Indice
1.
Qué es la domótica
2. Características de
la vivienda inteligente
3. Gestión de la
Domótica
4. Descripción del sistema
domótico
5. Conclusión
En Francia, muy
amantes de adaptar términos propios a las nuevas
disciplinas, se acuñó la palabra "Domotique",
contracción de las palabras "domo" e "informatique". De
hecho, la enciclopedia Larousse define el término
domótica como: "el concepto de
vivienda que integra todos los automatismos en materia de
seguridad,
gestión
de la energía, comunicaciones, etc.". Es decir, el objetivo es
asegurar al usuario de la vivienda un aumento del confort, de la
seguridad, del ahorro
energético y de las facilidades de comunicación.
Domótica es el término "científico"
que se utiliza para denominar la parte de la tecnología (electrónica e informática), que integra el control y
supervisión de los elementos existentes en
un edificio de oficinas o en uno de viviendas o simplemente en
cualquier hogar. También, un término muy familiar
para todos es el de "edificio inteligente" que aunque viene a
referirse a la misma cosa, normalmente tendemos a aplicarlo
más al ámbito de los grandes bloques de oficinas,
bancos,
universidades y edificios industriales.
El uso de las TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) en la
vivienda genera nuevas aplicaciones y tendencias basadas en la
capacidad de proceso de
información y en la integración y comunicación entre los
equipos e instalaciones. Así concebida, una vivienda
inteligente puede ofrecer una amplia gama de aplicaciones en
áreas tales como:
- Seguridad
- Gestión de la energía
- Automatización de tareas
domésticas - Formación, cultura y
entretenimiento - Monitorización de salud
- Comunicación con servidores
externos - Ocio y entretenimiento
- Operación y mantenimiento de las instalaciones,
etc.
La definición de vivienda domótica o
inteligente presenta múltiples versiones y matices.
También aquí son diversos los términos
utilizados en distintas lenguas: "casa inteligente" (smart
house), automatización de viviendas (home
automation), domótica (domotique), sistemas
domésticos (home systems), etc.
De una manera general, un sistema
domótico dispondrá de una red de
comunicación que permite la interconexión de una
serie de equipos a fin de obtener información sobre el
entorno doméstico y, basándose en ésta,
realizar unas determinadas acciones sobre
dicho entorno.
Los elementos de campo (detectores, sensores,
captadores, actuadotes, etc.), transmitirán las
señales a una unidad central inteligente que
tratará y elaborará la información recibida.
En función
de dicha información y de una determinada programación, la unidad central
actuará sobre determinados circuitos de
potencia
relacionados con las señales recogidas por los elementos
de campo correspondientes.
En este sentido, una vivienda domótica se puede
definir como: "aquella vivienda en la que existen agrupaciones
automatizadas de equipos, normalmente asociados por funciones, que
disponen de la capacidad de comunicarse interactivamente entre
sí de un bus doméstico
multimedia que
las integra".
2. Características de la vivienda
inteligente
A partir de un análisis global del concepto, se pueden
determinar unos rasgos generales propios y comunes a los
distintos sistemas de una vivienda inteligente que son los que la
caracterizan como tal. El uso de estos sistemas tiene
implicaciones que se pueden dividir en inmediatas, en cuanto a
que son las que se producen por el mero hecho de habitar en una
vivienda inteligente, y a más largo plazo, ya que
trascienden el individuo para afectar al entorno social a
través de nuevos modelos de
uso.
Estas características generales, junto con las
consecuencias inmediatas emanadas de su uso, son las
siguientes:
- Control remoto desde dentro de la vivienda: a
través de un esquema de comunicación con los
distintos equipos (mando a distancia, bus de
comunicación, etc.). Reduce la necesidad de moverse
dentro de la vivienda, este hecho puede ser particularmente
importante en el caso de personas de la tercera edad o
discapacitadas. - Control remoto desde fuera de la vivienda: presupone
un cambio en
los horarios en los que se realizan las tareas
domésticas (por ejemplo: la posibilidad de que el
usuario pueda activar la cocina desde el exterior de su
vivienda, implica que previamente ha de preparar los alimentos) y
como consecuencia permite al usuario un mejor aprovechamiento
de su tiempo. - Programabilidad: el hecho de que los sistemas de la
vivienda se pueden programar ya sea para que realicen ciertas
funciones con sólo tocar un botón o que las
lleven a cabo en función de otras condiciones del
entorno (hora, temperatura
interior o exterior, etc.) produce un aumento del confort y un
ahorro de tiempo. - Acceso a servicios
externos: servicios de acceso a Internet,
telecompra, etc. Para ciertos colectivos estos servicios pueden
ser de gran utilidad (por
ejemplo, unidades familiares donde ambos cónyuges
trabajan) ya que producen un ahorro de tiempo.
La domótica se encarga de gestionar
principalmente los siguientes cuatro aspectos del hogar:
Energía eléctrica: En este campo, la
domótica se encarga de gestionar el consumo de
energía, mediante temporizadores, relojes programadores,
termostatos, etc. También se aprovecha de la tarifa
nocturna, mediante acumuladores de carga.
Confort: La domótica nos proporciona una serie de
comodidades, como pueden ser el control automático de los
servicios de: Calefacción, Agua caliente,
Refrigeración, Iluminación y la gestión de
elementos como accesos, persianas, toldos, ventanas, riego
automático, etc.
Seguridad: La seguridad que nos proporciona un sistema
domótico es más amplia que la que nos puede
proporcionar cualquier otro sistema, pues integra tres campos de
la seguridad que normalmente están controlados por
sistemas distintos:
- Seguridad de los bienes:
Gestión del control de acceso y control de presencia,
así como la simulación de presencia. Alarmas ante
intrusiones. - Seguridad de las personas: Especialmente, para las
personas mayores y los enfermos. Mediante el nodo
telefónico, se puede tener acceso (mediante un pulsador
radiofrecuencia que se lleve encima, por ejemplo) a los
servicios de ambulancias, policía, etc. - Incidentes y averías: Mediante sensores, se
pueden detectar los incendios y
las fugas de gas y agua, y,
mediante el nodo telefónico, desviar la alarma hacia los
bomberos, por ejemplo.
También se pueden detectar averías en los
accesos, en los ascensores, etc.
Comunicaciones: Este aspecto es imprescindible para acceder a
multitud de servicios ofrecidos por los operadores de telecomunicaciones. La domótica tiene una
característica fundamental, que es la integración
de sistemas, por eso hay nodos (pasarela residencial) que
interconectan la red domótica con
diferentes dispositivos, como Internet, la red telefónica,
etc.
4. Descripción del
sistema domótico
Para poder
clasificar técnicamente un sistema de
automatización de viviendas, es necesario tener claros una
serie de conceptos técnicos, como son: tipo de arquitectura,
medio de transmisión, velocidad de
transmisión y protocolo de
comunicaciones.
Tipo de Arquitectura
La arquitectura de un sistema domótico, como la
de cualquier sistema de control, especifica el modo en que los
diferentes elementos de control del sistema se van a ubicar.
Existen dos arquitecturas básicas: la arquitectura
centralizada y la distribuida.
Arquitectura centralizada: Es aquella en la que los
elementos a controlar y supervisar (sensores, luces, válvulas,
etc.) han de cablearse hasta el sistema de control de la vivienda
(PC o similar). El sistema de control es el corazón de
la vivienda, en cuya falta todo deja de funcionar, y su
instalación no es compatible con la instalación
eléctrica convencional en cuanto que en la fase de
construcción hay que elegir esta topología de cableado.
Arquitectura distribuida: Es aquella en la que el
elemento de control se sitúa próximo al elemento a
controlar.
Hay sistemas que son de arquitectura distribuida en cuanto a la
capacidad de proceso, pero no lo son en cuanto a la
ubicación física de los
diferentes elementos de control y viceversa, sistemas que son de
arquitectura distribuida en cuanto a su capacidad para ubicar
elementos de control físicamente distribuidos, pero no en
cuanto a los procesos de
control, que son ejecutados en uno o varios procesadores
físicamente centralizados.
En los sistemas de arquitectura distribuida que utilizan
como medio de transmisión el cable, existe un concepto a
tener en cuenta que es la topología de la red de
comunicaciones. La topología de la red se define como la
distribución física de los elementos
de control respecto al medio de comunicación
(cable).
Cada elemento del sistema tiene su propia capacidad de
proceso y puede ser ubicado en cualquier parte de la vivienda.
Esta característica proporciona al instalador
domótico una libertad de
diseño
que le posibilita adaptarse a las características
físicas de cada vivienda en particular.
Medio de Transmisión
En todo sistema domótico con arquitectura distribuida, los
diferentes elementos de control deben intercambiar
información unos con otros a través de un soporte
físico (par trenzado, línea de potencia o red
eléctrica, radio,
infrarrojos, etc.).
A continuación enumeramos los siguientes tipos de
medios:
1) LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA. (Corrientes portadoras)
Si bien no es el medio más adecuado para la
transmisión de datos, si es una
alternativa a tener en cuenta para las comunicaciones domesticas
dado el bajo coste que implica su uso, dado que se trata de una
instalación existente por lo que es nulo el coste de la
instalación, y además muy fácil el
conexionado
Para aquellos casos en los que las necesidades del
sistema no impongan requerimientos muy exigentes en cuanto a la
velocidad de transmisión, la línea de
distribución de energía eléctrica puede ser
suficiente como soporte de dicha transmisión.
2) SOPORTES METÁLICOS
La infraestructura de las redes de comunicación
actuales, tanto públicas como privadas, tiene en un
porcentaje muy elevado, cables metálicos de cobre como
soporte de transmisión de las señales
eléctricas que procesa.
En general se pueden distinguir dos tipos de cables
metálicos:
a ) PAR METÁLICO
Los cables formados por varios conductores de cobre pueden dar
soporte a un amplio rango de aplicaciones en el entorno
domestico.
Este tipo de cables pueden transportar voz, datos y alimentación de
corriente continua.
Los denominados cables de pares están formados por
cualquier combinación de los tipos de conductores que a
continuación se detallan:
1.- Cables formados por un solo conductor con un aislamiento
exterior plástico,
como los utilizados para la transmisión de las
señales telefónicas.
2.- Par de cables, cada uno de los cables esta formado por un
arrollamiento helicoidal de varios hilos de cobre. (Por
ejemplo,
los utilizados para la distribución de señales de
audio.).
3.- Par apantallado, formado por dos hilos recubiertos por un
trenzado conductor en forma de malla cuya misión
consiste en aislar las señales que circulan por los cables
de las interferencias electromagnéticas exteriores. (Por
ejemplo, los utilizados para la distribución de sonido alta
fidelidad o datos).
4.- Par trenzado, esta formado por dos hilos de cobre recubiertos
cada uno por un trenzado en forma de malla. El trenzado es un
medio para hacer frente a las interferencias
electromagnéticas. (Por ejemplo, los utilizados para
interconexión de ordenadores).
b ) COAXIAL
Un par coaxial es un circuito físico asimétrico,
constituido por un conductor filiforme que ocupa el eje
longitudinal del otro conductor en forma de tubo,
manteniéndose la separación entre ambos mediante un
dieléctrico apropiado.
Este tipo de cables permite el transporte de
las señales de video y
señales de datos a alta velocidad. Dentro del
ámbito de la vivienda, el cable coaxial
puede ser utilizado como soporte de transmisión para:
– Señales de teledifusión que provienen de las
antenas (red
de distribución de las señales de TV y FM).
– Señales procedentes de las redes de TV por cable. –
Señales de control y datos a media y baja
velocidad.
3) FIBRA
ÓPTICA
La fibra óptica
es el resultado de combinar dos disciplinas no relacionadas, como
son la tecnología de semiconductores
(que proporciona los materiales
necesarios para las fuentes y los
detectores de luz), y la
tecnología de guiado de ondas
ópticas (que proporciona el medio de transmisión,
el cable de fibra óptica).
La fibra óptica esta constituida por un material
dieléctrico transparente, conductor de luz, compuesto por
un núcleo con un índice de refracción menor
que el del revestimiento, que envuelve a dicho núcleo.
Estos dos elementos forman una guía para que la luz se
desplace por la fibra. La luz transportada es generalmente
infrarroja, y por lo tanto no es visible por el ojo
humano.
A continuación se detallan sus ventajas e
inconvenientes:
– Fiabilidad en la transferencia de datos.
– Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y de
radiofrecuencias.
– Alta seguridad en la transmisión de datos.
– Distancia entre los puntos de la instalación limitada,
en el entorno doméstico estos problemas no
existen.
– Elevado coste de los cables y las conexiones.
– Transferencia de gran cantidad de datos:
4) CONEXIÓN SIN HILOS
a) INFRARROJOS
El uso de mandos a distancia basados en transmisión por
infrarrojos esta ampliamente extendida en el mercado
residencial para telecomandar equipos de Audio y
Vídeo.
La comunicación se realiza entre un diodo emisor
que emite una luz en la banda de IR, sobre la que se superpone
una señal, convenientemente modulada con la
información de control, y un fotodiodo receptor cuya
misión consiste en extraer de la señal recibida la
información de control.
Los controladores de equipos domésticos basados
en la transmisión de ondas en la banda de los infrarrojos
presentan gran comodidad y flexibilidad y admiten un gran
número de aplicaciones.
Al tratarse de un medio de transmisión
óptico es inmune a las radiaciones
electromagnéticas producidas por los equipos
domésticos o por los demás medios de
transmisión (coaxial, cables pares, red de
distribución de energía eléctrica, etc.).
Sin embargo, habrá que tomar precauciones en el caso de
las interferencias electromagnéticas que pueden afectar a
los extremos del medio.
b) RADIOFRECUENCIAS
La introducción de las radiofrecuencias como
soporte de transmisión en la vivienda ha venido precedida
por la proliferación de los teléfonos
inalámbricos y sencillos telemandos.
Este medio de transmisión puede parecer, en
principio, idóneo para el control a distancia de los
sistemas domóticos, dada la gran flexibilidad que supone
su uso. Sin embargo, resulta particularmente sensible a las
perturbaciones electromagnéticas producidas, tanto por los
medios de transmisión, como por los equipos
domésticos.
Las ventajas e inconvenientes de los sistemas basados en
transmisión por radiofrecuencias, son:
– Alta sensibilidad a las interferencias.
– Fácil interceptación de las comunicaciones.
– Dificultas para la integración de las funciones de
control y comunicación, en su modalidad de
transmisión analógica.
Protocolo de comunicaciones
Una vez establecido el soporte físico y la velocidad de
comunicaciones, un sistema domótico se caracteriza por el
protocolo de comunicaciones que utiliza, que no es otra cosa que
el idioma o formato de los mensajes que los diferentes elementos
de control del sistema deben utilizar para entenderse unos con
otros y que puedan intercambiar su información de una
manera coherente. Dentro de los protocolos
existentes, se puede realizar una primera clasificación
atendiendo a su estandarización:
- Protocolos estándar. Los protocolos
estándar son los que de alguna manera son utilizados
ampliamente por diferentes empresas y
estas fabrican productos
que son compatibles entre sí, como son el X-10, el EHS,
el EIB y el BatiBus - Protocolos propietarios. Son aquellos que,
desarrollados por una empresa,
solo son capaces de comunicarse entre sí.
Preinstalación domótica
La preinstalación domótica es la
posibilidad de dejar preparada una vivienda para que, con el
menor número de actuaciones, se le pueda instalar el
sistema domótico en el momento en que el usuario lo
demande. Para que un sistema pueda ofrecer una verdadera
preinstalación domótica en una vivienda, ha de ser
compatible con la instalación eléctrica actual, de
tal manera que el usuario pueda, en la fase de
construcción, elegir la preinstalación
domótica y la instalación eléctrica
convencional y con posterioridad, realizar cualquier tipo de
automatización de su vivienda.
Descripción del tipo de nodos
Una red domótica de arquitectura distribuida está
compuesta por una serie de nodos que se conectan unos con otro a
través del bus de comunicaciones, el cual lleva dos hilos
para datos y dos para la alimentación. Así
tenemos;
- Nodos de control estándar: son los encargados
de controlar los parámetros de cada estancia. Cada uno
soporta dos circuitos independientes de conmutación y
dos entradas extra para sensores. La funcionalidad del nodo
depende del programa que se
cargue en el nodo. - Nodos de supervisión: son nodos dedicados a
realizar la interfaz con el usuario. Cada función que el
usuario necesita para supervisar y controlar el sistema
está implementada en el correspondiente nodo. De esta
manera, el usuario puede elegir para su vivienda las funciones
que considere necesarias. - Nodos exteriores: se agrupan aquellos que siendo de
uso dedicado se instalan en el exterior de la vivienda. Dentro
de ellos podemos destacar el nodo de sirena exterior y el nodo
medidor de luz exterior. - Nodos de comunicaciones: estos son nodos dedicados
específicamente a soportar la red de comunicaciones de
la vivienda. Routers o pasarelas.
Unidad de alimentación
La unidad de alimentación es la encargada de suministrar
energía (220V/50 Hz) a los diferentes elementos activos de la red
domótica (sensores, nodos, electroválvulas, etc.).
La unidad de alimentación incorpora una batería
(para vigilancia de intrusión) con autonomía
suficiente para varias horas de ausencia de suministro
eléctrico. Opcionalmente se puede suministrar la unidad de
alimentación redundante para casos en los que se requiere
una alta fiabilidad.
En el nacimiento de cualquier nueva tecnología o
servicio el
grado de implicación de la parte técnica es alto y
se tiende a complicar su uso por la incorporación de
cientos de funciones, programaciones, etc. En el caso de
servicios o sistemas orientados a usuarios finales, esta
tendencia agrava la situación porque el usuario se
encuentra ante un sistema que técnicamente puede ser muy
aceptable pero que en la práctica, ante cualquier evento,
le producirá confusión, desconcierto y finalmente
rechazo.
En realidad, con los nuevos sistemas que se están
comercializando, el control y su programación son muy
intuitivos, por lo que los usuarios han de perder todo miedo a
utilizarlos. También, las posibilidades que dan la
conexión a Internet, con redes de banda ancha, o
la conexión a través de redes móviles
GSM o de otro
tipo, para el control remoto y la vigilancia, hace que se
extienda muchísimo el campo de aplicación de la
domótica.
Autor:
José Manuel Huidobro
Ingeniero de Telecomunicación