CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA -...

CONTROL DOMTICO DE UNA VIVIENDA

TITULACIN: E.T.I.E.I.

AUTOR: Francesc Barberan Villacampa. DIRECTOR: D. Pedro Iiguez Galbete.

FECHA: 06 / 07

Proyecto Instalacin Casa Domtica Francesc Barberan Villacampa

ndice

2

INDICE

MEMORIA DESCRIPTIVA

1.- OBJETO ......................................................................................................... 11

2.- EMPLAZAMIENTO....................................................................................... 12

3.- DESCRIPCIN DEL SISTEMA..................................................................... 13

3.1.- Arquitectura del Sistema ...................................................................... 14

3.2.- Hardware del Sistema .......................................................................... 15

3.3.- Software del Sistema............................................................................ 16

3.4.- Organigrama ........................................................................................ 17

3.5.- Descripcin reas del Sistema ............................................................. 19

3.5.1.- rea de Seguridad .................................................................... 19

3.5.1.1.- Control de Fugas....................................................... 20

3.5.1.2.- Deteccin de Intrusiones........................................... 21

3.5.1.3.- Control de Inundacin .............................................. 22

3.5.1.4.- Deteccin de Humos................................................. 23

3.5.2.- rea de Climatizacin .............................................................. 24

3.5.3.- rea de Control ........................................................................ 25

3.5.3.1.- Control de Iluminacin ............................................. 25

3.5.3.2.- Control de Riego....................................................... 26

3.5.3.3.- Control de Sonido..................................................... 27

3.5.3.4.- Control de Toldos ..................................................... 28

3.5.3.5.- Control de Persianas ................................................. 29

4.- OPERACIN DEL SISTEMA........................................................................ 30

4.1.- Objeto ............... ................................................................................. 30

4.2.- Operacin de las reas......................................................................... 31

4.2.1.- rea de Seguridad .................................................................... 32

4.2.1.1.- Deteccin de Gases................................................... 32

4.2.1.2.- Control de Intrusin.................................................. 33

4.2.1.3.- Control de Inundacin .............................................. 34

4.2.1.4.- Deteccin de Incendios ............................................. 35


ndice

3

4.2.2.- rea de Climatizacin .............................................................. 36

4.2.3.- rea de Control ........................................................................ 37

4.2.3.1.- Control de Iluminacin ............................................. 38

4.2.3.1.1.- Modo Normal ......................................... 38

4.2.3.1.2.- Modo Seguro.......................................... 39

4.2.3.2.- Control de Riego....................................................... 40

4.2.3.3.- Control de Sonido..................................................... 41

4.2.3.3.1.- Control de Msica .................................. 41

4.2.3.4.- Control de Toldos ..................................................... 42

4.2.3.5.- Control de Persianas ................................................. 43

5.- DESCRIPCIN DE EQUIPOS ....................................................................... 44

5.1.- Mdulos SIMONVIS ........................................................................... 45

5.1.1.- Mdulo de Control.................................................................... 45

5.1.2.- Mdulos de Alimentacin......................................................... 47

5.1.3.- Mdulo de Entradas 24V .......................................................... 48

5.1.4.- Mdulo de Salidas 24V............................................................. 49

5.1.5.- Mdulo DIMMER.................................................................... 50

5.1.6.- Mdulo Modem........................................................................ 51

5.2.- Sensores y Actuadores ......................................................................... 52

5.2.1.- Detector de Inundacin............................................................. 52

5.2.2.- Fuente de Alimentacin 12V .................................................... 54

5.2.3.- Sonda de Inundacin................................................................. 55

5.2.4.- Electrovlvula de Agua............................................................. 56

5.2.5.- Detector de Gas ........................................................................ 57

5.2.5.1.- Lmite Inferior de Explosividad ................................ 58

5.2.6.- Electrovlvula de Gas ............................................................... 60

5.2.7.- Detector de Presencia ............................................................... 61

5.2.7.1.- Principios Fsicos de los Detectores de Presencia ...... 62

5.2.8.- Detector de Humo..................................................................... 63

5.2.8.1.- Tipos de Detectores de Humo ................................... 63

5.2.8.2.- Principios Fsicos de los Detectores de Humo ........... 64

5.2.9.- Termostato ............................................................................... 66

5.2.10.- Anemmetro .......................................................................... 67


ndice

4

5.2.11.- Videocmara de Vigilancia..................................................... 68

5.2.12.- Sensor de Luminosidad .......................................................... 69

5.2.8.2.- Principios Fsicos de los Sensores de Luminosidad ... 69

5.2.13.- Central de Sonido ................................................................... 71

5.2.14.- Regulador de Sonido .............................................................. 72

5.2.15.- Mdulo Emisor de Avisos ...................................................... 73

5.2.16.- Altavoces ............................................................................... 74

6.- COMUNICACIN DEL SISTEMA................................................................ 75

6.1.- Bus RS485 ......... ................................................................................. 75

6.2.- Protocolo MODBUS............................................................................ 76

6.3.- Ejemplos de Comunicacin.................................................................. 78

6.3.1.- Lectura de Detector de Presencia .............................................. 78

6.3.2.- Escritura en Termostato ............................................................ 80

6.3.3.- Trama de Error ......................................................................... 82

MEMORIA DE CLCULO

7.- CONEXIN DE EQUIPOS ............................................................................ 85

Tabla 1.- Referencias Equipos ........................................................................ 86

Tabla 2.- Conexiones Mdulo de Control MC1 .............................................. 89



Tabla 5.- Conexiones Mdulo de Entrada 24V E1M1.................................. 92


Tabla 7.- Conexiones Mdulo de Salida 24V S1M1..................................... 94


Tabla 9.- Conexiones Mdulo de Salida 230V S230-1M1............................ 96




Tabla 13.- Conexiones Mdulo de Salida 24V S2M2....................................100

Tabla 14.- Conexiones Mdulo de Salida 24V S3M2...................................101

Tabla 15.- Conexiones Mdulo de Salida 230V S230-1M2...........................102

Tabla 16.- Conexiones Mdulo de Entrada 24V E1M3.................................103


ndice

5





Tabla 21.- Conexiones Mdulo de Salida 24V S3M3...................................108

Tabla 22.- Conexiones Mdulo de Salida 230V S230-1M3...........................109

8.- DIAGRAMAS FUNCIONALES....................................................................110

8.1.- rea Seguridad .. ................................................................................110

8.1.1.- Funcin Modo Alarma...........................................................110

8.1.2.- Funcin Deteccin de Incendios ............................................112

8.1.3.- Llamada a Modem.................................................................114

8.1.4.- Funcin Deteccin de Gases..................................................116

8.1.5.- Funcin Control de Intrusin.................................................118

8.1.6.- Funcin Final de Intrusin.....................................................123

8.1.7.- Funcin Control de Inundacin..............................................128

8.2.- rea Climatizacin .............................................................................132

8.2.1.- Funcin Control de Climatizacin .........................................132

8.2.2.- Funcin Clima Planta ............................................................134

8.3.- rea Control ...... ................................................................................142

8.3.1.- Funcin Control Iluminacin.................................................142

8.3.2.- Funcin Configuracin Diurna ..............................................144

8.3.3.- Funcin Configuracin Nocturna...........................................149

8.3.4.- Funcin Activar Luces Modo Seguro.....................................154

8.3.5.- Funcin Control de Sonido ....................................................157

8.3.6.- Funcin Msica Plantas.........................................................159

8.3.7.- Funcin Msica General........................................................162

8.3.8.- Funcin Msica Modo Seguro...............................................165

8.3.9.- Funcin Control de Riego......................................................167

8.3.10.- Funcin Control de Toldos ....................................................169

8.3.11.- Funcin Control de Persianas ................................................171

8.3.12.- Funcin Persianas en Modo Seguro .......................................175


ndice

6

9.- CONFIGURACIN PANTALLAS ...............................................................179

9.1.- Pantalla Principal ................................................................................179

9.1.1.- Pantalla Visualizacin ...........................................................179

9.1.2.- Captura Pantallas...................................................................180

9.1.2.1.- Captura Visualizacin..............................................180

9.1.2.2.- Captura Configuracin Telfono ..............................181

9.2.- Pantallas Climatizacin.......................................................................182


9.2.2.- Configuracin Temperatura...................................................182

9.2.3.- Temporizado .........................................................................182

9.2.4.- Captura Pantallas Climatizacin ............................................183

9.2.4.1.- Captura Pantalla Visualizacin ................................183

9.2.4.2.- Captura Setup Clima ................................................184

9.2.4.3.- Captura Configuracin Temperatura ........................185

9.2.4.4.- Captura Conexin Desconexin...............................186

9.3.- Pantallas Iluminacin..........................................................................187


9.3.2.- Configuracin Da / Noche ....................................................187

9.3.3.- Modo Seguro.........................................................................187

9.3.4.- Captura Pantallas Iluminacin ...............................................188


9.3.4.2.- Captura Configuracin Da/Noche ...........................189

9.3.4.3.- Captura Modo Seguro ..............................................190

9.4.- Pantallas Control de Riego ..................................................................191

9.4.1.- Pantalla de Visualizacin.......................................................191

9.4.2.- Setup.... ................................................................................191

9.4.3.- Captura Pantallas Control de Riego .......................................192

9.4.3.1.- Captura Pantalla de Visualizacin............................192

9.4.3.2.- Setup .......................................................................193

9.5.- Pantallas Control de Sonido ...............................................................194


9.5.2.- Pantalla Setup........................................................................194

9.5.3.- Captura Pantallas Control de Sonido......................................195


ndice

7


9.5.3.2.- Captura Setup ..........................................................196

9.5.3.3.- Captura Control de Sonido.......................................197


9.6.- Pantallas Control de Toldos.................................................................199


9.6.2.- Captura Pantallas Control de Toldos......................................200


9.6.2.2.- Captura Setup ..........................................................201

9.7.- Pantallas Control de Persianas.............................................................202

9.7.1.- Captura pantallas Control de Persianas ..................................203



10.- CDIGO

11.- PLANOS

P0.- Emplazamiento ............. ................................................................................206

P1.- Distribucin Planta Baja ................................................................................207

P2.- Distribucin Planta Primera............................................................................208

P3.- Distribucin Planta Segunda...........................................................................209

P4.- Situacin Equipos Planta Baja ........................................................................210

P5.- Situacin Equipos Planta Primera...................................................................211

P6.- Situacin Equipos Planta Segunda..................................................................212

ESQUEMAS

E01.- Organigrama Funcional . ................................................................................213

E02.- Mdulo de Control ........ ................................................................................214

E03.- Mdulo de Alimentacin 72W........................................................................215

E04.- Mdulo de Entradas 24V................................................................................216

E05.- Mdulo de Salidas 24V . ................................................................................217

E06.- Mdulo de Salidas 230V 10A.........................................................................218

E07.- Mdulo DIMMER......... ................................................................................219


ndice

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E08.- Fuente de Alimentacin 12V ..........................................................................220

E09.- Mdulo Modem............. ................................................................................221

E10.- Detector de Gas ............. ................................................................................222

E11.- Detector de Humo ......... ................................................................................223

E12.- Detector de Inundacin.. ................................................................................224

E13.- Electrovlvula de Agua . ................................................................................225

E14.- Central de Sonido .......... ................................................................................226

E15.- Regulador de Sonido ..... ................................................................................227

12.- PRESUPUESTO.......... ................................................................................228

13.- PLIEGO DE CONDICIONES

13.1.- CONDICIONES GENERALES .....................................................................236

13.1.1.- Reglamento y Normas ....................................................................236

13.1.2.- Materiales...... ................................................................................236

13.1.3.- Reconocimientos y Ensayos ...........................................................237

13.1.4.- Personal......... ................................................................................237

13.1.5.- Ejecucin de Obra ..........................................................................237

13.1.5.1.- Plazo de Ejecucin...................................................238

13.1.5.2.- Libro de Ordenes .....................................................238

13.1.6.- Interpretacin y Desarrollo del Proyecto.........................................239

13.1.7.- Obras Complementarias..................................................................239

13.1.8.- Modificaciones ...............................................................................240

13.1.9.- Obra Defectuosa.............................................................................240

13.1.10.- Medios Auxiliares ..........................................................................241

13.1.11.- Conservacin de las Obras..............................................................241

13.1.12.- Recepcin de las Obras...................................................................241

13.1.12.1.- Recepcin Provisional .............................................241

13.1.12.2.- Plazo de Garantas ...................................................242

13.1.12.3.- Recepcin Definitiva ...............................................242

13.2.- CONDICIONES FACULTATIVAS

13.2.1.- Contrato ........ ................................................................................243

13.2.2.- Responsabilidades ..........................................................................243

13.2.3.- Rescisin del Contrato....................................................................244

13.2.4.- Liquidacin en caso de Rescisin del Contrato ...............................244


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9

13.3.- CONDICIONES ECONMICAS ..................................................................245

13.3.1.- Fianza... ........ ................................................................................245

13.3.2.- Abono de la Obra ...........................................................................245

13.3.3.- Precios.. ........ ................................................................................246

13.3.4.- Revisin de Precios ........................................................................246

13.3.5.- Penalizaciones ................................................................................247

14.- ANEXOS ............. ................................................................................248

15.- REFERENCIAS .......... ................................................................................250

MEMORIA DESCRIPTIVA


Memoria Descriptiva

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MEMORIA DESCRIPTIVA

1.- OBJETO

El objeto de este proyecto es el diseo, instalacin y puesta en marcha de un sistema de domtica para una vivienda, diseando el sistema para alcanzar los niveles de confort y seguridad deseados.


Memoria Descriptiva

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2.- EMPLAZAMIENTO

El proyecto esta englobado en la promocin de dos viviendas ubicadas en Viehla, concretamente en la poblacin de Vilams.


Memoria Descriptiva

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3.- DESCRIPCIN DEL SISTEMA

Los sistemas domticos se componen de tres grandes apartados, que son:

Controladores

Actuadores

Sensores

El controlador se encarga de la gestin de las seales que sena enviadas desde los actuadores y censores, actuando segn hayan sido programados y enviando las acciones a los mismos para que acten en el sistema.

El grupo de actuadores de una instalacin recibe las ordenes del sistema de control y realiza una accin determinada sobre la instalacin, por ejemplo abrir una vlvula o activar un climatizador.

Los sensores son los equipo que comunican al centro de control o controlador la informacin por la que estn diseados para que el centro de control acte en consecuencia.


Memoria Descriptiva

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3.1- Arquitectura del Sistema

El modo en como se organice el sistema domtico se le llama la arquitectura del sistema y tiene bsicamente dos grandes grupos, si bien siempre se puede obtener una opcin mixta.

En primer lugar hay una Estructura Centralizada en la cual un controlador gestiona todas las funciones y acciones de los sensores y actuadores. Para la ejecucin de este proyecto se ha elegido este tipo de configuracin.

Otra opcin es la Estructura distribuida en la cual no aparece un controlador como tal sino que cada elemento se comunica directamente con el resto de elementos del sistema mediante un bus de comunicaciones.


Memoria Descriptiva

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3.2 Hardware del Sistema

El hardware del sistema de control se ha basado en la tecnologa aportada por SIMON, concretamente se ha pensado en base a los mdulos de domtica que ofrece las serie SIMON VIS, si bien los actuadores y sensores sern de diferentes fabricantes, segn sea la necesidad para cada caso.

La serie SIMON VIS esta basada en una Arquitectura Centralizada: un controlador centralizado recibe informacin de mltiples sensores y, una vez procesada, genera las rdenes oportunas para los actuadores.

El Sistema de Control ser cableado. Todos los sensores y actuadores estn cableados a la central, ocupndose del control de todo el sistema.

La eleccin de este producto es debida a la modularidad que presenta, siendo fcilmente extrapolable a cualquier otro sistema son una configuracin similar, ya sea como control domtico o por ejemplo el control va PLC de cualquier industria.

La jerarqua del sistema esta basada en un PC que se comunica con el Mdulo de Control, mediante un puerto serie RS232. Tres Mdulos de Control gestionaran todos los actuadores de la vivienda. Los Mdulos de Control irn conectados entre si mediante los conectores de RS485 y gestionarn tres grandes reas : Seguridad, Climatizacin y Control. Dentro de cada rea tendr los controles especficos de cada una. Se pretende establecer de esta manera una programacin en la que se puedan establecer prioridades entre reas fcilmente y que se puedan generar rutinas que se aprovechen en el resto del sistema.


Memoria Descriptiva

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3.3. Software del Sistema

Los sistemas domticos estn desarrollados por empresas, las cuales cada una utiliza su propio software para la comunicacin entre el PC y el sistema de controlador, actuador y sensores. Debido a este hecho, los sistemas de programacin no estn en cdigo abierto con lo que resulta muy difcil el conseguir dichos programas para desarrollarlos si no se obtiene todo el conjunto de hardware y software.

Por este motivo se ha optado por programar una simulacin de software mediante VISUAL BASIC el cual nos permitir ver como se comportara el sistema en una instalacin real, desde la respuesta de seales a como se comunica el mdulo de control con los sensores y actuadores.


Memoria Descriptiva

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3.4.- Organigrama

En el organigrama representado por la figura 1.-Diagrama de Bloques se representa todo el sistema a desarrollar en este proyecto, mostrando las reas que sern tratadas a lo largo de este documento.


Memoria Descriptiva

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DIAGRAMA DE BLOQUES

PC

MDULO DE CONTROL

SEGURIDAD CLIMATIZACIN CONTROL

Detector Gas

Control Intrusin

Control Inundacin

Control Incendio

Aire Acondic.

Control Calefac.

Control Iluminac.

Control Riego

Control Msica

Control Toldos

Control Persianas

Figura1.- Diagrama de Bloques


Memoria Descriptiva

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3.5.- Descripcin reas del Sistema

A continuacin se va a desarrollar la explicacin de cada bloque del sistema y la interaccin entre los dems bloques del sistema desde un punto de vista general, sin entrar a la operativa de la misma.

3.5.1 Area de Seguridad

3.5.1.1 Control de Fugas de Gas

3.5.1.2. Deteccin de Intrusiones

3.5.1.3. Control de Inundaciones

3.5.1.4. Deteccin de Humos


Memoria Descriptiva

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3.5.1.1 Control de Fugas de Gas

Este punto controla mediante Detectores de Gas, posibles fugas en la vivienda, enviando la seal pertinente al Centro de Control y actuando en el punto conflictivo mediante electrovlvulas.

Se prev que los gases detectados sean los comnmente utilizados en las viviendas (gas natural, gas butano, propano, etc), de esta manera no se cierra la posibilidad de instalar diferentes suministros de gas, sin detrimento de la seguridad detectando fugas de distintos tipos.

El sistema de Control de Fugas de Gas esta compuesto de las electrovlvulas y los detectores de fuga de gases. Por motivos de seguridad las electrovlvulas no son de rearme automtico, teniendo que rearmar el equipo manualmente, evitando de este modo cualquier error mecnico que pudiera abrir la electrovlvula cuando todava no se hubiera solucionado el problema.

En caso de deteccin de gases el sistema responder enviando una seal por parte del Detector de Gases al Mdulo de Entradas, el cual pasa la seal al Mdulo de Control. Este, trata la informacin y enva una seal va el Mdulo de Salidas cerrando las electrovlvulas necesarias. Se enva seal de alarma al telfono seleccionado.


Memoria Descriptiva

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3.5.1.2. Deteccin de Intrusiones

Dentro del rea de Seguridad, el apartado de deteccin de intrusiones es quizs el que mas fcilmente se justifica para introducirlo en un sistema de control domtico.

Mediante detectores de presencia, cmaras de video vigilancia, grabaciones de video y alarmas tanto acsticas como visuales, se pretende dotar a la vivienda de un sistema de seguridad que permita disuadir a cualquier individuo de entrar en la vivienda.

Los sensores de presencia instalados sern volumtricos y servirn tanto para la deteccin de intrusiones como para acciones distintas como el encendido y apagado de luces. Debido a la limitada distancia de deteccin de estos equipos segn las dimensiones de la estancia, se dispondrn de varios sensores para cubrir toda la superficie.

En el mercado existen diversas soluciones todo lo complejas que se deseen para solventar este apartado, ya sea contratando vigilancia a empresas especializadas como otras soluciones. Este sistema no pretende abarcar todo el rango de seguridad que las empresas especializadas pueden ofrecer, sino que se disponga de un primer filtro de cara a la deteccin de posibles intrusiones y poder avisar directamente al propietario, quedando la posibilidad de control mucho mas amplia mediante dichas empresas sin estar en detrimento del sistema propuesto.


Memoria Descriptiva

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3.5.1.3. Control de Inundacin

El Control de Inundacin es uno de los puntos los cuales dan motivos para la instalacin de un sistema domtico. Una fuga de agua es siempre un problema para cualquier vivienda, pero si esta fuga se produce en una segunda residencia y sus propietarios no estn presentes puede suponer un problema de incalculables consecuencias. Por este motivo este apartado se hace imprescindible en el sistema propuesto, dotndolo de un sistema de seguridad global , sumado al control de fuga de gas, muy completo.

Desde un punto de vista tcnico, mediante Detectores de Inundacin, se controlan las posibles fugas en la vivienda, enviando la seal pertinente al Centro de Control y actuando en el punto conflictivo mediante electrovlvulas. Las electrovlvulas elegidas se rearmaran automticamente una vez que no se detecte fuga alguna, permitiendo restablecer el suministro automticamente.

En caso de deteccin de fuga el sistema responder enviando una seal por parte del Detector de Inundacin al Mdulo de Entradas, el cual pasa la seal al Mdulo de Control. Este, trata la informacin y enva una seal va el Mdulo de Salidas cerrando las electrovlvulas necesarias. Se enva seal de alarma al telfono seleccionado.


Memoria Descriptiva

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3.5.1.4. Deteccin de Humos

Los sistemas de deteccin de incendios son muy amplios. Dependiendo en que fase se quiere detectar el incendio el sistema se configurar de una manera u otra.

Las etapas de un fuego se dividen en cuatro, que son por orden de aparicin en un incendio:

1. Etapa Latente

2. Humo Visible

3. Etapa de Llamas

4. Etapa de Calor

Se ha escogido detectores para la etapa 2, la Etapa de Humo Visible. En el resto de etapas o el fuego es muy incipiente y los detectores han de ser muy sofisticados, lo que supone un aumento del precio de los mismos o en el resto de etapas el fuego ya esta muy avanzado y la alarma puede que no sea tan efectiva.

Para la deteccin de la Etapa de Humo Visible se utilizan sensores pticos. Estos detectores tienen un diodo semiconductor que emite luz y un fototransistor que la recibe constantemente. Cuando el humo se interfiere entre los dos, se deja de recibir luz y se dispara el detector.

Se dispondrn detectores en todas las plantas localizando el mximo nmero en las zonas de mayor riesgo, ya sean cocinas o en el saln, donde hay chimenea y el riesgo de incendio es evidente.

Para este punto en concreto se habilitar el Mdulo de MODEM en el caso que se dispare una alarma por humo, llamando al telfono seleccionado.


Memoria Descriptiva

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3.5.2. rea de Climatizacin

La monitorizacin del sistema de climatizacin, nos va a permitir programar todas

las temperaturas de confort que se desean en la vivienda, ya sea de manera global o especificar temperaturas distintas para las diferentes reas de la vivienda.

Una de las funciones que se incorporan es la posibilidad de efectuar el encendido del sistema va llamada telefnica, de esta forma al ser una segunda residencia se podr activar todo el sistema sin tener que estar insitu, con las ventajas que ello supone. La posibilidad de programar tiempos de conexin y desconexin desde el software, nos permite hacer un uso mas racional de la climatizacin.

Si bien para esta rea se han creado dos sistemas diferenciados, Aire acondicionado y calefaccin, el control de los mismos vendr de los termostatos que se distribuirn por la vivienda, activando los equipos de climatizacin mediante el Mdulo de Control.


Memoria Descriptiva

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3.5.3. rea de Control

3.5.3.1. Control de Iluminacin

3.5.3.2. Control de Riego

3.5.3.3. Control Sonido

3.5.3.4. Control de Toldos

3.5.3.5. Control de Persianas


El sistema de control de iluminacin, va a permitir controlar desde el software diferentes parmetros referido a las luces. Gracias a la instalacin de diversos detectores ya sean sensores de luminosidad o de presencia, la utilizacin de la iluminacin se podr hacer desde un punto de vista mas racional, utilizando la energa donde sea necesaria y apagndose en los lugares donde no se encuentre nadie.

La introduccin de reguladores de intensidad permitir una mayor sensacin de confort en la vivienda, pudindose regular al gusto del propietario, ya sea desde el software, manualmente o desde el mando a distancia por infrarrojos que se incorporar al sistema.

La iluminacin en un a vivienda es sinnimo de presencia en la misma, de este modo se utilizar el encendido de las estancias de manera aleatoria como sistema de seguridad, haciendo ver que la vivienda esta ocupada.


Memoria Descriptiva

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Uno de los problemas con los que se encuentran las viviendas de segunda residencia, es el mantenimiento de sus jardines y el correcto regado de los mismos.

Por la situacin de la vivienda, localizada en el Vall DAran, debido a los altos ndices de pluviomtrica que se recogen, es mas que necesaria la introduccin de un control de humedad para la activacin o desactivacin del riego, de esta manera se optimiza al mximo el agua gastada para tal propsito.

Ser posible programar todos los servicios mediante electrovlvulas de agua, controladores de humedad y temporizadores, todo ello controla desde el Mdulo de Control.


Memoria Descriptiva

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3.5.3.3. Control de Sonido

Los sistemas de control musical, pueden ser todo lo sofisticados que uno desee, abarcando todos los equipos multimedia de la vivienda. En el caso que se trata, se aprovecha el sistema domtico para controlar el volumen de la vivienda, sin pretensiones de configurara un sistema de control multimedia.

Las posibilidades que nos da el sistema domtico son muy interesantes para el control musical. Aprovechando los detectores de presencia, nos va a permitir programar el control de volumen de diversas maneras, ya sea por plantas, por zonas preprogramadas, poner msica solo en las estancias en las que se encuentren ocupadas o sencillamente habilitar el hilo musical para toda la vivienda.

Se propone la posibilidad de controlar la instalacin de un hilo musical, mediante el sistema de control, de esta forma podremos poner msica en diferentes estancias de la casa y quitarla en otras.

Las Centrales de Sonido controladas por los Mdulos de Control, distribuir las configuraciones a los distintos Reguladores de Sonido.


Memoria Descriptiva

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La gestin del extendido y recogida de los toldos va a permitir que las condiciones de confort que se desean en la zona de tapado de los toldos sea mucho mejor que si se hace manualmente.

Por extensin, el poder controlar remotamente los toldos nos permitir alargar la vida de los mismos al poder evitar fuertes ventiscas que los puedan romper o nevadas abundantes que por el peso puedan romper las telas.

Mediante sensores de lluvia as como anemmetros que controlen la fuerza del viento, termmetros y dems sensores de la vivienda nos va a permitir realizar el control deseado sobre la vivienda.


Memoria Descriptiva

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3.5.3.5. Control Persianas

Para una correcta gestin de la energa que se consume en la vivienda, la posibilidad de controlar las persianas supone un ahorro importante a la hora de conectar calefacciones o aires acondicionados.

Se va a disponer de Detectores de Luminosidad que se van a encargar de dar seal a las persianas para abrirse y poder aprovechar al mximo la luz natural.

Siguiendo en la lnea de algunos apartados, las persianas tambin pueden jugar un papel en la seguridad de la vivienda. Configurando sus aperturas y cierres puede parecer que la vivienda esta ocupada, cuando en realidad no haya nadie.


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4. OPERACIN DEL SISTEMA 4.1. Objeto

El objeto de este captulo es el de desarrollar la operativa de cada mdulo, explicando en cada caso los diferentes MODOS de funcionamiento as como las interacciones con los restantes mdulos, quedando definido el funcionamiento del sistema.


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4.2. Operacin de las reas

4.2.1. rea de Seguridad

Este mdulo tendr prioridad sobre las otras dos reas, es decir, independientemente de las acciones que se estn ejecutando, si se recibe una seal del REA DE SEGURIDAD, se actuar sobre el sistema entrando en MODO ALARMA y realizando las acciones pertinentes para cada caso.

En este mdulo cada alarma que se genere tendr asociada una ALARMA ACUSTICA. Por extensin, para poder alertar del incidente se dispone de un MODEM el cual puede programar hasta 4 nmeros de telfono distintos, efectuando una llamada a uno de los telfonos programados.

Para cualquier tipo de alarma, una vez desactivada y solucionado el problema, el sistema volver a activarse en MODO NORMAL, recuperando las variables programadas por el usuario antes de la activacin de la alarma en cuestin.


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4.2.1.1. Deteccin de Gases

En caso de recibir la seal de fuga de gas a travs de los detectores de fuga de gas, el sistema activar el MODO ALARMA.

Se enviar la seal a las electrovlvulas de gas para que se cierren automticamente, cortando de esta forma el suministro. A la vez se realizar una llamada a uno de los cuatro telfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestin.

Una vez los detectores de gas no estn activados por la disminucin de la concentracin de gas, se podr rearmar las electrovlvulas, abriendo de nuevo el flujo de gas y el sistema permitir que el usuario pase de manera manual del MODO ALARMA a MODO NORMAL de funcionamiento.

En el caso de que se intente rearmar las electrovlvulas o se intente entrar manualmente del MODO ALARMA a MODO NORMAL, si los detectores todava detectan presencia de gas el sistema no permitir realizar el cambio.

Se tiene que tener en cuenta que una vez rearmadas las electrovlvulas y pasado a MODO NORMAL, segn las especificaciones del fabricante en relacin al detector de fuga, se necesitan 5 minutos para que el equipo pueda de nuevo detectar fugas. Durante este periodo el sistema no podr detectar perdida de gas.


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4.2.1.2. Control de Intrusin

Para que el control de intrusin se active, deberemos poner el sistema en MODO SEGURO, momento en el cual todos los equipos implicados en la deteccin de intrusiones, se activarn.

Si en ese MODO un detector de presencia es activado, pasaremos de MODO SEGURO a MODO ALARMA.

Una vez entrado en MODO ALARMA se emitir una ALARMA ACSTICA y mediante el MODEM se realizar una llamada al telfono configurado por el usuario.

Las cmaras se conectarn y empezaran a grabar las estancias activadas o todas las zonas en las que se hayan instalado las cmaras, quedando registrado en el sistema de almacenamiento dispuesto para este cometido. Hasta que no se desactive el MODO ALARMA de manera manual, las videocmaras no pararn de grabar.

En el supuesto de que las persianas estn bajadas se abrirn y se activar la ALARMA LUMINOSA, la cual encender y apagar las luces de la vivienda como sistema de aviso.


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4.2.1.3. Control de Inundacin

En caso de recibir la seal de fuga de agua a travs de las sondas y los detectores de inundacin, el sistema activar el MODO ALARMA.

Se enviar la seal a las electrovlvulas de agua para que se cierren automticamente, cortando de esta forma el suministro. A la vez se realizar una llamada a uno de los cuatro telfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestin.

Una vez los detectores de agua no estn activados se rearmar automticamente las electrovlvulas, abriendo de nuevo el flujo de agua y se pasar de MODO ALARMA a MODO NORMAL de funcionamiento.


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4.2.1.4. Deteccin de Incendios

El sistema de deteccin de incendios, pasara de MODO NORMAL a MODO ALARMA en el caso que se activen los detectores de humo instalados en la vivienda se activar la ALARMA ACUSTICA.

Se realizar una llamada a uno de los cuatro telfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestin y se cerrar la electrovlvula de gas como mediad de seguridad.

En el supuesto de que el detector de humos deje de estar activado, se pasar de nuevo a MODO NORMAL y se reestablecer el sistema.


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4.2.2. rea de Climatizacin

En esta rea estarn englobados el control del aire acondicionado y la calefaccin. El inters de esta rea radica en la posibilidad de programarlo a distancia as como la programacin de tiempos de encendido y apagado.

El sistema de aire acondicionado se controlar por zonas, pudiendo tener temperaturas distintas en las diferentes plantas. Mediante temporizadores se podr controlar los encendidos y apagados de las distintas zonas programadas, independientemente de si se ha llegado o no a las temperaturas de confort programadas.

Para cada zona programada, se tendr que dar un valor de confort. Una vez alcanzado dicho valor el aire se apagar. Tambin se tendr que especificar si el sistema se encender o apagar de manera temporizada y en caso afirmativo, en cuanto tiempo se temporizar.


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4.2.3. rea de Control

Para este MDULO, se introduce un MODO de funcionamiento nuevo, el MODO SEGURO. Este MODO generar acciones de proteccin pasiva, las cuales nos facilitar a la hora de proteger nuestra vivienda.

La interaccin de los diferentes bloques del MDULO DE CONTROL funcionando en MODO SEGURO, nos va a permitir dar la sensacin de que la vivienda esta ocupada, atajando en gran medida la posibilidad de una intrusin en la vivienda.


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El control de iluminacin podr trabajar en dos MODOS distintos, el MODO NORMAL de funcionamiento el cual controlar las luces de la vivienda segn se le haya programado y el MODO SEGURO, que una vez activado formar parte de la seguridad pasiva de la vivienda.

4.2.3.1.1. Modo Normal

El encendido y el apagado de las luces se controlar mediante sensores de presencia, de esta manera el encendido y apagado de las luces es mucho mas racional, ahorrando energa en los lugares donde no se detecta nadie.

Este MODO dispondr de dos configuraciones distintas:

Configuracin Diurna

Configuracin Nocturna

En el caso de la Configuracin Diurna, el encendido de la luz esta condicionada a la seal que enve el Detector de Presencia correspondiente y adems la seal que nos enven los sensores de luminosidad, de esta manera si el da es muy soleado y la estancia no necesita luz, no se encender.

En la Configuracin Nocturna, el encendido o apagado de las luces solo depender de los detectores de presencia los cuales habilitaran o no el encendido de las luces.


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4.2.3.1.2. Modo Seguro

En MODO SEGURO se podr programar el encendido y apagado de las luces cuando no haya nadie en la vivienda, dando la sensacin de que haya presencia de gente o que estn despiertos.


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Debido a la situacin de la vivienda y los datos actuales de pluviometria, es necesario hacer un uso racional del agua. Como la zona en cuestin recibe muchas precipitaciones a lo largo del ao, es interesante hacer el diseo pensando en activar riegos solo si la humedad del suelo lo necesita, de esta manera, aunque este programado un riego para una hora en concreto y la humedad del suelo lo desaconseja, no se dar la seal a las electrovlvulas.

El diseo de control de Riego, se basar en una programacin de los tiempos de regado, controlado a su vez con sensores de humedad, los cuales validarn o no, la orden de regado.


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4.2.3.3. Control de Sonido

Este apartado gestionar dos bloques. Un o seria el control de la msica y otro bloque gestionar las alarmas reproducidas, as como las medidas de seguridad.

4.2.3.3.1. Control de Msica

El sistema de control gestionar la activacin de los altavoces, los cuales se podrn encender de manera global, as como activarlos por zonas.

Aprovechando los detectores de presencia, si se detecta que en una planta no hay nadie, se podr desconectar el sistema de altavoces de la planta o de una zona en concreto y por el contrario, si se detecta movimiento, se puede programar la activacin de altavoces a medida que se detecta movimiento.

Para este diseo se crean dos MODOS de trabajo uno MODO DINMICO, descrito en el prrafo anterior y otro MODO ESTTICO, en el cual se enciende la msica en toda la vivienda.

Dentro del apartado de seguridad pasiva, el control de la msica de manera automtica, puede jugar un papel importante, para hacer creer que la vivienda esta ocupada.

Se podrn programar diferentes tiempos de conexin / desconexin de la msica, ya sea de manera global o en algunas zonas de la casa.


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Los toldos que se dispongan en la vivienda se podrn controlar desde el sistema de control. Para este efecto se dispondrn de controladores de temperatura, lluvia y viento. Si la temperatura, velocidad del viento y humedad en la zona, son los indicados, los toldos se plegarn o desplegarn, segn convenga.

Uno de los principales problemas que afectan a los toldos, son los fuertes vientos y las lluvias o nevadas, que pueden romperlos. Mediante anemmetros y controladores de humedad, se controlar el plegado y desplegado de los toldos, tal y como se especifica en el prrafo anterior.


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4.2.3.5. Control de Persianas

La automatizacin del sistema de persianas de basar en el control de la luminosidad y de la lluvia. Se pretende que las persianas se cierren por dos motivos, ya sea por la luminosidad, lo cual si no hay luz no hay motivo para dejarlas abiertas y otro caso es si llueve pudiendo evitar que los cristales se ensucien.

Siguiendo en la lnea del resto de bloques de control, las persianas tambin actuarn de MODO SEGURO, con lo que se podrn programar para abrir y cerrar automticamente a diferentes horarios, dando la impresin que la vivienda est ocupada.


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5.- DESCRIPCIN DE EQUIPOS

A continuacin se detallan los diferentes equipos que conforman el sistema, con sus caractersticas de funcionamiento as como la interconexin entre ellos, expresada en sus esquemas correspondientes.

En el esquema E01.- Organigrama Funcional, se presenta la interconexin de todos los mdulos de SIMONVIS utilizados para la ejecucin de este proyecto as como la interconexin entre los tres mdulos de control y el PC.


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5.1.- Mdulos SIMON VIS

5.1.1. Mdulo de Control

Este es el mdulo principal del sistema y tiene las siguientes caractersticas:

128 Entradas

128 Salidas

Conexin a PC va puerto RS232

Programa en EEPROM

Dicho mdulo dispone de dos partes diferenciadas, el Modulo de Control y el Mdulo de Interfase E/S.

El Mdulo de Control dispone de 6 conectores de entrada en su parte superior donde se conectar el Mdulo de Alimentacin (entradas 0V / 24V), dos entradas para la conexin del mdem o de temporizadores (RS485 +-) y por ltimo dos entradas mas para la conexin de una batera adicional (BAT+, BAT-). En la parte inferior del mdulo se disponen de 12 conexiones que nos permiten la conexin de 8 Mdulos de Salida.

El Mdulo de Control hace la funcin de recibir las seales de los Mdulos de Entrada y mediante el puerto RS232, comunicarse con el PC el cual le da la accin pertinente para que actu sobre el Mdulo de Salida indicado.

Entre los Mdulos de Entrada/Salida y el Mdulo de Control tenemos el Mdulo de Interfase E/S, que nos gestiona todas las seales que enva o recibe el Mdulo de Control.

El citado mdulo tiene capacidad para 8 Mdulos de Entrada, los cuales a su vez tiene capacidad para 16 seales de entrada, con lo que disponemos de hasta 16 * 8 = 128 seales de entrada.


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Del mismo modo el Mdulo de Interfase E/S dispone de una conexin de 8 Mdulos de Salida, los cuales a su vez pueden conectar 8 seales de salida. Dispondremos de un total de 8*8=64 seales de salidas desde este mdulo, que sumadas a las 8 conexiones para los Mdulos de Salida que dispone el Mdulo de Control tendremos las 128 salidas.

Ver esquema E02.- Mdulo de Control donde se presenta el citado mdulo y la forma de conectarlo a los diferentes equipos.


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5.1.2. Mdulos de Alimentacin

Se disponen de dos Mdulos de Alimentacin de potencia distinta, uno de 72 W y otro de 15 W. Estos dos mdulos nos permitirn alimentar todos los mdulos del sistema.

Las caractersticas de los mdulos son las siguientes:

Mdulo de Alimentacin 72W

Entrada 230 V 50 Hz

Salida 24 V CC, 3 A

Fuente conmutada y Protegida

Mdulo de Alimentacin 15W

Entrada 230 V 50 Hz

Salida 24 V CC, 06A

Fuente conmutada y Protegida

En funcin de los mdulos que se conecten al sistema se deber escoger un mdulo u otro. Para este caso se han dispuesto tres fuentes de 72W, una para cada mdulo de control, dejando potencia suficiente para posibles ampliaciones del sistema.

Ver esquema E03.- Mdulo de Alimentacin.


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5.1.3. Mdulo de Entrada 24v

Las caractersticas de este mdulo son las siguientes:

16 Entradas digitales

Tensin de entrada 24 V

Impedancia de entrada 1 KOhm

Este mdulo se utilizar para recibir todas las seales procedentes de los sensores del sistema, los cuales enviaran una seal al mdulo y este se activar mediante la seal de 0V, envindola al mdulo de control.

La conexin del sensor al Mdulo de Entrada se har mediante cualquiera de los terminales libres y uno de los terminales de 0V. El mdulo ir alimentado por el Mdulo de Alimentacin en el terminal de 24V, tal y como se representa en el esquema E04.- Mdulo de Entradas 24V.

Se comunicar con el Mdulo de Interfase E/S conectando los terminales 0V entre ellos y el terminal DATA del Mdulo de Entradas con cualquiera de las conexiones libres del Mdulo Interfase.


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5.1.4. Mdulo de Salidas 24V

Las caractersticas de este mdulo son las siguientes:

8 Salidas digitales

Tensin de salida 12-48 V

Intensidad mxima por salida 500 mA.

Este mdulo se utilizar para activar diversos equipos como leds luminosos, diferentes detectores, elementos de confirmacin, etc.

Igual que en el Mdulo de Entradas, la confirmacin de seal se hace mediante el terminal de 0V, es decir una seal de baja impedancia.

La conexin del sensor al Mdulo de Salida se har mediante cualquiera de los terminales libres y uno de los terminales de 0V. El mdulo ir alimentado por el Mdulo de Alimentacin en el terminal de 24V. tal y como se representa en el esquema E05.- Mdulo de Salidas 24V.

Se comunicar con el Mdulo de Interfase E/S conectando los terminales 0V entre ellos y el terminal DATA del Mdulo de Salidas con cualquiera de las conexiones libres del Mdulo Interfase o del Mdulo de Control.


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5.1.5. Mdulo Dimmer

En el caso que se desee hacer una regulacin de la intensidad de la iluminacin se tendrn que utilizar Mdulos Dimmer, los cuales irn interpuestos entre el Mdulo de Salida y el Mdulo de Control.

Este tipo de mdulo solo admite una regulacin por equipo, es decir por cada lmpara que se desee regular se tendr que utilizar un Mdulo Dimmer.

El mdulo dispone de dos entradas para continua en las que se conectar la seal del Mdulo de Salida que se desee regular. En la regulacin de salida se conectar en un terminal el equipo a regular y en el otro, la fase de la instalacin. Ver esquema E07.- Mdulo Dimmer.


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5.1.6.- Mdulo Modem

El Mdulo de Mdem es bidireccional, es decir tanto es utilizado para realizar una llamada a los telfonos programados, como puede recibir una llamada para activar alguno de los actuadores que tenga programados.

Este mdulo va conectado al Mdulo de Control mediante el conector de RS485 y es alimentado por los conectores de 24V y 0V. Ver esquema E09.- Mdulo MODEM.


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5.2. Sensores y Actuadores

5.2.1. Detector de Inundacin

El detector de inundacin pertenece a Simon concretamente a la Serie Simon 88. A este detector viene asociados dos equipos mas, para su correcto funcionamiento, uno es la Sonda de Deteccin de Humedad y para alimentar el detector una Fuente de Alimentacin de 12V.

Los datos tcnicos de este equipo son los siguientes:

Alimentacin 12V

Corriente absorbida 6mA / 45 mA (alarma).

Temperatura de funcionamiento 0 40 C

Rango de Humedad de funcionamiento 30 90 % RH

Tiempo de retardo confirmacin alarma : 5s

Tiempo retardo activacin de la salida : 8s

El detector admite un mximo de tres sondas de humedad, las cuales se conectaran al equipo detector mediante cable 2 x 075 mm. Las conexiones entre los dispositivos no debe superar los 50 metros de distancia y no se debe instalar por las mismas canalizaciones de los cables de 230 V, para evitar interferencias.

El Detector de Inundacin dispone de dos leds, uno verde que nos indica que el detector esta activado y uno rojo el cual nos indica el estado de la alarma. En el caso de que se detecte una alarma el led parpadear durante un tiempo y luego se quedar fijo, activando la alarma sonora.


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Se dispone de un botn de test y reset. En caso de alarma si se toca el botn se silencia la misma, si bien esta funcin ira gobernada desde el centro de control. Cuando el sistema no esta en alarma, el botn realiza un test de funcionamiento del sistema.

El detector tiene 6 conectores. Dos para las sondas de agua, que como ya se ha dicho anteriormente pueden ir hasta tres. Dos conectores mas son para la conexin a la Fuente de Alimentacin de 12 V y por ltimo los conectores C y NA van conectados al Mdulo de Entradas correspondiente.

El esquema de este equipo se representa en E12.-Detector de Inundacin.


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5.2.2. Fuente Alimentacin 12 V

La fuente de alimentacin es necesaria para conectar los equipos alimentados a 12V, debido a que las fuentes de alimentacin de los mdulos VIS son de 24 V.

Solo se debe utilizar una Fuente de Alimentacin por cada detector que se utilice.

El equipo utilizado ser de la fuente de alimentacin empotrable de la Serie Simon 88 y su esquema este representado en E08.- Fuente de Alimentacin 12V.


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5.2.3. Sonda de Inundacin

Las sondas de alarma, tal y como el detector y la fuente de alimentacin pertenecen a la Serie Simon 88.

Disponen de dos terminales metlicos los cuales al contacto con el agua se cierra el circuito y enva la seal al detector.

Se deben instalar en los puntos donde se prevea una posible fuga de agua y siguiendo las especificaciones del detector de Humedad, tanto en distancias de conexin como en el nmero de sondas a conectar.


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5.2.4. Electrovlvula de Agua

La Electrovlvula de Agua nos permitir gestionar los cortes de suministro en caso de fuga. El equipo elegido pertenece a Simon y sus caractersticas son las siguientes:

Normalmente Abierta

Rearme automtico

Alimentacin 230 V 50 Hz

Grado proteccin IP 54

Conexin R G

Temperatura de funcionamiento : -10 a 90C

Presin de trabajo : 01 a 20 bar

En el caso de que se detecte una fuga por los Detectores de Humedad, el sistema alimentar la bobina de la electrovlvula y se cerrar automticamente, una vez se deja de alimentar se vuelve a abrir.

La electrovlvula debe ir conectada a un Mdulo de Salidas de 230V / 10A, en uno de sus conectores de salida (S1 a S8) y mediante el conector del mdulo L5-8 se conectar a la fase de la instalacin. La otra salida de la electrovlvula se conecta al neutro de la instalacin, cerrando as el sistema. El esquema de conexin es el E13.- Electrovlvula de Agua.


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5.2.5. Detector de Gas

El Detector de Gas pertenece a Simon concretamente a la Serie Simon 88. Para alimentar el detector se tendr que conectar a una Fuente de Alimentacin de 12V.

Los datos tcnicos de este equipo son los siguientes:

Alimentacin 12 V.

Corriente absorbida : 75 mA / 110 mA Alarma.

Temperatura de funcionamiento : 0-40 C

Rango humedad de funcionamiento : 30-95 RH

Tiempo caldeo del elemento sensible : 5 min (norma UNE-EN 50194)

Tiempo retardo confirmacin alarma : 5s

Tiempo retardo activacin de la salida : 8s

El detector esta preparado para gases txicos y explosivos como : butano, propano, metano, gas ciudad y gas natural, de esta manera sea cual sea el gas utilizado en la vivienda, ser detectado.

El Detector de Gas dispone de dos leds, uno verde que nos indica que el detector esta activado y un led bicolor rojo/mbar que nos indica alarma o avera. Se dispone de un botn de test.

El detector tiene 4 conectores. Dos conectores son para la conexin a la Fuente de Alimentacin de 12 V y otros dos conectores C y NA van conectados al Mdulo de Entradas correspondiente. En el esquema E10.-Detector de Gas se puede ver su conexin.


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El Detector de Gas se inicia al aplicar alimentacin, momento en el cual se inicia el tiempo de caldeo, que segn las especificaciones del fabricante es de 5 min. Durante este tiempo no es capaz de detectar fuga. Una vez acabado el tiempo de caldeo se queda encendido el led verde y ya es capaz de detectar las posibles fugas.

Esta calibrado para detectar presencia de gases en un nivel de concentracin del 10%, Limite inferior de Explosividad (L.I.E). Si se supera este nivel, el sistema espera 5 segundos para evitar falsas alarmas. Si pasado este tiempo se continua detectando fuga, se activa la alarma con un retardo tambin de 8s.

5.2.5.1. Limite inferior de Explosividad (L.I.E)

Se define como la concentracin mnima de vapor o gas en mezcla con el aire, por debajo de la cual, no existe propagacin de la llama al ponerse en contacto con una fuente de ignicin.

Por ejemplo el lmite inferior de inflamabilidad del vapor de acetona en el aire es aproximadamente 2,6% en volumen. Esto significa que en 100 volmenes de mezcla vapor de combustible-aire hay 2,6 % de vapor de acetona y 100 - 2,6 = 97,4 % de aire.

El lmite inferior de inflamabilidad est relacionado con el punto de inflamacin, de forma que este ltimo se puede definir tambin como la temperatura mnima a la que la presin del vapor del lquido puede producir una mezcla inflamable en el lmite inferior de inflamabilidad. En otras palabras, la temperatura mnima a la que se puede producir una concentracin inflamable. La relacin entre estos parmetros para la acetona y el alcohol etlico, se ve claramente en la figura 1.


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Figura 1.- Limite Inferior Explosividad de Acetona y Alcohol Etlico.


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5.2.6. Electrovlvula de Gas

La Electrovlvula de Gas nos permitir gestionar los cortes de suministro en caso de fuga. El equipo elegido pertenece a Simon y sus caractersticas son las siguientes:

Normalmente Abierta

Alimentacin 230 V 50 Hz

Grado proteccin IP 54

Conexin R G

Temperatura de funcionamiento : -10 a 90C

Presin de trabajo : 01 a 20 bar

En el caso de que se detecte una fuga por los Detectores de Gas, el sistema alimentar la bobina de la electrovlvula y se cerrar automticamente. Se tiene que rearmar manualmente para restablecer el suministro.

La electrovlvula debe ir conectada a un Mdulo de Salidas de 230V / 10A, en uno de sus conectores de salida (S1 a S8) y mediante el conector del mdulo L5-8 se conectar a la fase de la instalacin. La otra salida de la electrovlvula se conecta al neutro de la instalacin, cerrando as el sistema. Su interconexin es la misma que para el caso de la electrovlvula de agua donde esta representada en el esquema E13.- Electrovlvula de Agua.


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5.2.7. Detector de Presencia

El Detector de Presencia por Infrarrojos es del fabricante DOMAUT, es empotrable y sus caractersticas son las siguientes:

Contacto de salida N/A libre de potencial.

Campo de deteccin 360

Distancia mxima de deteccin : 10m

Ajuste crepuscular entre 5 y 1000 Lux.

Alimentacin 230 V

Temperatura de trabajo : -20C a 40C

Humedad mxima : 93% RH

El detector se activa no solo por la presencia de alguien sino tambin si el nivel programado de luz es inferior, aunque esta ltima funcin no se utilizar en el sistema, al estar controlado por el Mdulo de Control.

Las salidas libres de potencial irn conectadas al Mdulo de Entradas correspondiente.


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5.2.7.1. Principios Fsicos de los Detectores de Presencia

Segn el principio fsico utilizado para la deteccin de presencia se engloban en dos grandes grupos:

Detectores por Ultrasonido: Emiten ondas de sonido ultrasnico que rebotan en paredes y objetos, volviendo al detector. Si hay alguna persona presente, la onda no rebotar con la misma frecuencia, es decir, la longitud de onda ser diferente, lo que encender la luz.

Detectores por Infrarrojos: Analizan las variaciones trmicas que se producen en su radio de accin.

Dentro de la gama de los detectores por infrarrojos se diferencian entre los pasivos, activos y de doble tecnologa.

El detector utilizado en este proyecto es un Detector por Infrarrojos Pasivo el cual depende de la energa que transmite un elemento exterior al detector, de ah su nombre pasivo. Captan la presencia de personas o animales, al detectar la diferencia entre el calor emitido por el cuerpo y el que hay en el ambiente.

La sensibilidad de estos aparatos viene dada por la capacidad que tienen para detectar la variacin en la radiacin infrarroja que genera el cuerpo humano en el rea en que estn colocados. Son sensibles tanto al aumento como a la disminucin de dichas radiaciones.


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5.2.8. Detector de Humo

Para este detector se ha optado por un detector inico de la marca SYSTEM SENSOR. Las caractersticas tcnicas del dispositivo son las siguientes:

Alimentacin 15-32 Vcc

Consumo en reposo : 230 mA

Temperatura de trabajo : 0 49 C

Humedad relativa : 10% a 93% RH

Doble led comunicacin / alarma

El Detector de Humo, dispone de una salida para enviar la seal al Mdulo de Entradas correspondiente. A la deteccin de alarma, dispone de un retraso de 5 segundos, como seguridad a falsas alarmas. Si pasado este tiempo se sigue detectando la alarma, se enva la seal al mdulo.

Ver esquema E11.- Detector de Humo.

5.2.8.1. Tipos de Detectores de Humo

En funcin de la vivienda donde se va a instalar un detector se elegir un tipo u otro, disponiendo de dos:

Fotoelctricos: Recomendables en lugares construidos con materiales de combustin lenta y que generan partculas de humo de gran tamao. Un ejemplo son los metales, los cuales tardan mucho en tener combustin y el humo que por induccin es muy denso. Este tipo de detector detectan el humo por los cambios en la luminosidad de la estancia

Inicos: Es el tipo de detector utilizado para este proyecto, el cual detecta partculas de humo de menos de 2 micras de tamao. Se utiliza para focos de combustin muy rpida como el plstico o la madera. Estos detectores funcionan por las variaciones de humedad y presin atmosfrica que generan el humo.


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5.2.8.2.- Principios fsicos Detectores Inicos

Dentro de los detectores inicos existen los detectores por partculas alfa y por partculas Beta. En concreto para este proyecto se han utilizado detectores de humo inicos por Partculas Alfa.

El principio fsico de estos detectores se basa en la disminucin que experimenta el flujo de corriente elctrica formada por molculas de oxgeno y nitrgeno ionizadas por una fuente radioactiva entre dos electrodos, al penetrar los productos de combustin en de un incendio.

El principio de actuacin de estos de detectores se muestra en la Figura 2:

Figura 2.- Principio Detector Inico

Se disponen de dos electrodos donde se encuentra la cmara de deteccin. Las molculas de oxgeno y de nitrgeno del aire se ionizan por las partculas alfa de la fuente radiactiva. Las partculas se mueven hacia los electrodos de signo opuesto estableciendo un flujo en la corriente elctrica a travs de la cmara de muestreo. Situacin mostrada en el esquema izquierdo.

Si se detecta una combustin las partculas de dicha combustin tienen una masa superior y lo que hace es disminuir la movilidad de los iones con lo que disminuimos el flujo de corriente dentro de la cmara de deteccin lo que provoca que se active la seal de alarma. Situacin mostrada en el esquema derecho.


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El rango donde actan los detectores inicos utilizados se representan en la siguiente figura 3:

Figura3.- Rango de Deteccin de Humos


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5.2.9. Termostato

Se ha elegido un Termostato Digital del fabricante DOMAUT modelo ATH-530. Las caractersticas del equipo son las siguientes:

Termostato Digital

Temperatura de Control : +5 / + 30 C

Alimentacin mediante bateras de 15 V

Salida rel 6A/250VAC

Termostato digital para el control de la climatizacin, que dispone de una salida de rel para la activacin de los equipos, monitorizados por el sistema de control.


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5.2.10. Anemmetro

Para el control de la velocidad del viento se ha escogido un anemmetro del fabricante SEAC S.A. Sus caractersticas tcnicas son las siguientes:

Unidad de mediad: m/s

Alimentacin 12Vcc

Consumo : 45 mA

Resolucin : 01 m/seg

Precisin 2%

Se trata de un anemmetro digital, el cual, mediante un contacto libre de potencial, emite una seal de alarma si se supera el setpoint programado.

El equipo ira conectado al Mdulo de Entradas correspondiente, con el fin de actuar sobre el sistema. Necesitar una Fuente de Alimentacin de 12V.


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5.2.11. Videocamara de Vigilancia

El equipo consta de videocmara, con grabador de DVR y un receptor de audio/video El fabricante del equipo es RIMAX y el equipo en cuestin es el RIMAX SAMART RECORDER. Las caractersticas del equipo son las siguientes:

Cmara de video vigilancia tanto para interiores como para exteriores.

Micrfono integrado

16 Mb de memoria interna

Ranura para memoria SD

Alimentacin con batera de 9V

Distancia de transmisin: 100m

Formato grabacin: ASF

En el caso que los detectores de presencia se activen la cmara grabar las imgenes y el audio, almacenando en su memoria interna o en la memoria SD.


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5.2.12. Sensores de Luminosidad

Se ha elegido un Sensor de Luminosidad del fabricante DOMAUT modelo LDR-720. Las caractersticas del equipo son las siguientes:

Alimentacin 12 Vcc

Consumo mximo : 10 mA

Medida relativa de luz: 0-99

Salida analgica : 0 5V

El sensor mediante la salida analgica, nos dar la medida de la luz en la estancia. Las salida del sensor se conectar al Mdulo de Entradas correspondiente. El equipo debe incorporar una Fuente de Alimentacin de 12V.

5.2.12.1. Principios fsicos de los Sensores de Luminosidad

Para el clculo de la intensidad de luz en una estancia, los detectores de luminosidad utilizan fotoconductores, de los cuales tenemos dos tipos, entre los mas utilizados:

Fotorresistencias : Se trata de una resistencia la cual varia su valor en funcin de la luz que incida sobre su superficie. Como mas luz incide en la fotorresistencia menor es el valor de resistencia y viceversa, como menos luz incida aumenta el valor de la resistencia. Con estos datos es posible calcular la cantidad de luz que tenemos en una estancia.

Fotodiodos : Son diodos de unin PN, los cuales modifican sus caractersticas bajo la incidencia de luz. El Sensor de Luminosidad de este proyecto esta construido mediante fotodiodos. El principio por el que actan se basa en la generacin de pares electrn-hueco al recibir luz. La generacin luminosa tiene mayor incidencia en los portadores minoritarios, cuando el diodo esta polarizado en inversa. Es en este estado donde se puede medir la cantidad de luz recibida debida a las variaciones en las corrientes de fuga. En cuanto al comportamiento del diodo en polarizacin directa, se comporta como si fuera un diodo normal con una tensin de corte de 07V.


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El comportamiento de la curva para el fotodiodo se representa en la Figura 4:

Figura 4.- Curva caracterstica Fotodiodo


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5.2.13. Central de Sonido

La Central de Sonido pertenece a SIMON con referencia 05021. Las caractersticas tcnicas de la Central son las siguientes:

Alimentacin : 230 V, 50 Hz

Potencia mxima : 25 VA

Intensidad e salida : 15 A max

1 canal estereo

Impedancia de entrada: 10 k Ohm

Relacin S/N : 70 dB

La Central de Sonido ser la encargada de monitorizar el control de volumen del Mdulo Emisor de Sonido, as como los Reguladores de Sonido distribuidos por la vivienda, conectando los equipos a sus entradas de Audio Canal Derecho y Audio Canal Izquierdo.

Ver interconexin de la Central de Sonido con los mdulos de Regulacin de Sonido y Emisor de Avisos en esquema E14.- Central de Sonido.


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5.2.14. Regulador de Sonido

El Regulador de Sonido pertenece a SIMON con referencia 05321. Las caractersticas tcnicas de la Central son las siguientes:

Alimentacin 16 V


Impedancia de salida: 8 Ohm

Potncia Mxima : 15 + 15 Wrms

Respuesta en frecuencia : 70Hz 24 KHz

Este equipo ser el encargado de modelar el volumen de los altavoces va la Central de Sonido, poniendo un equipo por cada zona que se desee regular.

Ver esquema de conexin E15.- Regulador de Sonido.


Memoria Descriptiva

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5.2.15. Mdulo Emisor de Avisos

El equipo es del fabricante SIMON, con referencia 05391. Las caractersticas del equipo son las siguientes:

Alimentacin : 16 V


Entrada conmutacin avisos: 15 V

Salida para llamadas: 15 V

Altavoz omnidireccional.

El Mdulo Emisor de Avisos nos permite configurar 5 zonas distintas con su alarma correspondiente o realizar una alarma general para toda la vivienda. Este mdulo ir conectado al Mdulo de Salidas correspondiente, el cual nos dar la seal para conectar el Mdulo.


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5.2.16. Altavoces

Los altavoces que irn incorporados al sistema de sonido sern de SIMON, modelo 05502. Sus caractersticas tcnicas son las siguientes:

Altavoz de 2

Potencia : 2W / 8 Ohms

Respuesta de frecuencia : 350 Hz 15 KHz.


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6.- COMUNICACIN DEL SISTEMA

El sistema de control esta basado en tres Mdulos de Control que gestionarn

todas las seales de los actuadores y sensores, conectados entre si mediante el conector RS 485.

Esta interfaz conecta los mdulos entre si estableciendo rangos de Master-Esclavo. La informacin ser transmitida por el PC va el puerto serie con conector RS 232, que ejerce la funcin de master, hacia los Mdulos de Control que ejercen la funcin de esclavos del sistema.

6.1.- Bus RS 485

Esta interfaz permita la transmisin de datos de alta velocidad a largas distancias. Las longitudes del bus pueden llegar hasta los 1200 metros, permitiendo la conexin de hasta 32 equipos y teniendo una comunicacin half-duplex.

El estndar RS485 no especifica ningn protocolo de utilizacin en concreto, simplemente especifica las caractersticas elctricas para ser utilizado en una lnea de transmisin. Es por eso que se debe utilizar una protocolo de comunicaciones que garantice la comunicacin entre todos los dispositivos, teniendo en cuenta que todos cuelgan en serie del bus. Se deber buscar un protocolo que garantice la emisin de informacin por un equipo mientras el resto espera la informacin.

Un protocolo de comunicacin que tiene estos requisitos es el MODBUS, el cual ser el utilizado para la comunicacin entre los dispositivos.


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6.2 Protocolo MODBUS

El protocolo MODBUS esta basado en la arquitectura Master-Esclavo, con un numero mximo de estaciones de 63 esclavos y un Master.

La comunicacin del protocolo es asncrona y las velocidades de transmisin van desde 75 baudios a 19.200 baudios.

Cuando se emite un comando, este lleva la direccin del dispositivo destinatario de la orden. Todos los dispositivos reciben la trama, pero solo el destinatario la ejecuta. Todos los mensajes disponen de informacin redundante para asegurar la integridad de la informacin.

Cada dispositivo de la red MODBUS tendr una direccin distinta. El protocolo utilizado concretamente es MODBUS RTU (Remote Transmisin Unit), el cual forma las tramas mediante codificacin binaria directamente.

Todas las comunicaciones entre dispositivos mediante MODBUS, estn diseadas de tal forma que el receptor de la informacin sabe en la misma trama si el mensaje es completo, es decir si se enva una funcin con datos fijos la misma trama dispone de informacin de fin de mensaje. En el caso que los datos sean variables, se especifica que cantidad de bytes se van a enviar.

La estructura de una trama en MODBUS-RTU es la siguiente:

N Esclavo

(00-3F)

Cdigo de Operacin

Subfunciones, Datos

CRC(16)


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La trama esta formada por cuatro campos diferenciados. El nmero de esclavo, ocupa un byte, permite direccional un mximo de 63 esclavos con direcciones que van desde la 01 hasta la 3F.

La direccin 00 se utiliza para los llamados mensajes difundidos. Este tipo de mensajes realizan una comunicacin unidireccional del maestro a los esclavos y se emplea para datos comunes de configuracin, reset, etc.

Las direcciones de los dispositivos del proyecto son las siguientes:

Mdulo de Control 1 : Ocupa la posicin 0x01, como primer esclavo.

Mdulo de Control 2 : Ocupa la posicin 0x02, como segundo esclavo.

Mdulo de Control 3 : Ocupa la posicin 0x03, como tercer esclavo.

El cdigo de operacin, que al igual que el campo ocupa un byte, se ocupa de la codificacin de la funcin a utilizar en la trama para enviar datos u ordenes a los esclavos. Existen ordenes de lectura y escritura de datos en los registros o en las memorias de los esclavos y ordenes de control de esclavos y el propio sistema de comunicaciones.

El campo de subfunciones, que puede ocupar un nmero indeterminado de bytes, contiene en primer lugar los parmetros para ejecutar la funcin del byte anterior y luego puede contener el numero de bits y palabras a escribir, la informacin propiamente dicha, etc.

Por ltimo, el campo CRC se ocupa de la deteccin de errores.


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6.3.- Ejemplos de Comunicacin

A continuacin se detallan tres ejemplos de comunicacin del sistema a travs del protocolo MODBUS.

6.3.1.- Lectura de Detector de Presencia

Se va a simular la comunicacin con un detector de presencia que esta conectado en el Mdulo de Control 1. El nmero de esclavo de este mdulo es el 0x01.

El detector de presencia dispone de dos bytes para pasar la comunicacin, el primero nos da la informacin de funcionamiento y el segundo nos pasa la informacin de estado.

Detector de Presencia : Byte H 0x00 = Funcionamiento Correcto

0x01 = Anomala en el Equipo

Byte L 0x00 = No presencia

0x01 = Presencia

La direccin de memoria en el Mdulo de Control donde se aloja esta informacin es en 0xB1.

La funcin que nos permite realizar una lectura de n palabras (siendo la palabra de 4 bytes) es la funcin 0x04.


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La peticin que se realizad desde el Master tendr la siguiente configuracin :

01

04

B1

01

CRC(16)

Primeramente se especifica el nmero de esclavo a dirigirse, en este caso es el 01.

La funcin de lectura de informacin es la 04. El siguiente campo especifica en que posicin de memoria se encuentra la primera palabra (B1) y el siguiente nos marca el numero de palabras a leer (01). El ltimo campo es la comprobacin de errores.

Una vez enviada esta trama el dispositivo esclavo tiene que devolver lo siguiente:

01

04

02

00

01

CRC(16)

En el campo 3 se especifica cuantos bytes se han ledo, en este caso 2. Los otros dos campos pone la informacin de los bytes ledos.

El primer byte es 00, lo que corresponde a buen funcionamiento en el detector. El siguiente campo a devuelto 01 lo que quiere decir que el detector de presencia esta activado, hay presencia en la estancia que controla.


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6.3.2.- Escritura en Termostato

A continuacin se simula los pasos a seguir para conseguir entrar un valor de setpoint en un termostato ubicado en el Mdulo de Control 3, el cual tiene el nmero de esclavo nmero 3.

El Termostato dispone de varias palabras para el funcionamiento del dispositivo, desde posiciones para los setpoint de temperatura, hasta direcciones para el temporizador. La informacin de setpoint dispone de una palabra de 2 bytes, un primer byte de control y un segundo donde almacena la temperatura de setpoint.

Termostato : Byte H 0x00 = Funcionamiento Correcto

0x01 = Anomala en el Equipo

Byte L Valor de confort

La direccin de memoria en el Mdulo de Control donde se aloja esta informacin es en 0xC9.

La funcin que nos permite realizar una escritura de n palabras es la funcin 0x10.


Memoria de Clculo

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La peticin que se realizad desde el Master tendr la siguiente configuracin :

03

10

C9 01 02 0019

CRC(16)

Primeramente se especifica el nmero de esclavo a dirigirse, en este caso es el 03.

La funcin de lectura de informacin es la 10. El siguiente campo especifica en que posicin de memoria se encuentra la primera palabra (C9) y el siguiente nos ma

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