Domótica en el hogar

Resumen

El mundo de hoy nos ofrece múltiples
tecnologías, es por ello que los seres humanos nos hemos
ido adaptando cada vez más a este sistema de vida,
abusando en muchos ocasiones de ello. Con toda esta
tecnología que nos rodea se ha visto la necesidad de
buscar estrategias que nos ayuden a realizar labores cotidianas,
automatizando sistemas que nos faciliten el trabajo y
optimización de tiempo, por lo que en este ensayo nos
referiremos a la Dómotica.

Abstract –The world today offers multiple
technologies, which is why human beings we have adapted more and
more to this way of life, in many cases abusing it. With all this
technology around us has seen the need to find strategies to help
us perform everyday tasks, automating systems that provide us
with work and optimization of time, so in this essay we will
refer to home automation.

Introducción

La palabra domótica se refiere a la
automatización de hogar, provienen de la unión de
dos palabras, domus en latín significa casa, y tica que
proviene de la palabra automática en griego significa que
funciona por sí solo, también conocida como ciencia
de la innovación, ciencia que va creciendo a un nivel
acelerado, por lo que a grandes industrias les ha tocado ir
mejorando cada vez más sus productos con el fin de brindar
mayor confort a sus clientes. [2], [9], [14]

Domótica
en el hogar

Las soluciones domóticas pueden variar,
dependiendo la acción que se requiera realizar, puede ser
comandado desde un dispositivo o se puede extender a amplios
sistemas que controlen toda la vivienda. Los dispositivos se
pueden clasificaren. [13]

–Controlador: son dispositivos que gestionan el
sistema según la programación y la
información que reciba, pueden existir uno o varios
controladores distribuidos en todo el sistema.[1],[4]

–Actuador: este dispositivo es capaz de ejecutar
una acción en el sistema, después de haber recibido
una orden del controlador (encender, apagar, subir, bajar, abrir
cerrar, etc.) [1], [4], [13], [14]

-Sensor: este dispositivo monitorea el entorno
captando información que será transmitida al
sistema (sensores de movimiento, lluvia, iluminación,
calor, etc.) [1], [4], [14]

-Bus: es el medio de transmisión de
señales, transportando información entre los
distintos dispositivos mediante un cableado propio, por las redes
de otros sistemas (red eléctrica, telefónica etc),
la transmisión de estos datos puede también ser de
forma inalámbrica. [1], [4]

-Interface: la interfaz se refiere a la pantalla
de interacción con el usuario, donde se muestra toda la
información necesaria del sistema. [1], [4],
[15]

Lo más importante de la domótica, que
podemos destacar es que todos los dispositivos del sistema no
tienen que estar físicamente separados, ya que sus
funciones pueden estar combinadas. [1], [4]

Modo de operar y
beneficios que nos brinda el sistema
domótico

El modo de operar de un sistema domótico, se basa
en las acciones de actuar e interactuar sobre cada uno de los
aparatos y sistemas eléctricos y electrónicos de
las viviendas.

-Como primer punto tenemos el programa y su respectiva
configuración.

-Luego la información que los sensores puedan
recolectar, para una posterior acción a realizar. La
información proporcionada por otros sistemas
interconectados.

-Por último, tenemos la interacción
directa de el o los usuarios.

El buen funcionamiento del sistema domótico, nos
brinda Seguridad, Confort, Ahorro Energético, pero para
ello debemos tener en cuenta otros aspectos importantes como la
simplicidad y facilidad en la utilización, diseño
modular, flexibilidad, integridad y costo. [1], [9], [12],
[13]

-Simplicidad y facilidad: La interfaz es un punto
clave para la interacción con el usuario, siendo esta
sencilla e intuitiva, su sistema de control debe estar adecuado
al usuario final, con el propósito de aumentar el confort.
[8], [9]

-Diseño modular: Las instalaciones deben
ser las adecuadas para cada tipo de conexión, evitando al
máximo fallos en la construcción, su respectivo
diseño debe tener en consideración la
ampliación de nuevos servicios. [9]

-Flexibilidad: Se debe tomar en cuenta las
ampliaciones y modificaciones que se puedan realizar a futuro,
relacionando costos y esfuerzos. [8], [9]

-Integridad: Los subprogramas deben tener una
interacción mutua, de compartimiento de información
de toda la edificación, para la ejecución de
procesos requeridos. [9], [12]

Arquitectura

La arquitectura juega un papel muy importante, en esta
área de la domótica, ya que nuestros hogares no
están preparados o diseñados para acoger esta
tecnología, la arquitectura se clasifica de acuerdo en
donde se encuentra la inteligencia del sistema domótico
en. [7], [8], [11]

–Arquitectura Centralizada: es un controlador
centralizado, el mismo que se encarga de enviar
información a los actuadores e interfaces, configuraciones
e informaciones que reciben de los usuarios, sistemas
interconectados o de los sensores. [2], [13]

Figura 1. Arquitectura
Centralizada

–Arquitectura Descentralizada: en este tipo de
arquitectura encontramos varios controladores, conectados entre
sí por un bus, el cual envía información
entre ellos, esta información también se reparte a
los actuadores e interfaces conectadas a los controladores,
según el programa, configuraciones e informaciones que
reciben de los usuarios, sistemas interconectados o de los
sensores.[2], [13]

Figura 2. Arquitectura
Descentralizada

-Arquitectura Distribuida: en esta arquitectura
cada sensor y actuador se comporta como un controlador capaz de
actuar y enviar información según el programa, su
configuración y la información es captada por
sí mismo, más la que reciba de otros dispositivos
conectados en el sistema. [2], [13]

Figura 3. Arquitectura
Distribuida

Medios de
transmisión o bus

Las conexiones entre distintos dispositivos del sistema
domótico pueden ser de varios tipos debido a
múltiples factores de trabajo, aquí anunciaremos
los principales:

-Cableado propio: éste es el medio de
transmisión más común, son generalmente
cables de cobre que transmiten señales eléctricas
que procesan, estos se clasifican en:

-Par metálico: unión de varios
conductores de cobre que proporcionan una amplia
aplicación como: transporte de datos, voz,
alimentación. [2], [3], [13]

-Coaxial: circuito físico
asimétrico, formado por un conductor multiforme el cual
ocupa el eje longitudinal del otro conductor en forma de tubo,
mediante el dieléctrico apropiado se mantiene el
carácter coaxial de los dos, permite el transporte de
señales de video, datos a alta velocidad.[2], [3],
[13]

–Fibra óptica: constituida por un materia
dieléctrico transparente, conductor de luz, está
formado por un núcleo el cual posee un índice de
refracción menor a su revestimiento que le envuelve,
gracias a estos dos la luz se desplaza por la fibra. [2], [3],
[13]

-Cableado compartido: cables compartidos o redes
existentes en la vivienda para la transmisión de
información, las instalaciones eléctricas son las
más utilizadas, su principal desventaja es la baja
velocidad de transmisión. [2], [3], [13]

-Inalámbricos: o conexiones sin hilos, los
diferentes dispositivos que utilizan esta transmisión se
basan inicialmente en la tecnología de radiofrecuencia,
infrarrojo.

–Radiofrecuencias: estos medios son sensibles a
las permutaciones electromagnéticas, producidas por los
medios de transmisión o por los equipos domésticos.
[2], [3], [13]

-Infrarrojos: la transmisión se realiza
mediante un diodo emisor y un fotodiodo receptor, el diodo emisor
emite una luz en la banda de IR, la cual contiene una
señal modulada con la información de control, el
fotodiodo receptor es el encargado de extraer de la señal
recibida la información de control.[2], [3],
[13]

Protocolos

Protocolos de la domótica hace referencia al
formato de comunicación que los diferentes elementos de
control del sistema deben hacer uso, para poder transmitir e
intercambiar información entre ellos de una manera
eficiente. [5], [6], [13]

Existen dos tipos dependiendo de su
estandarización.

–Protocolos Propietarios: estos protocolos se
comunican únicamente con los productos que se fabrican en
una determinada empresa. [13]

-Protocolos Estándar: estos protocolos se
comunican con cualquier producto debido a su compatibilidad de
producción de diferentes empresas. [13]

Estándares
de la domótica

Normalización de la ejecución de procesos
y elaboración de dispositivos que garanticen la
interoperabilidad, los estándares utilizados en la
domótica son. [6], [10], [13]

• EIB O EIBus

• X-10

• ZigBee

• OSGI

• LonWorks

• Universal Plug and Play, (UPnP).

En este estudio nos referiremos al X-10, debido a su
gran aceptación, ya que es un protocolo eficiente,
sencillo y de bajo costo.

Protocolo
X-10

Éste protocolo está orientado a la
utilización de la red eléctrica de las viviendas,
su principio de funcionamiento se basa en ceros y unos, donde la
presencia de impulsos eléctricos corresponden a los unos y
la ausencia de estos a los ceros.

El X-10 permite identificar hasta 256 elementos
conectados a la red, las combinaciones de ceros y unos se
denominan direcciones, que se agrupan en 16 códigos,
conocidos como códigos de casa, por lo que tenemos 16
grupos con 16 direcciones cada uno.[3], [13]

El X-10 consta de seis comandos que son:

• Encendido,

• Apagado

• Reducir

• Aumentar

• Todo encendido

• Todo apagado.

CARACTERÍSTICAS DEL X-10:

-Corriente doméstica (110-220V a
50-60Hz).

-Flexible y fácil de utilizar.

-No se debe configurar nada para que entre en
funcionamiento.

-Nos brinda confort y diversión.

-Aprovecha la red eléctrica instalada en la
vivienda.

-Capacidad de implementar más elementos a futuro,
sin necesidad de cableados especiales.

-Capacidad de interfuncionamientos entre los
elementos.

-Este dispositivo no es propietario.

Figura 4. Estructura del sistema
X-10

Aplicaciones de
la domótica en el hogar

Ya con lo tratado con todo lo relacionado con la
domótica podemos ver que existe una gran cantidad de
aplicaciones, teniendo la facilidad de automatizar desde lo
más básico en el hogar hasta tener una seguridad
máxima, sin la intervención del usuario teniendo
como las principales aplicaciones de la domótica en el
hogar. [6]

-Control local y remoto del sistema de
iluminación de la vivienda.

-Iluminación, debido a la detección de
presencia.

-Automatización de persianas.

-Control y ahorro de energía.

-Porteros electrónicos.

-Realizar acciones automáticas preventivas, como
corte de energía en caso de un cortocircuito, presencia de
humo excesivo en el hogar, etc.

-Encendido y apagado automático de
electrodomésticos, iluminación.

-Sistema de mensajería en caso de haber
algún mal funcionamiento en la vivienda.

-Control de riego.

-Control de temperatura, con el accionamiento de aire ha
condicionado.

Conclusión

Con la recopilación de información sobre
la domótica en el hogar, se ha visto las ventajas que nos
ofrece el sistema domótico, dándonos cuenta que la
domótica ya es una realidad disponible en el mercado, para
la generación de calidad de vida.

La domótica es un punto clave para conseguir una
integración, entre seguridad y comodidad, llegando a tener
un hogar conectado con el mundo exterior.

La domótica implica beneficios muy importantes
para aquellas personas que tienen alguna discapacidad o
dependencia de tecnología.

La vivienda domótica, no tiene barrera de
conocimientos tecnológicos, el usuario no debe ser alguien
especializado en un área de la informática, sino
tener curiosidad de estar a la par con la exigencia de la vida
moderna.

La tecnología en el hogar debe ir juntamente
relacionados con los servicios de internet y servicios web, de
esta manera obtendremos un avance domótico más
acelerado. [4], [9], [13]

Referencias

[1] Curso de Dom "o tica,

[2] Dise n o de UNA Instalaci "o n Dom ó tica en
las Naciones

Unidas Para El Control de Condominio de Seguridad e
iluminacion "o

n MEDIANTE LA Tecnolog ´ i lonworks,.

[3] Dise n oe implementaci "o n de las Naciones Unidas
Prototipo de libertad ó tica Para El Control de
iluminacion "o ny activaci ó n de las Naciones Unidas
Sistema de Seguridad de la UNA Vivienda Controlado

MEDIANTE Internet.

[4] Don "o tica: Ciencia ficci ó n realidad
hecha.

[5] Protocolos de control de Dispositivos de libertad "o
ticos: Un análisis Patentes.

[6] Viviendas Inteligentes (Dom "o tica),.

[7] Pages 97 – 103, 2006.

[8] G. Acampora and V. Loia. Fuzzy Control
Interoperabilidad and Scalability For Adaptive Domotic Framework.
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jds?tp=arnumber=1430653,1(2),
2005.

[9] W. G. Y. Chávez and S. R. C. Auquilla.
Estudio Comparativo de Sistemas Informáticos
Domóticos para Viviendas u Oficinas, Caso Práctico:
Empresa Computadoras y Servicios. 2011.

[10] F. Corno D. Bonino, E.Catelline. Automatic Domotic
Device Interoperation.

http:/ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsd?tp
arnumber=5174413, 55(2), 2009.

[11] I. D. Environments, D. Bonino, E. Castellina, and
F. Corno.

http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=arnumber=4711217,
54(4), 2008/.

[12] S. Junestrand, X. Passaret, and D. Vázquez.
Domótica y hogar digital. Editorial Paraninfo,
2004.

[13] O. A. B. Lara. Domótica y servicios web.
2008.

[14] J. Munoz, J. Fons, V. Pelechano, and O. Pastor.
Hacia el modelado conceptual de sistemas domóticos. Dpto.
De Sistemas Informáticos y Computación, Universidad
Politécnica de Valencia, Valencia, 2003.

[15] F. J. Villanueva, F. Moya, and J. C. López.
Proyecto senda: Descripción de arquitectura inicial.
Technical report, Technical report, Grupo ARCO/UCLM,
2001.

Autor:

Quizhpe Cárdenas Carlos
Eduardo

Ingeniería
Electrónica

Universidad Politécnica
Salesiana-Electrónica Analógica I

Cuenca-Ecuador