¿Cómo funciona un sistema de domótica?


27 julio, 2020

Qué es la domótica, cómo funciona y que aplicaciones tiene

Descripción

Se podría definir la domótica como el conjunto de sistemas capaces de automatizar cualquier tipo de edificación, sea o no de vivienda, aportándonos una serie de servicios que tienen que ver con la gestión energética, la seguridad, el bienestar y la comunicación. Estos sistemas pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación que, a su vez, pueden ser redes cableadas o inalámbricas y cuyo control puede realizarse tanto desde el interior como desde el exterior del edificio. Se trata por tanto de la integración de la tecnología en el diseño inteligente de los edificios.

Etimológicamente la palabra explica muy bien su significado ya que proviene de la unión de la palabra latina “domus” cuyo significado es casa, y la palabra autónomo, procedente del griego y cuyo significado es “que se gobierna a sí mismo”, por lo que etimológicamente el significado de la palabra domótica sería el de “casa que se gobierna a sí misma”.

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Elementos de una instalación domótica:

Antes de explicar cómo funcionan y qué podemos controlar con este tipo de instalación, conviene explicar que cualquier sistema de domótica contará con cuatro elementos fundamentales en su instalación:

  • Central de gestión
    Más o menos compleja en función de la complejidad de la instalación y que en el caso de una vivienda puede ser un simple teléfono móvil.
  • Sensores o detectores
    Dispositivos capaces de percibir un determinado fenómeno físico, como puede ser la presencia de humo en el aire, la cantidad de luz natural o el simple movimiento de las personas.
  • Actuadores
    Dispositivo capaz de transformar una energía determinada en la activación de un proceso, con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.
  • Soporte de comunicación
    Pueden ser de distintos tipos, desde la propia red eléctrica existente en el edificio, cableado, radio, ethernet etc.

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Tecnologías de las redes domóticas

Existen en el mercado multitud de tecnologías diferentes para las redes domóticas, en lo que se refiere a las tres partes de la instalación que nos permiten tecnologías diferentes.

  • Interconexión entre los dispositivos. Firewire, bluetooth, USB, IrDA…
  • Redes de control y automatización. KNX, LonWorks, X10, ZigBee, Z-Wave, Bus SCS…
  • Redes de datos. Ethernet, HomePlug, HomePNA, Wifi…

Pero, sin duda, las dos tecnologías más usadas en la actualidad son el KNX y el X10, este último cada vez más usado en la domótica doméstica, al tratarse de un sistema que no necesita instalación, al utilizar la red eléctrica de la vivienda.

Lo mismo podríamos decir de los diferentes protocolos existentes, a seguir en función de la actividad que se lleve a cabo. Existen muchísimos (InBUS, X10, KNX, ZigBee, OSGi, LonWorks, Universal Plug and Play, Modbus…), pero los que tienen mayor presencia en el mercado son el KNX y el X10.

Por lo tanto serán estas dos tecnologías las que explicaremos a continuación.

TECNOLOGÍA KNX

El KNX es un estándar de protocolo de comunicaciones de red para edificios inteligentes, tanto en domótica como en inmótica, la domótica de los edificios, que surge de la unión de los tres principales estándares existentes anteriormente en Europa.

La especificación está basada en la pila EIB y el KNX define varios medios de comunicación física:

  • Cableado de par trenzado
  • Red eléctrica
  • Radio
  • Ethernet

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En cuanto al Hardware el KNX consta de cuatro grupos de elementos:

  • Se conectan físicamente con los elementos a controlar del edificio, traduciendo las instrucciones que van del KNX al mundo físico, accionando y regulando los dispositivos controlados.
  • Elementos que recogen los datos o interpretan las órdenes del usuario (pulsadores, botoneras, detectores de movimiento, termostatos, anemómetro…
  • Pasarelas (gateways o routers). En lazan otros sistemas con protocolo de comunicación con KNX (DALI, BACnet, Lonworks, RS485, IP, x10…)
  • Realizan la separación física para agrupar los dispositivos en un segmento de características determinadas y conectarlo con otro segmento, para una mayor eficacia en el envío de datos.

Por lo que respecta al Software que controla este tipo de tecnología podemos diferenciar dos tipos diferentes:

  • Software de gestión. El que utilizaremos para configurar los equipos y ponerlos en marcha. Un programa que relaciona actuadores con sensores y traduce las comunicaciones a través de las pasarelas.
  • Software de control. Programa de cómputo que da acceso a la instalación, para permitir su control y visualización, permitiendo visualizar el estado de los elementos, controlar la instalación, registrar eventos, servir y dotar de información a otros sistemas, ejecutar funciones de diagnóstico…

Una de las características más importantes del KNX es que se trata de un estándar abierto, que no depende de ningún fabricante, por lo que podemos utilizar dispositivos de distintos fabricantes y serán completamente compatibles entre ellos.

TECNOLOGÍA X10

El X10 es un protocolo de comunicaciones para el control remoto de dispositivos eléctricos que utiliza la línea eléctrica existente en el propio edificio, para transmitir señales de control entre equipos de automatización del edificio, en formato digital.

Se trata de los primeros sistemas de domótica desarrollados, en los años 70, y que, aun a día de hoy siguen siendo los más utilizados en la domótica doméstica, dada la sencillez de instalación, al utilizar la propia red eléctrica del edificio, y el menor coste, en relación con la tecnología KNX.

Las señales de control de la tecnología X10 se basan en la transmisión de ráfagas de pulsos de radiofrecuencia, que representan información digital.

El soporte de Hardware del X10 está compuesto por tres elementos:

  • Módulos de dispositivos. Cuantos más dispositivos queramos controlar necesitaremos mayor número de módulos. Dependiendo del tipo de dispositivo a controlar, pueden ser desde el módulo de la propia lámpara o del interruptor, hasta módulos con control local o módulos más avanzados que incorporan programación, soportes de escena etc. Existen también módulos de sensores, que informan de temperatura, luz, infrarrojos, movimiento, apertura… y módulos de equipo que incluyen, termostatos, alarmas, controladores para interruptores…).
  • Controladores (Hub). Pueden ser muy básicos o muy complejos en función de lo que queramos controlar. Algunos son bases receptoras de radiofrecuencia y otros programables por control remoto. Cuanto más sofisticado sea el controlador mayor número de unidades podrá controlar y mayor cantidad de funciones de control podrá incorporar.

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  • Existen puentes para traducir X10 a otros estándares de domótica, como puede ser el KNX, y viceversa.

 

Domótica en casa: aplicaciones

La domótica añadirá a la vivienda unos dispositivos que permitirán el control automático de diferentes funciones en dicha vivienda, como puede ser la iluminación, los enchufes, motores de persianas o cortinas, calefacción, climatización, alarmas…

El control por domótica de todos estos elementos permitirá que puedan ser accionados, de forma manual, desde cualquier punto de la vivienda, mediante interruptores, pulsadores, botoneras y distintos controladores de estancias convencionales, y gracias al control remoto, mediante dispositivos como Smartphones, Tablets, SmartTV, por el movimiento de las personas e incluso por la voz.

Las múltiples aplicaciones que tiene la domótica, y que tienen como fin la mejora de la calidad de vida de los usuarios pueden agruparse en las siguientes categorías:

  • Eficiencia energética. Monitorización y optimización del consumo energético de la vivienda gracias a la gestión eficiente de dicho consumo.
  • Confort. Control de las diferentes tareas del hogar de forma remota, con programación automática de las mismas para hacer más cómoda la vivienda.
  • Seguridad. Los sensores de los distintos dispositivos conectados posibilitan el control a distancia de la vivienda y la programación de las respuestas convenientes, ante posibles intrusiones o incidencias diferentes.
  • Accesibilidad. La domótica facilita el uso de los elementos propios de la vivienda a todas las personas, independientemente de su capacidad.
  • Comunicación. Es el fundamento de toda instalación domótica, al permitir la conexión entre el usuario y los dispositivos conectados al sistema, posibilitando, además, el control a distancia de dichos dispositivos.

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El control se podrá ejercer sobre multitud de funciones de la vivienda:

  • Líneas generales del cuadro eléctrico. Cortar la alimentación de las diferentes líneas de la instalación eléctrica (luces, enchufes, horno, lavadora, caldera de calefacción, equipos de aire acondicionado…).
  • Control de la iluminación. Son muchas las funciones que se pueden incorporar.
    • Encendido manual de luces y enchufes.
    • Encendido automático por detección de presencia.
    • Adaptación de las luces a la iluminación exterior, con sensores crepusculares.
    • Regulación de la intensidad luminosa.
    • Regulación WRGB y DALI.
    • Apagados parciales y totales.
    • Escenas de ambientación.
    • Integración con los sistemas de seguridad.
  • Control de climatización.
    • Regulación de la temperatura por zonas.
    • Programación horaria.
    • Escenas de ambientación por razones de uso.
    • Acciones en función de las condicione meteorológicas.
    • Apagado automático por ausencias prolongadas.
    • Corte automático por apertura de puertas y ventanas.
  • Control de persianas, cortinas y estores.
    • Accionamiento individualizado o grupal.
    • Posicionamiento directo a una altura determinada.
    • Regulación de lamas.
    • Posicionamiento variable en función de las condiciones atmosféricas.
    • Programaciones horarias.
    • Escenas de ambientación.
    • Integración con los sistemas de seguridad.

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La parte visible de la domótica en casa la forman los sistemas de control de la misma, es decir, los mecanismos. Los tipos de mecanismos utilizados y su estética determinarán, tanto la parte visible de la domótica de la vivienda, como la forma de utilización de esa domótica en el día a día del usuario. Por lo tanto, cobrará especial relevancia la elección de dichos mecanismos, dada la extensísima oferta existente en el mercado, tanto en modelos como en acabados, y tanto en lo que se refiere a los interruptores y pulsadores convencionales, como a botoneras, termostatos, controladores con pantallas táctiles etc.

 

El internet de las cosas

En los últimos años ha surgido un nuevo concepto, cada vez más incorporado a nuestros hogares y que estaría íntimamente ligado con la domótica, lo que conocemos como el internet de las cosas, un concepto conocido como IoT (del inglés internet of things), y que se refiere a la interconexión digital de multitud de objetos cotidianos con internet.

Al hilo de la conexión entre este concepto y la domótica han surgido una serie de plataformas que permiten agrupar una serie de dispositivos en torno a dicha plataforma, incorporando cada vez más productos y más dispositivos que pueden ser controlados, inicialmente del mismo fabricante, pero cada vez más, permitiendo dispositivos de fabricantes diferentes.

Se trata de grandes plataformas que van surgiendo en el mercado, cada día con más competencia, y que todos tenemos presentes en nuestro día a día. Así han entrado en este mercado grandes empresas como Amazon, primero con Echo y ahora con su archiconocida Alexa, y Google, inicialmente con su Google assistant y posteriormente con el Google Max, de funcionamiento similar a Alexa. Poco a poco otras empresas están entrando en este mercado, como está ocurriendo con Sony, Apple, LG o Samsung, que ya disponen de sistemas de funcionamiento muy similar a los anteriores y que, seguramente, en los próximos años modifiquen el concepto de domótica que tenemos en la actualidad, de hecho ya lo están haciendo.

 

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