prevención De
Accidentes Y Supervisión En Hogares disponible en:
http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS0810SD03/Memoria.pdf

[20] Módulos Domótica disponible en:
http://www.superinventos.com/modulosx10.htm

[21]
http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/391/1/CD-0798.pdf

Autor:

Karla Johanna Pineda
Betancourt,

Universidad Politécnica Salesiana,
Sede Cuenca

Electrónica Analógica
II