La Domótica en el Hogar Digital

Como se describe en la primera unidad de este libro, dependiendo de la clasificación que se utilice para las infraestructuras y servicios del hogar digital, esta área como tal puede o no existir de manera explícita.

Todas las funcionalidades que ofrece el área domótica pueden ir repartidas en el resto de áreas, como seguridad, eficiencia energética, confort o comunicaciones.

Dado que utiliza tecnologías y protocolos de comunicación propios, se considera esencial el estudio de esta área con todos los elementos que la conforman.

Objetivos del Área Domótica

Los objetivos principales del área domótica serán entonces: realizar de manera automática las labores cotidianas en el hogar, haciendo más fácil la vida del usuario, y unificar en su estructura muchas labores del resto de áreas de aplicación.

El área de domótica se centrará preferentemente en las tareas vinculadas a:

  • Motorización de persianas y toldos.
  • Control del sistema de climatización.
  • Gestión de riesgos.
  • Control de iluminación.

Acciones Concretas de la Domótica

  • Motorización de persianas y toldos en superficies mayores a 2 metros cuadrados.
  • Control de temperatura y climatización.
  • Regulador lumínico con programación de escenas en el salón o sala de ocio y dormitorios.
  • Regulador de nivel de iluminación por medición de luz natural en el salón, cocina y dormitorios.
  • Dispositivos de función/detección crepuscular o astronómica en jardines y grandes terrazas.
  • Conexión/desconexión de la iluminación del acceso a la vivienda por detector de presencia, incluyendo ahora todos los lugares de paso, baños y aseos.
  • Electroválvulas de gas.
  • Electroválvulas de agua.

El Sistema Domótico: Lógica y Componentes

Un sistema domótico es un sistema de lógica combinacional a gran escala, donde el valor de las salidas depende directamente del valor que posean las entradas en cada momento.

Los elementos que componen de manera general una instalación domótica son:

  • Detectores/Sensores: Captan información del entorno.
  • Actuadores: Ejecutan acciones en respuesta a las órdenes.
  • Autómata: El cerebro del sistema que procesa la información y envía órdenes.

Todos ellos están conectados a través del bus domótico, cuya tipología dependerá del autómata y de los protocolos de comunicación utilizados, los cuales pueden distribuirse de manera muy distinta.

Internet de las Cosas (IoT) en el Hogar

El concepto de Internet de las Cosas (IoT) expone la realidad actual de que cada elemento o dispositivo que existe en el hogar ya tiene la capacidad de conectarse a Internet y, a través de los protocolos correspondientes, tomar decisiones sin que el usuario deba estar pendiente.

Se refiere a la interconexión de los objetos cotidianos a través de Internet o entre ellos mismos, de manera que pueden interactuar y ser controlados sin necesidad de la intervención humana directa.

Áreas de Aplicación del IoT en el Hogar

  • Dispositivos que, mediante la voz del usuario, responden preguntas, ponen música e incluso, con la debida conexión, configuran dispositivos en el hogar como calefacción o temperatura ambiente.
  • Avisos en el dispositivo móvil sobre eventos que ocurren en el hogar.
  • Sistemas de alarmas conectados con centrales de monitoreo.
  • Control de luz y programación de escenas luminosas.
  • Y muchas más funcionalidades.

Los protocolos de comunicación como RFID, Bluetooth, Wi-Fi, GSM o ZigBee son los más utilizados en este ámbito.

Esquemas Eléctricos en Instalaciones Domóticas

Para la correcta comprensión y mantenimiento de una instalación domótica, se utilizan diversos tipos de esquemas eléctricos:

  • Esquemas unifilares: Se representan con una sola línea, indicando sobre ella con líneas oblicuas el número de conductores.
  • Esquemas multifilares.
  • Esquemas funcionales.
  • Esquemas topográficos: Estos se representarán sobre el plano donde se va a desarrollar la instalación.

Manual de Usuario y Documentación

El manual de usuario es un documento crucial que debe incluir:

  1. Instrucciones para el correcto uso y mantenimiento:
    1. Esquema unifilar.
    2. Lista de dispositivos instalados y características.
    3. Trazado y localización de los componentes.
    4. Parámetros y especificaciones de funcionamiento del sistema.
  2. Datos de la programación.
  3. Especificación de las ampliaciones que permite el sistema.
  4. Entrega del instalador: Con los datos de la empresa instaladora y el servicio de mantenimiento o posventa.

Infraestructura Domótica en el Hogar Digital

La infraestructura domótica se encuentra dentro de la red de gestión, control y seguridad del hogar digital y, posiblemente, compartirá canalizaciones y cableados con otras áreas. Para definir la infraestructura, es necesario decidir su tipología.

Tipologías de Infraestructura Domótica

  • Sistema centralizado: Un único controlador gestiona todas las funciones.
  • Sistema descentralizado: Múltiples controladores distribuidos, cada uno con funciones específicas.
  • Sistema distribuido: Los dispositivos tienen inteligencia propia y se comunican entre sí.

Medios de Conexión

  • Cableados: El soporte físico, como cable coaxial, par trenzado (cables UTP) o fibra óptica. La elección dependerá de la información a compartir y la velocidad que se necesite conseguir.
  • Inalámbricos: Transmisión por infrarrojos, radiofrecuencia, Bluetooth o a través de redes HAN (Home Area Network) o Wi-Fi.

Protocolos de Comunicación Domótica

X10

X10 es un protocolo de comunicación de corrientes portadoras que se basa en el uso de OLC (Over-Line Communication). Permite la transmisión de señales entre dispositivos domóticos a través de los conductores de la red eléctrica, sin necesidad de demasiadas modificaciones estructurales.

Envía la información dentro y a través de la señal eléctrica, de ahí que la velocidad de transmisión sea de 50 bps en Europa y 60 bps en América, correspondientes a las frecuencias de 50 Hz y 60 Hz, respectivamente. X10 incluye la información de 1 bit en cada ciclo de señal.

La frecuencia de una señal eléctrica es el número de veces que se repite un ciclo de dicha señal en un segundo y se mide en hercios (Hz). Es el conjunto de valores que posee la señal y que se va repitiendo a lo largo del tiempo.

La información se obtiene de la secuencia en la que van llegando las interferencias. Cuando la señal contiene un pulso, el sistema entiende que es un 1 binario. La trama de datos incluye un código de inicio, seguido del identificador de la vivienda.

Será necesario a nivel de instalación un modulador/demodulador PLC para cada elemento, ya que es necesario un elemento que interprete las órdenes dadas por el autómata.

KNX/EIB

El protocolo KNX es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en edificios y viviendas. Es un sistema abierto y estándar, donde todos los protocolos asociados cumplen los estándares y características, asegurando calidad y fiabilidad. El sistema permite la interconexión de varias líneas, creando así una red de dispositivos domóticos.

Los componentes clave de un sistema KNX incluyen:

  • Dispositivos: Sensores y actuadores que interactúan directamente con el usuario y el medio ambiente.
  • Módulos de alimentación: Tecnología para suministrar 30 Vcc a cada línea de la red. Deberá contar con uno por cada línea.
  • Acopladores de línea: Permiten interconectar distintas líneas y así formar una red más amplia.