Capítulo 3. Protocolos

Una vez establecido el soporte físico y la velocidad de comunicación, un sistema domótico se caracteriza por el protocolo de comunicaciones que utiliza, que es el idioma que utilizan los diferentes elementos de control del sistema para comunicarse entre ellos. Dentro de la variedad de protocolos existentes se puede efectuar una clasificación primaria, atendiendo a su nivel de estandarización.

Tipos de protocolos

X10 y EHS se emplean fundamentalmente en viviendas construidas y se basan en la Tecnologia de Portadoras. X10, de origen Escocés, es el sistema más extendido tanto en Europa como en Estados Unidos. EHS es un estándar europeo (European Home System). 
Mediante portadoras, la instalación es sencilla y basta con conectar los módulos a la red eléctrica, no siendo preciso ningún tipo de cableado especial. Los módulos se comunican a través de la instalación eléctrica del hogar, sin precisar ningún cableado adicional. La tecnología de portadoras ha sido desarrollada para ser flexible, se puede empezar con un producto en particular, por ejemplo un mando a distancia, y expandir luego el sistema para incluir la seguridad o el control con el ordenador, si así lo desea.

Al igual que EHS, LonWorks y EIB (marca registrada de EIBA, European lnstallation Bus Associaton) son sistemas con control distribuido e inteligente, los dos últimos se emplean fundamentalmente en viviendas de nueva construcción.

Aunque estas cuatro tecnologias no son compatibles entre sí, todo producto fabricado por cualquier fabricante debe cumplir rigurosos criterios que aseguren la compatibilidad con cualquier otro elemento de la misma tecnologia. 


Protocolo X10

 

X10 es el "lenguaje" de comunicación que utilizan los productos compatibles X10 para hablarse entre ellos y que le permiten controlar las luces y los electrodomésticos de su hogar, aprovechando para ello la instalación eléctrica existente de 220V de su casa, y evitando tener que instalar cables.

Los productos de automatización del hogar X10 están diseñados para que puedan ser instalados fácilmente por cualquier persona sin necesidad de conocimientos especiales. Cada aparato tiene una dirección a la que responde o envía, existiendo un total de 256 direcciones. Todos los productos X10 son compatibles entre sí por lo que se pueden combinar para formar el sistema mas adecuado a sus preferencias. 

 


Figura 3.1: X-10, una facilidad de aplicación de la domótica

 

Como podemos apreciar en la figura anterior, la utilización de X-10 no requiere ningún tipo de cableado especial, y con sólo dos dispositivos podemos obtener resultados inmediatos:

Si se quiere hacer una casa u oficina inteligente, sólo se tiene que instalar unos cuantos módulos x10. Es recomendable empezar por los KITS que vienen con una configuración básica que posteriormente se puede mejorar. 

 

Teoría Sistema X-10

Las transmisiones X-10 se sincronizan con el paso por el cero de la corriente alterna. Los interfaces Power Line proporcionan una onda de 60 Hz. con un retraso máximo de 83 µseg. desde el paso por el cero de la corriente alterna. El máximo retraso entre el comienzo del envío y los pulsos de 120 KHz. es de 60 µseg.

Un 1 binario se representa por un pulso de 120 KHz. durante 1 milisegundo, en el punto cero, y el 0 binario se representa por la ausencia de ese pulso de 120 KHz. El pulso de 1 milisegundo se transmite tres veces para que coincida con el paso por el cero en las tres fases para un sistema trifásico. La Figura 3.1b muestra la relación entre estos pulsos y el punto cero de la corriente alterna.


Figura 3.2



La transmisión completa de un código X-10 necesita once ciclos de corriente. Los dos primeros ciclos representan el Código de Inicio. Los cuatro siguientes ciclos representan el Código de Casa (letras A-P), los siguientes cinco representan o bien el Código Numérico (1-16) o bien el Código de Función (Encender, Apagar, Aumento de Intensidad, etc...). Este bloque completo (Código de Inicio, Código de Casa y Código de Función o Numérico) se transmite siempre dos veces, separando cada 2 códigos por tres ciclos de la corriente, excepto para funciones de regulación de intensidad, que se transmiten de forma continua (por lo menos dos veces) sin separación entre códigos.


Figura 3.3

Las funciones de regulación de intensidad son excepciones a esta regla, y se transmiten de forma continua ( al menos dos veces) sin separación entre códigos. Ver figura 3.1c

Dentro de cada bloque de códigos, cada cuatro o cinco bits de código deben ser transmitidos en modo normal y complementario en medios ciclos alternados de corriente. Por ejemplo, si un pulso de 1 milisegundo se transmite en medio ciclo (1 binario), entonces no se transmitirá nada en la siguiente mitad del ciclo (0 binario). Ver figura 3.1d.


Figura 3.4

 

Ventajas de X10 

El sistema X10 no es un capricho, tiene las siguientes ventajas:


Figura 3.5:
PERRO ELECTRÓNICO X10
 Este simulador de perro es realmente aterrador y ahuyenta a cualquier intruso que intente acercarse a las inmediaciones de su hogar. 

 


Figura 3.6: Habitación que cuenta con tecnología domótica

 

 

 


Figura 3.7: Para que funcione los aparatos X10 sólo requieren que la alimentación de corriente corresponda a la cual fue diseñada (220V 0 120V)


Protocolo EIB

EIB: BUS DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA

La petición de servicios en la edificación es cada vez más amplia. La mayoría de estos servicios tienen un origen técnico, es decir, son instalaciones técnicas.

Esta demanda origina, entre otras cosas, una complicación excesiva en las tradicionales instalaciones eléctricas: más cables, altos esfuerzos en la planificación e instalación, aumento del riesgo de incendios, mayores costes, etc.

Por otro lado, el fuerte crecimiento de la microelectrónica está originando la aparición de dispositivos cada vez más pequeños y precisos que hace posible la fabricación de aparatos de reducido tamaño.

Pero los dispositivos electrónicos para ser versátiles tienen que ser programables, de esta forma el mismo elemento puede adaptarse a diferentes instalaciones.

Un elemento programable necesita de otro elemento que lo programe y es en esta programación donde existía diferencias sustanciales entre fabricantes, que sin duda, perjudicaba a los usuarios de estos sistemas.

Por los motivos expuestos, de forma superficial, se han ASOCIADO una serie de empresas europeas para impulsar el desarrollo de un Sistema de Instalación Eléctrica moderno que haga compatible la interconexión de sus productos.

Este SISTEMA debe de ser estándar y abierto, es decir; que no controlen unos pocos, que todos los productos se sometan al cumplimiento de unos estándares y características que aseguren la calidad y fiabilidad.


Para controlar lo expuesto en el último párrafo, se creo la EIBA (European Instalation Bus Association) , que es como se llama la asociación mencionada, y que ha registrado su sistema con el nombre de EIB*, nombre que utilizaremos al referirnos a este sistema.

El EIB es un sistema que sirve para controlar los servicios eléctricos del sector de la edificación como: Pisos, viviendas unifamiliares, residencias, etc..

 

¿Como funciona?


Las instalaciones eléctricas con el Bus europeo EIB no difieren en su funcionamiento, desde el punto de vista del usuario, de las instalaciones convencionales. El usuario encontrará unas "llaves" para encender y apagar las luces como las que existen en la actualidad, en ambos casos miden aproximadamente 80x80 mm., las diferencias, que las hay, son de tipo tecnológico y de servicios, como veremos.

En las figuras observamos como la "llave" superior, del sistema EIB, tiene 8 pulsadores y tiene las mismas dimensiones que la "llave" inferior, sistema convencional. De momento la diferencia es visible, 8 servicios del sistema EIB frente a 1 del sistema convencional.


Además los pulsadores del sistema EIB permite la pulsación larga o la pulsación corta que significa, 16 servicios en la misma "llave". También se pueden mantener los pulsadores oprimidos para facilitar otro servicio muy importante como puede ser la regulación de luminosidad en las lámparas o la subida/bajada de persianas, etc..

Como se sabe cuando se cierra un interruptor, con 220 V. en el sistema convencional, la corriente eléctrica circula por los cables y el propio interruptor llegando hasta el elemento que queremos poner en marcha, por ejemplo una lámpara.

En el sistema EIB cuando oprimimos uno de los pulsadores la "llave" emite una información en forma de tensión eléctrica de 24 V., esta información llamada "telegrama" es recogida, por ejemplo, por la lámpara que se enciende o se apaga según las necesidades.



Figura 3.8: Esquema de conexión con EIB

Generalmente a los métodos como el EIB se les conoce como: Sistemas de control distribuidos en red

Estructura del sistema EIB


Figura 3.9 : Estructura del sistema EIB

 

  • Todos los elementos EIB pueden comunicarse entre sí, sin que se tenga en cuenta la marca ó fabricante del elemento.
  • Todas las señales de mando recibidas del sensor son enviadas al actuador correspondiente a través de la línea del bus (cable de dos hilos), ejecutando la orden el actuador correspondiente.
  • La estructura del bus permite la unión de hasta 64 elementos EIB en una línea.
  • Mediante los acopladores de líneas, se pueden unir hasta 12 líneas, para obtener 256 direcciones o más de 1.000m. de cable de bus, formando un área.
  • La capacidad de ampliación permite un máximo de 15 áreas como instalación unitaria.
  • El sistema trabaja de forma descentralizada. Puede tener estructura lineal, estrellada o ramificada. No es necesario un puesto de control central.
  • Los avisos importantes son considerados prioritarios, lo que garantiza un rápido procesamiento, las prioridades, las direcciones o funciones, pueden introducirse mediante aparato manual de programación o mediante PC.
  • Mediante el RDSI se puede transmitir información a un puesto de control a través de la línea telefónica, cualquier función o modificación se puede realizar a través de la misma línea telefónica.
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    Ventajas que ofrece el sistema EIB

  • Ahorro de tiempo
    La planificación e instalación, realizada con ayuda de un software especifico, posibilita una sensible reducción de costes. Gracias a la reducción de la cantidad de cables y a la sencilla instalación de los mismos, los tiempos de montaje se reducen.

  • Disminución de los cortes de utilización
    Un sistema formado por componentes compatibles entre sí garantiza una comunicación sin interferencias. El óptimo control de los componentes, orientado a las necesidades existentes, garantiza la utilización racional de la energía.

  • Flexibilidad
    La ampliación o modificación de funciones se realiza mediante una sencilla reprogramación de los actuadores y sensores, o mediante la ampliación de la instalación bus existente. No es necesaria la modificación del cableado.

  • Respetuoso con el medio ambiente
    · Aprovechamiento óptimo de energía.
    · Máxima efectividad.
    · Mejora los recursos existentes y ahorra dinero.

  • Garantía de futuro
    La normativa EIB garantiza un 100% de compatibilidad con futuros productos, para posteriores ampliaciones. No hay que olvidar que este sistema es el elegido por las principales empresas de nuestro sector en Europa. También queda garantizada la conexión a otros sistemas.

  • Estándar europeo
    Todos los productos EIB garantizan una compatibilidad total. La certificación EIB así lo asegura.