Tema Domotica para ingenieria
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INDICE
1. INTRODUCCINALADOMTICA
2. NORMATIVA
3. SENSORESOTRANSDUCTORES
4. ACTUADORES
5. CONTROLADORES
6. TIPOSDEARQUITECTURAS
7. COMUNICACINENLOSSISTEMASDOMTICOS
8. SISTEMASTCNICOSDEAUTOMATIZACINBASADOSEN
AUTMATASPROGRAMABLES
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1.INTRODUCCINALADOMTICA
Definicindedomtica.
Ladomticaeselconjuntodetecnologasaplicadasalcontrolylaautomatizacininteligentedelavivienda,quepermiteunagestineficientedelusodelaenerga,ademsdeaportarseguridad,confort,ycomunicacinentreelusuarioyelsistema.
Unsistemadomticoescapazderecogerinformacinprovenientedeunossensoresoentradas,procesarlayemitirrdenesaunosactuadoresosalidas.Elsistemapuedeaccederaredesexterioresdecomunicacinoinformacin.
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Ladomticaaplicadaaedificiosnodestinadosavivienda,esdeciroficinas,hoteles,centroscomerciales,deformacin,hospitalesyterciario,sedenomina,inmtica.
Ladomticapermitedarrespuestaalosrequerimientosqueplanteanestoscambiossocialesylasnuevastendenciasdenuestraformadevida,facilitandoeldiseodecasasyhogaresmshumanos,mspersonales,polifuncionalesyflexibles.
Ladomticacontribuyeamejorarlacalidaddevidadelusuario:
Facilitandoelahorroenergtico:gestionainteligentementelailuminacin,climatizacin,aguacalientesanitaria,elriego,loselectrodomsticos,etc.,aprovechandomejorlosrecursosnaturales,utilizandolastarifashorariasdemenorcoste,yreducedeestamaneralafacturaenergtica.Adems,mediantelamonitorizacindeconsumos,seobtienelainformacinnecesariaparamodificarloshbitosyaumentarelahorroylaeficiencia.
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Fomentandolaaccesibilidad:facilitaelmanejodeloselementosdelhogaralaspersonascondiscapacidadesdelaformaquemsseajusteasus
necesidades,ademsdeofrecerserviciosdeteleasistenciaparaaquellosquelonecesiten.
Aportandoseguridaddepersonas,animalesybienes:controlesdeintrusinyalarmastcnicasquepermitendetectarincendios,fugasdegasoinundacionesdeagua,etc.
Convirtiendolaviviendaenunhogarmsconfortable:gestindeelectrodomsticos,climatizacin,ventilacin,iluminacinnaturalyartificial
Garantizandolascomunicaciones:recepcindeavisosdeanomalaseinformacindelfuncionamientodeequiposeinstalaciones,gestinremotadelhogar,etc.
Adems,ladomticafacilitalaintroduccindeinfraestructurasylacreacindeescenariosquesecomplementanconlosavancesenlaSociedaddelaInformacin:
Comunicaciones:Transmisindevozydatos,incluyendotextos,imgenes,sonidos(multimedia)conredeslocales(LAN)compartiendoaccesoaInternet,recursoseintercambioentretodoslosdispositivos,accesoanuevosserviciosdetelefonasobreIP,televisindigital,televisinporcable,diagnsticoremoto,videoconferencias,etc.
Mantenimiento:Concapacidaddeincorporareltelemantenimientodelosequipos.
Ocioytiempolibre:Descansarydivertirseconradio,televisin,multiroom,cineencasa,videojuegos,captura,tratamientoydistribucindeimgenesfijas(foto)ydinmicas(vdeo)ydesonido(msica)dentroyfueradelacasa,atravsdeInternet,etc.
Salud:Actuarenlasanidadmedianteasistenciasanitaria,consultorasobrealimentacinydieta,telecontrolyalarmasdesalud,medicinamonitorizada,cuidadomdico,etc.
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Compra:Compraryvendermediantelatelecompra,televenta,telereserva,desdelacasa,etc.
Finanzas:Gestindeldineroylascuentasbancariasmediantelatelebanca,consultorafinanciera.
Aprendizaje:Aprenderyreciclarsemediantelateleenseanza,cursosadistancia
Actividadprofesional:Trabajartotaloparcialmentedesdeelhogar,posibilidadviableparaciertasprofesiones(teletrabajo),etc.
Ciudadana:GestionesmltiplesconlaAdministracindelEstado,laComunidadAutnomayelMunicipio,votoelectrnico,etc.
Accesoainformacin:Museos,bibliotecas,libros,peridicos,informacinmeteorolgica,etc.
Ytodaslasposiblesideasquelacreatividadylainnovacinpuedanaportar.Loindicadohastaaquesslounamuestradelactualestadodeconocimientoyprogreso.
Elsectordeladomticahaevolucionadoconsiderablementeenlosltimosaos,yenlaactualidadofreceunaofertamsconsolidada.Hoyenda,ladomticaaportasolucionesdirigidasatodotipodeviviendas,incluidaslasconstruccionesdeviviendaoficialprotegida.Adems,seofrecenmsfuncionalidadespormenosdinero,msvariedaddeproducto,ygraciasalaevolucintecnolgica,sonmsfcilesdeusarydeinstalar.Endefinitiva,laofertaesmejorydemayorcalidad,ysuutilizacinesahoramsintuitivayperfectamentemanejableporcualquierusuario.Paralelamente,losinstaladoresdedomticahanincrementadosuniveldeformacinylosmodelosdeimplantacinsehanperfeccionado.Asimismo,losserviciosposventagarantizanelperfectomantenimientodetodoslossistemas.Endefinitiva,ladomticadehoycontribuyeaaumentarlacalidaddevida,hacemsverstilladistribucindelacasa,cambialascondicionesambientalescreando
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diferentesescenaspredefinidas,yconsiguequelaviviendaseamsfuncionalalpermitirdesarrollarfacetasdomsticas,profesionales,ydeociobajounmismotecho.
2.Normativa
Ladomticapuedeconsiderarsecomounaramamultidisciplinarenelmbitodelasinstalacionesenlasviviendasyedificios.Portanto,cadaramaosubsistemadebecumplirconlareglamentacinactualdestinadaadichalabor.EnestaapartadosevanamostrarlosapartadosmsdestacablesdelanormativarecogidaenREBTreferentealadomtica.
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Lareddecontroldelsistemadomticoseintegraconlareddeenergaelctricaysecoordinaconelrestoderedesconlasquetengarelacin:telefona,televisin,ytecnologasdelainformacin,cumpliendoconlasreglasdeinstalacinaplicablesacadaunadeellas.Lasdistintasredescoexistenenlainstalacindeunaviviendaoedificio.Lainstalacininteriorelctricaylaredde
controldelsistemadomticoestnreguladasporelReglamentoElectrotcnicoparaBajaTensin(REBT).Enparticular,lareddecontroldelsistemadomticoestreguladaporlainstruccinITCBT51Instalacionesdesistemasdeautomatizacin,gestintcnicadelaenergayseguridadparaviviendasyedificios.
EstaInstruccinestablecelosrequisitosespecficosdelainstalacindelossistemasdeautomatizacin,gestintcnicadelaenergayseguridadparaviviendasyedificios,tambinconocidoscomosistemasdomticos.
Elcampodeaplicacincomprendelasinstalacionesdeaquellossistemasquerealizanunafuncindeautomatizacinparadiversosfines,comogestindelaenerga,controlyaccionamientodereceptoresdeformacentralizadaoremota,sistemasdeemergenciayseguridadenedificios,entreotros,conexcepcindeaquellossistemasindependienteseinstaladoscomotales,quepuedanserconsideradosensuconjuntocomoaparatos,porejemplo,lossistemasautomticosdeelevacindepuertas,persianas,toldos,cierrescomerciales,sistemasderegulacindeclimatizacin,redesprivadasindependientesparatransmisindedatosexclusivamenteyotrosaparatos,quetienenrequisitosespecficosrecogidosenlasDirectivaseuropeasaplicablesconformealoestablecidoenelartculo6delReglamentoElectrotcnicoparaBajaTensin.
REQUISITOSGENERALESDELAINSTALACINTodoslosnodos,actuadoresydispositivosdeentradadebencumplir,unavezinstalados,losrequisitosdeSeguridadyCompatibilidadElectromagnticaqueleseandeaplicacin,conformealoestablecidoenlalegislacinnacionalquedesarrollalaDirectivadeBajaTensin(73/23/CEE)ylaDirectivadeCompatibilidadElectromagntica(89/336/CEE).Enelcasodequeestnincorporadosenotrosaparatosse
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atendrn,enloqueseaaplicable,alorequisitosestablecidosparaelproductooproductosenlosquevayanaserintegrados.Todoslosnodos,actuadoresydispositivosdeentradaqueseinstalenenelsistema,debernincorporarinstruccionesoreferenciasalascondicionesdeinstalacinyusoquedebancumplirseparagarantizarlaseguridadycompatibilidadelectromagnticadelainstalacin,comoporejemplo,tiposdecableautilizar,aislamientomnimo,apantallamientos,filtrosyotrasinformacionesrelevantespararealizarlainstalacin.Enelcasodequenoserequierancondicionesespecialesdeinstalacin,estacircunstanciadeberindicarseexpresamenteenlasinstrucciones.Dichasinstruccionesseincorporarnenelproyectoomemoriatcnicadediseo,segnloestablecidoenlaITCBT04.Todainstalacinnueva,modificadaoampliadadeunsistemadeautomatizacin,gestindelaenergayseguridaddeberrealizarseconformealoestablecidoenlapresenteInstruccinyloespecificadoenlasinstruccionesdelfabricante,anteriormentecitadas.EnlorelativoalaCompatibilidadElectromagntica,lasemisionesvoluntariasdeseal,conducidasoradiadas,producidasporlasinstalacionesdomticasparasufuncionamiento,sernconformesalasnormasarmonizadasaplicablesy,enausenciadetalesnormas,lassealesvoluntariasemitidasenningncasosuperarnlosnivelesdeinmunidadestablecidosenlasnormasaplicablesalosaparatosquesepreveapuedanserinstaladosenelentornodelsistema,segnelambienteelectromagnticoprevisto.Cuandoelsistemadomticoestalimentadopormuybajatensinolainterconexinentrenodosydispositivosdeentradaesterealizadaenmuybajatensin,lasinstalacioneseinterconexionesentredichoselementosseguirnloindicadoenlaITCBT36.Paraelrestodeloscasos,seseguirnlosrequisitosdeinstalacinaplicablesalastensionesordinarias.CONDICIONESPARTICULARESDEINSTALACINAdemsdelascondicionesgeneralesestablecidasenelapartadoanterior,seestablecenlossiguientesrequisitosparticulares.
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RequisitosparasistemasqueusansealesqueseacoplanytransmitenporlainstalacinelctricadebajatensinLosnodosqueinyectanenlainstalacindebajatensinsealesde3kHzhasta148,5kHzcumplirnloestablecidoenlanormaUNEEN50.0651enlorelativoacompatibilidadelectromagntica.Paraelrestodefrecuenciasseaplicarlanormaarmonizadaenvigoryensudefectoseaplicarloestablecidoenelapartado4.RequisitosparasistemasqueusansealestransmitidasporcablesespecficosparadichafuncinSinperjuiciodelosrequisitosquelosfabricantesdenodos,actuadoresodispositivosdeentradaestablezcanparalainstalacin,cuandoelcircuitoquetransmitelasealtranscurraporlamismacanalizacinqueotrodebajatensin,elniveldeaislamientodeloscablesdelcircuitodesealserequivalentealadeloscablesdelcircuitodebajatensinadyacente,bienenunnicooenvariosaislamientos.LoscablescoaxialesylosparestrenzadosusadosenlainstalacinserndecaractersticasequivalentesaloscablesdelasnormasdelaserieEN61.196yCEI60.1892.RequisitosparasistemasqueusansealesradiadasAdicionalmente,losemisoresdelossistemasqueusansealesderadiofrecuenciaosealesdetelecomunicacin,deberncumplirlalegislacinnacionalvigentedelCuadroNacionaldeAtribucindeFrecuenciasdeOrdenacindelasTelecomunicaciones.
3.SENSORESOTRANSDUCTORES
Sonloselementosencargadosdemedirunfenmenofsicoyconvertirenunamagnitudelctrica(Intensidadotensin).Estosdispositivosestnpermanentementemonitorizandoelentornoconobjetodegeneraruneventoqueserprocesadoporelcontrolador.
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Dependiendodeltipodesealgeneradapuedenser:
Analgicos:Realizanlamedicindelparmetrofsicoenunrangodevalores.Elvalordelparmetropuedeserenviadoalsistemadeformaanalgica(tensinointensidadenfuncindelvalordelparmetroamedir)odeformadigital(conviertepreviamenteel
valoranalgicoenundatodigitalqueesinterpretadoporelcontrolador).
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Digitales:Seactivancuandosesuperaunciertoumbral.Solotienendosestadosposiblesdesalida(encendidoapagado,ONOFF,01).Ejemplos:Interruptor,lossensoresdetemperatura,viento,humedad,humo,escapedeaguaogas,etc.
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Alossensores,selesdebeexigirunaseriedecaractersticas,quepasamosahoraaenumerarycomentar:
Exactitud.Hacereferenciaaquesedebepoderdetectarelvalorverdaderodelavariablesinerroressistemticos.Sobrevariasmediciones,lamediadeloserrorescometidosdebetenderacero.
Precisin.Unamedidasermsprecisaqueotrasilosposibleserroresaleatoriosenlamedicinsonmenores.Debemosprocurarlamximaprecisinposible.
Rangodefuncionamiento.Elsensordebetenerunampliorangodefuncionamiento,esdecir,debesercapazdemedirdemaneraexactayprecisaunamplioabanicodevaloresdelamagnitudcorrespondiente.
Velocidadderespuesta.Elsensordeberesponderaloscambiosdelavariableamedirenuntiempomnimo.Loidealseraquelarespuestafuerainstantnea.
Calibracin.Lacalibracineselprocesomedianteelqueseestablecelarelacinentrelavariablemedidaylasealdesalidaqueproduceelsensor.Lacalibracindebepoderrealizarsedemanerasencillayademselsensornodebeprecisarunarecalibracinfrecuente.
Fiabilidad.Elsensordebeserfiable,esdecir,nodebeestarsujetoafallosinesperadosdurantesufuncionamiento.
Coste.Elcosteparacomprar,instalarymanejarelsensordebeserlomsbajoposible.
Facilidaddefuncionamiento.Porltimo,seraidealquelainstalacinyusodelsensornonecesitaradeunaprendizajeexcesivo.
TIPOSDESENSORESDetectoresdeultrasonidosLosdetectoresdeultrasonidosresuelvenlosproblemasdedeteccindeobjetosdeprcticamentecualquiermaterial.Trabajanenambientessecos
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ypulverulentos.Normalmenteseusanparacontroldepresencia/ausencia,distanciaorastreo.
InterruptoresbsicosSeincluyeninterruptoresdetamaoestndar,miniatura,subminiatura,hermticamenteselladosydealtatemperatura.Losmecanismosdeprecisinseofrecenconunaampliavariedaddeactuadoresycaractersticasoperativas.LosinterruptoresdeSensoresdeControlsonidneosparaaplicacionesquerequierantamaoreducido,pocopeso,repetitividadylargavida.InterruptoresfinaldecarreraSensoresdeControlofrecelalneadeinterruptoresdeprecisindeaccinrpidamsavanzadadelmundoparaunaampliagamadeaplicaciones.Lasversionesselladassonestancasalahumedadyotroscontaminantes.Losmodelosantideflagrantesestndiseadosparausoenlugarespeligrosos.
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InterruptoresmanualesLaampliaseleccindeproductosincluyepulsadores,indicadores,manipulados,balancines,selectoresrotativosyconmutadoresdeenclavamiento.Estosproductosayudanalingenieroconilimitadasopcionesentcnicasdeindicacinvisual,actuacinydisposicindecomponentes.Muchasversionessatisfacenespecificacionesmilitares.
ProductosencapsuladosDiseosrobustos,dealtasprestacionesyresistentesalentornoohermticamentesellados.Estaseleccinincluyefinalesdecarreraminiatura,interruptoresbsicosestndaryminiatura,interruptoresdepalancaypulsadoresluminosos.
ProductosparafibrapticaElgrupodefibrapticaestespecializadoeneldiseo,desarrolloyfabricacindecomponentesoptoelectrnicosactivosysubmontajespara
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elmercadodelafibraptica.Losproductosparafibrapticasoncompatiblesconlamayoradelosconectoresycablesdefibrapticamultimodoestndardisponiblesactualmenteenlaindustria.Tambinsepuedenofrecerproductosbajoespecificacindelcliente;sonproductosestndarconpequeasvariacionesparacumplirrequisitosespeciales.Sedesarrollancontinuamentenuevosproductos.
ProductosinfrarrojosLaoptoelectrnicaeslaintegracindelosprincipiospticosylaelectrnicadesemiconductores.Loscomponentesoptoelectrnicossonsensoresfiablesyeconmicos.Seincluyendiodosemisoresdeinfrarrojos(IREDs),sensoresymontajes.
SensoresparaautomocinSeincluyensensoresdeefectoHall,depresinydecaudaldeaire.Estossensoressondealtatecnologayconstituyensolucionesflexiblesaunbajocoste.Suflexibilidadydurabilidadhacequeseanidneosparaunaampliagamadeaplicacionesdeautomocin.
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SensoresdecaudaldeaireLossensoresdecaudaldeairecontienenunaestructuradepelculafinaaisladatrmicamente,quecontieneelementossensiblesdetemperaturaycalor.Laestructuradepuentesuministraunarespuestarpidaalcaudaldeaireuotrogasquepasesobreelchip.
SensoresdecorrienteLossensoresdecorrientemonitorizancorrientecontinuaoalterna.Seincluyensensoresdecorrientelinealesajustables,debalancenulo,digitalesylineales.Lossensoresdecorrientedigitalespuedenhacersonarunaalarma,arrancarunmotor,abrirunavlvulaodesconectarunabomba.Laseallinealduplicalaformadelaondadelacorrientecaptada,ypuedeserutilizadacomounelementoderespuestaparacontrolarunmotororegularlacantidaddetrabajoquerealizaunamquina.
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SensoresdehumedadLossensoresdehumedadrelativa/temperaturayhumedadrelativaestnconfiguradosconcircuitosintegradosqueproporcionanunasealacondicionada.Estossensorescontienenunelementosensiblecapacitivoenbasedepolmerosqueinteraccionaconelectrodosdeplatino.Estncalibradosporlserytienenunaintercambiabilidadde+5%HR,conunrendimientoestableybajadesviacin.
SensoresdeposicindeestadoslidoLossensoresdeposicindeestadoslido,detectoresdeproximidaddemetalesydecorriente,estndisponiblesenvariostamaosyterminaciones.Estossensorescombinanfiabilidad,velocidad,durabilidadycompatibilidadcondiversoscircuitoselectrnicosparaaportarsolucionesalasnecesidadesdeaplicacin.
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SensoresdepresinyfuerzaLossensoresdepresinsonpequeos,fiablesydebajocoste.Ofrecenunaexcelenterepetitividadyunaaltaprecisinyfiabilidadbajocondicionesambientalesvariables.Adems,presentanunascaractersticasoperativasconstantesentodaslasunidadesyunaintercambiabilidadsinrecalibracin.SensoresdeControlleofrececuatrotiposdesensoresdemedicindepresin:absoluta,diferencial,relativaydevacoyrangosdepresindesde1,25kPaa17bar.Lossensoresdepresinestnbasadosentecnologapiezoresistiva,combinadaconmicrocontroladoresqueproporcionanunaaltaprecisin,independientedelatemperatura,ycapacidaddecomunicacindigitaldirectaconPC.Lasaplicacionesafinesaestosproductosincluyeninstrumentosparaaviacin,laboratorios,controlesdequemadoresycalderas,comprobacindemotores,tratamientodeaguasresidualesysistemasdefrenado.
Sensoresdetemperatura
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Lossensoresdetemperaturasecataloganendosseriesdiferentes:TDyHEL/HRTS.Estossensoresconsistenenunafinapelculaderesistenciavariableconlatemperatura(RTD)yestncalibradosporlserparaunamayorprecisineintercambiabilidad.Lassalidaslinealessonestablesyrpidas.
SensoresdeturbidezLossensoresdeturbidezaportanunainformacinrpidayprcticadelacantidadrelativadeslidossuspendidosenelaguauotroslquidos.Lamedicindelaconductividaddaunamedicinrelativadelaconcentracininicadeunlquidodado.
SensoresmagnticosLossensoresmagnticossebasanenlatecnologamagnetoresisitivaSSEC.Ofrecenunaaltasensibilidad.Entrelasaplicacionesseincluyenbrjulas,
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controlremotodevehculos,deteccindevehculos,realidadvirtual,sensoresdeposicin,sistemasdeseguridadeinstrumentacinmdica.
Normalmenteestosdispositivosseencuentranrealizadosmediantelautilizacindecomponentespasivos(resistenciasvariables,PTC,NTC,LDR,etc...todosaquelloscomponentesquevaransumagnitudenfuncindealgunavariable),ylautilizacindecomponentesactivos.DESCRIPCINDEALGUNOSSENSORES:Sensoresdeposicin:Sufuncinesmedirodetectarlaposicindeundeterminadoobjetoenelespacio,dentrodeestegrupo,podemosencontrarlossiguientestiposdecaptadores.Loscaptadoresfotoelctricos:Laconstruccindeestetipodesensores,seencuentrabasadaenelempleodeunafuentedesealluminosa(lmparas,diodosLED,diodoslseretc...)yunaclulareceptoradedichaseal,comopuedenserfotodiodos,fototransistoresoLDRetc.Estetipodesensores,seencuentrabasadoenlaemisindeluz,yenladeteccindeestaemisinrealizadaporlosfotodetectores.
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Segnlaformaenqueseproduzcaestaemisinydeteccindeluz,podemosdividirestetipodecaptadoresen:captadoresporbarrera,ocaptadoresporreflexin.Enelsiguienteesquemapodremosapreciarmejorladiferenciaentreestosdosestilosdecaptadores:Captadoresporbarrera.Estosdetectanlaexistenciadeunobjeto,porqueinterfierelarecepcindelasealluminosa.Captadoresporreflexin;Lasealluminosaesreflejadaporelobjeto,yestaluzreflejadaescaptadaporelcaptadorfotoelctrico,loqueindicaalsistemalapresenciadeunobjeto.Sensoresdecontacto:Estosdispositivos,sonlosmssimples,yaquesoninterruptoresqueseactivanodesactivansiseencuentranencontactoconunobjeto,porloquedeestamanerasereconocelapresenciadeunobjetoenundeterminadolugar.Susimplicidaddeconstruccinaadidoasurobustez,loshacenmuyempleadosenrobtica.Captadoresdecircuitososcilantes:Estetipodecaptadores,seencuentranbasadosenlaexistenciadeuncircuitoenelmismoquegeneraunadeterminadaoscilacinaunafrecuenciaprefijada,cuandoenelcampodedeteccindelsensornoexisteningnobjeto,elcircuitomantienesuoscilacindeunmanerafija,perocuandounobjetoseencuentradentrodelazonadedeteccindelmismo,laoscilacindejadeproducirse,porloqueelobjetoesdetectado.Estostiposdesensoressonmuyutilizadoscomodetectoresdepresencia,yaquealnotenerpartesmecnicas,surobustezalmismotiempoquesuvidatileselevada.Sensoresporultrasonidos:Estetipodesensores,sebasaenelmismofuncionamientoquelosdetipofotoelctrico,yaqueseemiteunaseal,estavezdetipoultrasnica,yestasealesrecibidaporunreceptor.Delamismamanera,dependiendodelcaminoquerealicelasealemitidapodremosdiferenciarlosentrelosquesondebarreraolosdereflexin.
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Captadoresdeesfuerzos:Estetipodecaptadores,seencuentranbasadosensumayorparteenelempleodegalgasextensomtrica,quesonunosdispositivosquecuandoselesaplicaunafuerza,yapuedeserunatraccinounacompresin,variasuresistenciaelctrica,deestaformapodemosmedirlafuerzaqueseestaplicandosobreundeterminadoobjeto.SensoresdeMovimientos:Estetipodesensoresesunodelosmsimportantesenrobtica,yaquenosdainformacinsobrelasevolucionesdelasdistintaspartesqueformanelrobot,ydeestamanerapodemoscontrolarconungradodeprecisinelevadalaevolucindelrobotensuentornodetrabajo.Dentrodeestetipodesensorespodemosencontrarlossiguientes:Sensoresdedeslizamiento:Estetipodesensoresseutilizaparaindicaralrobotconquefuerzahadecogerunobjetoparaqueestenoserompaalaplicarleunafuerzaexcesiva,oporelcontrarioquenosecaigadelaspinzasdelrobotpornosujetarlodebidamente.Sufuncionamientogeneralessimple,yaqueestetipodesensoresseencuentraninstaladosenelrganoaprehensor(pinzas),cuandoelrobotdecidecogerelobjeto,laspinzasloagarranconunadeterminadafuerzaylointentanlevantar,siseproduceunpequeodeslizamientodelobjetoentrelaspinzas,inmediatamenteesincrementadalapresinlelaspinzassobreelobjeto,yestaoperacinserepitehastaqueeldeslizamientodelobjetosehaeliminadograciasaaplicarlafuerzadeagarresuficiente.SensoresdeVelocidad:Estossensorespuedendetectarlavelocidaddeunobjetotantosealinealcomoangular,perolaaplicacinmsconocidadeestetipodesensoreseslamedicindelavelocidadangulardelosmotoresquemuevenlasdistintaspartesdelrobot.Laformamspopulardeconocerlavelocidaddelgirodeunmotor,esutilizarparaellounadinamotacomtricaacopladaalejedelquequeremossabersuvelocidadangular,yaqueestedispositivonosgeneraunniveldeterminadodetensincontinuaenfuncindelavelocidaddegirodesueje,puessiconocemosaquevalordetensincorrespondeunadeterminadavelocidad,podremosaveriguardeformamuyfiableaquvelocidadgiraunmotor.Detodasmaneras,estetipodesensoresalsermecnicossedeterioran,ypuedengenerarerroresenlasmedidas.
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Existentambinotrostiposdesensoresparacontrolarlavelocidad,basadosenelcortedeunhazluminosoatravsdeundiscoperforadosujetadoalejedelmotor,dependiendodelafrecuenciaconlaqueeldiscocorteelhazluminosoindicarlavelocidaddelmotor.SensoresdeAceleracin:Estetipodesensoresesmuyimportante,yaquelainformacindelaaceleracinsufridaporunobjetoopartedeunrobotesdevitalimportancia,yaquesiseproduceunaaceleracinenunobjeto,esteexperimentaunafuerzaquetiendeahacerponerelobjetoenmovimiento.Supongamoselcasoenqueunbrazorobotindustrialsujetaconunadeterminadapresinunobjetoensurganoterminal,sialproducirseungirodelmismosobresubaseaunadeterminadavelocidad,seprovocaunaaceleracinentodoelbrazo,yenespecialsobresurganoterminal,siestaaceleracinprovocaunafuerzaendeterminadosentidosobreelobjetoquesujetaelrobotyestafuerzanosevecontrarrestadaporotra,secorreelriesgodequeelobjetosalgadespedidodelrganoaprehensorconunatrayectoriadeterminada,porloqueelcontrolencadamomentodelasaceleracionesaqueseencuentransometidasdeterminadaspartesdelrobotsonmuyimportantes.
4.ACTUADORES
Sonlosdispositivoselctricos/electrnicosencargadosdeactuarsobreunparmetrofsico.
Estosdispositivosdesalidarecibenlaordendelcontroladoryrealizarunaaccin(encendido/apagado,subida/bajadadepersiana,apertura/cierredeelectrovlvula,etc.).
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5.Controladores
Sonlosdispositivosencargadosderecibirlainformacindelentornofsicomediantelassealeselctricasprocedentesdelossensores,procesarstassealesygenerarlassealesdecontrolparaponerenfuncionamientolosactuadores,segnunaprogramacinpreestablecida.
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Existentantostiposdecontroladorescomotiposdeperifricos,yesfrecuenteencontrarmsdeuncontroladorposibleparaelmismodispositivo,cadaunoofreciendounniveldistintodefuncionalidades.Porejemplo,apartedelosoficiales(normalmentedisponiblesenlapginawebdelfabricante),sepuedenencontrartambinlosproporcionadosporelsistemaoperativo,otambinversionesnooficialeshechasporterceros.
Estoscontroladorespuedensergenricos(vlidosparamsdeunmodelodelmismoperifrico)oespecficosparacadamodelo.Tambinsedistribuyenactualizacionesanuevasversiones,quepuedendarunmejorfuncionamiento
Microcontroladores:Unmicrocontrolador(abreviadoC,UCo
MCU)esuncircuitointegradoprogramable,capazdeejecutarlasrdenesgrabadasensumemoria.Estcompuestodevariosbloquesfuncionales,loscualescumplenunatareaespecfica.Estoselementostienenunapotenciabastantelimitadaysesuelenutilizarparaelementosdepequeapotenciaoensudefectoselesacompaadeunaseriederelsparapermitirsuusoeninstalacionesdemayorpotencia.
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PLCs:PLC(oplc)sonsiglasquepuedenreferirsea:Controladorlgicoprogramable.LatecnologaPLCtambinpuedeusarseenlainterconexinenreddecomputadorascaserasydispositivosperifricos,incluidosaquellosquenecesitanconexionesenred,aunquealpresentenoexistenestndaresparaestetipodeaplicacin.LasnormasoestndaresexistenteshansidodesarrolladaspordiferentesempresasdentrodelmarcodefinidoporlasorganizacionesestadounidensesHomePlugPowerlineAllianceylaUniversalPowerlineAssociation.LosproblemasdelosPLCenredesdomsticassuelenvenirdadosporlapotenciacontratadaenunacasa(inferioraladeelambitoempresarial);dadoquesilaredelctricanotieneunainstalacincorrectapodadarseelcasodeinterferenciasopicosdetensinqueacabaranafectandoalosaparatoselctricosconectadosadichared.Asmismo,aunquelosfabricantesaseguranqueelconsumodeunPLCesmnimoonuloportrabajarenuncircuitocerrado,lasolaconversindelosdatosprovenientesdelpardecobredelalineatelefnicaconllevaunconsumoenergtico,amndelostransformadoresinternosdel
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aparatoylaalimentacindeloscircuitosintegradosdelequipodePLC.Tambinelpasodelflujodedatosdeestosaparatosgeneraconsumoenergtico,difcildecuantificarporeltipodeconexinalalneaelctrica.
SCADA:(acrnimodeSupervisoryControlAndDataAcquisition(Supervisin,ControlyAdquisindeDatos)esunsoftwareparaordenadoresquepermitecontrolarysupervisarprocesosindustrialesadistancia.Facilitaretroalimentacinentiemporealconlosdispositivosdecampo(sensoresyactuadores)ycontrolandoelprocesoautomticamente.Proveedetodalainformacinquesegeneraenelprocesoproductivo(supervisin,controlcalidad,controldeproduccin,almacenamientodedatos,etc.)ypermitesugestineintervencin.
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Enestetemavamosacentrarnosenlossistemasdomticoscontroladosporplcspuessonlosmsusualesdebidoasuampliautilidadyasuscaractersticasinternasparacontrolarpotenciasmediasaltas.
6.Arquitectura
Desdeelpuntodevistadedonderesidelainteligenciadelsistemadomtico,hayvariasarquitecturasdiferentes:
* ArquitecturaCentralizada:uncontroladorcentralizadorecibeinformacindemltiplessensoresy,unavezprocesada,generalasrdenesoportunasparalosactuadores.
PROS:
Lagrancaractersticadeestetiposdesistemasessugranpotenciaeinteligenciayaquesueleiradministradaporprocesadoresmuypotentes,idealparaintegracionesdegrancomplejidadydondetenemosqueconvivircondiferentessistemasdondetendremosqueprocesargrancantidaddeinformacinagranvelocidad.Estetipodesistemassonlosfavoritosdelosgrandesintegradoresporsuversatilidadalahoradeintegraryflexibilidaddeprogramacinhaciendoposiblelosdeseosdelosclientesmsexigentes.
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CONTRAS:
AlserunsistemacentralizadotodalaresponsabilidaddelsistemarecaeenlaMaster,encuyafaltatododejadefuncionar.Peroesteesunaspectoquenohadeabrumarnos,porqueestemismoproblemalotienentambinlossistemasdistribuidos,porquesiselecaelafuentedealimentacinquealimentanalbustienenelmismoproblema,secaetodoelsistema.
* ArquitecturaDistribuida:Enestecaso,noexistelafiguradelcontroladorcentralizado,sinoquetodalainteligenciadelsistemaestdistribuidaportodoslosmdulosseansensoresoactuadores.Deestaformacadaelementodelsistemaesprogramadoindependientemente.Lasventajasdeestossistemasson:
Elmalfuncionamientodeunelementonoimpideelcorrectofuncionamientodelosdemselementosdelainstalacin.
Facilidadenlainstalacin. Modularidadyfacilidaddeampliacin.(Menoscableado).
PROS:
Lagrancaractersticadeestesistemaesquecadadispositivotieneunaautonomapropia,locualleproporcionaunagranseguridadalsistema,coloquialmentediramosquehacemosunrepartoderesponsabilidad,ypudiendocaersepartesdelsistemayseguirfuncionandootras.Otrogranventajadeestossistemasesquesonidealesparareformas,yaqueporsutipodearquitecturapodemosdistribuirlainstalacinnoestando
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obligadosallevartodoelcableadoauncuadroorackelectrico,lasmarcasquelofabricansuelentenermuchasbuenassolucionesparaello.
CONTRAS:
Esquealtenerlainteligenciarepartidaporpequeosdispositivosenpequeosprocesadoresquesloacometensuspequeasfuncionesensuprogramadeaplicacin,nopodemosobtenergranpotenciadelsistema,yparacualquiercosadeunamuysimplelgica,comoporejemplounreloj,operacioneslgicos,etc.,tendremosquecomprarmdulosparaello.Tambinalestarpreprogramadosparafuncionesespecificasnosuelenserdemasiadoflexiblealahoradeprogramar.
* Arquitecturamixta:sistemasconarquitecturadescentralizadaencuantoaquedisponendevariospequeosdispositivoscapacesdeadquiriryprocesarlainformacindemltiplessensoresytransmitirlosalrestodedispositivosdistribuidosporlavivienda,p.ej.aquellossistemasbasadosenZigbeeytotalmenteinalmbricos.
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* Arquitecturadescentralizada:varioscontroladoresenunmismonivelsecomunicanentresyestosasuvezdirigensusactuadoresysensores.
Tambinexistentiposdeconfiguracionesalahoradeconectarsensoresyactuadoresentresoconelcontrolador.
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Porquycundoelegirunsistemadomticocentralizadoodistribuido.
Enelmercadodeladomticaactualexistenmultitudsistemasdomticosydecontroldediferentesmarcasyprotocolosperosihayalgodeloquepodemosdiferenciarclaramenteentreellosessutipoarquitectura,queeslacualespecificarelmodoenquelosdiferenteselementosdecontroldelsistemasevanaubicarycomovanafuncionar,locualseramuyimportanteparaelegirelsistemadomticoainstalarencadaocasin,yaqueporsupuestonoeslomismounainstalacinointegracindeunagranvilla,aladeunhotel,quealadeunasaladeconferencias,aunbanco,quealadeunareforma,ect.,cadaunatieneunosrequerimientosespecficos.
7.COMUNICACINENLOSSISTEMASDOMTICOS.
7.1MEDIODETRANSMISIN
Lossistemasdomticosempleandistintosmediosdetransmisindelassealesdecontrol,pudiendoexistirsistemasqueutilicenvariosmediosalavez.Enlneasgeneraleselsistemapuedesercableadooinalmbrico.
CABLEADOS:
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Cablesdecobre:Latransmisinserealizapormediodecablesdecobre,pudiendoexistirvariostipos:
Pardecobre.(Apantalladosono)
Partrenzado(TwistedPair).(Apantalladosono)
Coaxial.
Bus.
Fibraptica
INALMBRICOS
Radiofrecuencia(RF):Elmediodetransmisinsonondasderadio,enunafrecuenciaestablecidaparatalfin.
Infrarrojos(IR):Latransmisinserealizamedianteinfrarrojos.EquiposdeAAyclima.
7.2SISTEMADETRANSMISIN
Transmisinsimple:Cadasensoroactuadorsecableaindependientementealcontroladordelbus.Autmatasomicroautmatas.(S7,Logo)
Transmisinenbus:Todoslossensoresyactuadoresseconectanalmismocable.Losdatosseenvanenformadepaquetesestructurados.Debeexistirunprotocoloquepermitalacomunicacindecadaunodeellossinqueexistancolisionesenlaseales.
SEALESYALIMENTACINENELBUS
Dependiendodelassealesquesetransportenenelbusdedatos,lossistemasdetransmisinenbuspuedenclasificarseen:
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Sistemasdealimentacinycomunicacinindependientes:Laalimentacindelosmdulosserealizamedianteuncableadodistintoalutilizadoparatransmitirlospaquetesdedatos.
Sistemasdealimentacinydatosconjunto:Porelmismocablesetransportaademsdelosdatosdecontroldelsistema,laalimentacinencontinua(Vcc)necesariaparaelfuncionamientodelosdistintosmdulos.Ej.:KNXEIB.
Sistemasdecorrientesportadoras:(PLCPowerLineCarrier).Seutilizalalneadedistribucinelctricacomomediofsicopordondeviajanlosdatosqueseintercambianlosdistintosmdulosdomticos.Ej.:X10eEIBPL
Ventajas:
Costenulodelainstalacin.
Facilidaddeconexionadoeinstalacin.
Inconvenientes
Pocafiabilidadenlatransmisindelosdatos.
Bajavelocidaddetransmisin.
PROTOCOLOSDEBUS
Sistemaspropietarios:Elprotocolodetransmisinespropiodelsistemadomticoysehadiseadoespecialmenteparastesistema.Ej.:X10,EIBKNX
Sistemasnopropietariosoestndar:Seutilizaunprotocolodetransmisinenelbusdeusogeneral.Ej.:BlueTooth,TCP/IP.
Gateways:CuandounsistemadomticoqueutilizaunsistemapropietarionecesitaconectarsemedianteotroprotocoloconotrosistemadomticoadistanciaoparacomunicarseconelexteriorseutilizanlaspuertasdeenlaceresidencialesoGateways.Ej.:ControldesistemaEIBdesdeunPCconectadoaInternet.
8.SISTEMASTCNICOSDEAUTOMATIZACINBASADOSENAUTMATASPROGRAMABLES
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Sinsersistemasdomticospropiamentedicho,losautmatasprogramablesymicroautmatasseestnutilizandoampliamenteparalaautomatizacindeviviendas.Envistaalmercadoespecficoparaautomatizacindeviviendas,losfabricantesdeestosequipos,suelendesarrollarsistemasdeprogramacinquefacilitenlatareadelinstalador.Ej.:SimticaparaS7200deSiemens.
SERVICIOSYAPLICACIONESDOMTICAS:
CONTROLYGESTIONDELAENERGA
Losserviciosdecontroldelaenergaseencarganderacionalizarlosconsumosenbaseadiferentescriterios:
Desconexinselectivadecargas:Desconectanaparatosnoprioritariosparaevitarsobrepasarellmitedepotenciacontratado.Ej.:Desconexindelavadoracuandofuncionalavitrocermica.
Programacindelapuestaenmarchadereceptoresenhorariodedobletarifa.Ej.:Acumuladorestrmicosentarifanocturna.
Calefaccinyaireacondicionadoporzonas:Sehabilitalaclimatizacinsoloenlaszonasqueseestnusando.Ej.:Habitacionesporlanocheysalnduranteelda.
Iluminacininterioryalumbradoexteriorenfuncindelaluminosidadydelapresencia.
Informacindeconsumos,costesytarifas.
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Usosdefuentesdeenergaalternativas:solar,vientooacumuladores.
SEGURIDAD
Lagestindelaseguridadtieneporobjetolaproteccindelaspersonasascomodelosbienes.Podemosdistinguirvariosgrupos:
Alarmasdeintrusin:o Detectoresdepresencia,intrusinosabotajeconectadosa
centralesdealarmas.(DebenestarhomologadasporelMinisteriodelInterior).
Alarmascontraincendio:o Detectoresdehumosyfuegoqueactanactivandolaalarma
ysobresistemasdeextincinycortesdesuministroelctricoyelectrovlvulasdecortedegas.
Alarmastcnicas:o Detectoresdegasquecierranlaelectrovlvuladepasodel
inmueble,evitandoposiblesexplosiones.o Detectoresdefugasdeaguaqueactansobrelavlvulade
pasodeaguaevitandoinundacionesydesperfectos.o Simulacindepresencia:medianteelencendidoyapagado
delucesaleatoriamenteymovimientodepersianasycortinas.
o Llamadatelefnicaalusuarioantecualquieralarmaoincidencia.
o Alarmasdesalud:Botnantipticoodesaludconectadoacentrodesalud,familiarovecino.
AUTOMATIZACINDELASINSTALACIONES
Iluminacin:o Encendidodelucesmediantedetectoresdepresencia.o RegulacindelaluminosidadmedianteactuadoresDimmers,
poraccionamientomanualoniveldeluminosidadptimodependiendodelaluzambiental.
PersianasyToldos:
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o Accionamientomanualoautomticodepersianasytoldosparaaprovechamientoptimodelaluzsolar.
o Recogidaautomticadetoldossihayviento. Riesgosautomticos:
o Programablesomedicindelahumedaddelterreno. Vdeoporteroautomtico.
Sistemasmultimediadesealesdeaudioyvideo.(Hogardigital).
COMUNICACIONES
Envodealarmasocomunicacionesdesdelaviviendaanmerosdetelfonoprogramados.
Diagnsticodelaviviendadesdeelexteriormediantetelfono,SMSoInternet.
Actuacindelossistemasdesdeelexterior(telfono,SMS,Internet):Encendidodehorno,calentadorelctrico,calefaccin
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