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]

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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]

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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]

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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.

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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