Domótica con X-10: Funcionamiento, Componentes y Aplicaciones

El Sistema X-10: Domótica por Corriente Portadora

El sistema X-10 es un estándar para la transmisión de información a través de corrientes portadoras. Utiliza la propia red eléctrica de la vivienda como medio de transmisión, empleando una frecuencia de 120 kHz sobre una tensión de 230V a 50 Hz. Fue creado por la empresa de ingeniería PICO ELECTRONICS y se introdujo por primera vez en 1978 como sistema de control del hogar en EEUU.

Aplicaciones del Sistema X-10

Seguridad Técnica

• Alerta en caso de fugas de agua y gas, y de la posibilidad de corte de suministro.
• Alerta de incendios y de la presencia de dióxido de carbono (CO2).

Seguridad Personal

• Asistencia personal.
• Actuación por sensores de seguridad.
• Simulación de presencia aleatoria.
• Alarmas de pánico.

Comunicación

• Control remoto vía teléfono o internet.
• Aviso telefónico en caso de incendios.

Confort

• Sistema descentralizado accionado desde mandos a distancia y pantallas táctiles.
• Reproducción automática de ambientes o escenas.

Control Energético

• Regulación y optimización de la iluminación.
• Selección de temperatura de forma automatizada o remota.
• Aprovechamiento de las tarifas nocturnas, programando los electrodomésticos en franjas económicas.

Sistema de Transmisión

La transmisión de una orden (encendido/apagado) entre un emisor y un receptor se realiza enviando una señal codificada a través de la red eléctrica. Un tren de impulsos se compone de 120 pulsos senoidales a una frecuencia de 120 kHz, con una duración de 1 ms cada uno. Durante un semiperiodo, la señal se repite 3 veces.

Codificación de la Información

En cada uno de los receptores del sistema X-10, los trenes de impulsos se superponen en la red eléctrica, se transforman en datos y se ordenan en palabras de 4 o 5 bits. La duración de los bits se fija en 1 ms.

Direccionamiento de Componentes del Sistema X-10

Cuando se envía un tren de impulsos por la red eléctrica, el receptor X-10 entiende que recibe un BIT 1. Cuando no recibe ningún impulso, el receptor entiende que recibe un BIT 0.

El telegrama X-10 está formado por varias palabras que contienen información en códigos binarios (bits): código de inicio, de casa, numérico y de la función a realizar. Para direccionar un componente del sistema X-10 se necesita un código de casa y un código numérico, lo que da una capacidad máxima de 16 x 16 = 256 componentes diferentes.

Código de Inicio de Transmisión

Cualquier transmisión de un telegrama va precedida del código de inicio, formado por cuatro bits. En el código de inicio no se transmite el bit complementario.

Código de Casa

Está formado por 4 bits. Cada código se identifica con una letra (A, B, C, etc.). En total, hay 16 códigos de casa para diferentes grupos de receptores.

Código Numérico

Está formado por 5 bits. Existen 16 códigos numéricos correspondientes a cada uno de los receptores.

Código de Función a Realizar

Indica la acción que tiene que llevar a cabo el módulo receptor.

Sus códigos más utilizados son:

• 00001: Apagar todas las unidades.
• 00101: Encender.
• 01101: Apagar todas las luces.
• 00011: Encender todas las luces.
• 00111: Apagar.
• 01011 y 01001: Elevar y disminuir la intensidad.

El telegrama puede enviarse de 2 formas distintas: estándar y extendido. El estándar se compone de 3 códigos: inicio, casa y numérico, en total son 11 ciclos.

Topología

El sistema X-10 usa la propia red eléctrica de la vivienda como bus de comunicación. No utiliza una línea cableada especial que conecte los elementos entre sí. La topología del sistema es totalmente flexible y, por lo tanto, la disposición de los elementos receptores y transmisores se puede cambiar variando su código de identificación.

Componentes del Sistema X-10

• Tratamiento de señal: filtro, acoplador y amplificador.
• Módulos de montaje en carril DIN.
• Micromódulos.
• Módulos enchufables en toma eléctrica.
• Controlador/es.
• Elementos de seguridad.

Controlador del Sistema X-10

Según su funcionamiento, los componentes del sistema X-10 se dividen en 3 grupos:

• Transmisores o controladores: Emisores que solo transmiten órdenes.
• Actuadores o módulos: Receptores que solo reciben órdenes.
• Emisores/Receptores: Pueden transmitir y recibir órdenes.

Diferentes Componentes X-10

Controladores X-10

Estos componentes pertenecen al grupo de los emisores. Emiten señales de actuación basadas en eventos, programaciones horarias, accionamiento manual en tiempo real, accionamiento remoto a través de internet, etc. Son capaces de enviar órdenes a 256 componentes (maxicontrolador LSD, ECOBOX, pantalla táctil Eye Touch, miniprogramador).

Módulos X-10

Estos elementos pertenecen al grupo de los receptores. Su función es actuar sobre los dispositivos que se quieren controlar. Disponen de dos conmutadores giratorios que permiten la asignación de uno de los 256 componentes.

Existen tres formatos: de enchufe, de carril DIN y micromódulos.

Hay dos módulos con diferentes capacidades de maniobra: de aparato, de iluminación y de persiana.

Módulos de Aparato

Incorporan relés de hasta 16 amperios (módulos de aparato, módulo de aparato DIN, micromódulo de aparato unidireccional).

Módulos de Persiana

Se utilizan con motores de doble vía o sentido, como los de persiana o toldos. Este módulo está diseñado para evitar que coincida la alimentación de salida en ambos sentidos. El formato con mayor aceptación es el micromódulo, que permite usar cualquier mecanismo de actuación existente en el mercado. La carga máxima permitida es de 3 amperios (módulo de persiana empotrable, micromódulo de persiana unidireccional).

Módulo de Iluminación

Llevan incorporado un triac o MOSFET que permiten la regulación a la vez que disminuye el consumo eléctrico (módulo de iluminación de DIN, módulo de lámpara, módulo de casquillo, micromódulo de iluminación unidireccional).

Componentes Auxiliares

Se ocupan de adecuar la instalación eléctrica convencional para la instalación de componentes X-10 (filtro monofásico de carril DIN, filtro/acoplador de carril DIN, acoplador/repetidor, programador/verificador).

Controladores de Radiofrecuencia e Infrarrojos

Permiten enviar comandos de control a todos los tipos de módulos X-10 a través de un receptor RF que recoja la señal inalámbrica y la introduzca en la red eléctrica en el formato X-10 (mando multimedia, mando RF-16, sensor de presencia RF, controlador receptor IR/RF).

Montaje de los Componentes X-10

La instalación de los componentes X-10 es sencilla. Se debe tener en cuenta la ubicación de los elementos sobre carril DIN. La conexión de cada componente a los conductores se debe llevar a cabo en función del sistema de fijación. Una mala conexión puede provocar fallos en la recepción de la señal.

Componentes de Montaje Superficial

Estos componentes son los más fáciles de instalar, ya que no es necesario hacer conexiones fijas.

Componentes Universales para Empotrar o Colocar en Cajas de Derivación, Techos o Celosías

En estos casos se suelen emplear la última generación de módulos X-10: los micromódulos. Estos pueden ser bidireccionales, enviando y recibiendo las órdenes de otros módulos.

Preparación de la Instalación Eléctrica

El funcionamiento de los módulos X-10 se facilita con una instalación eléctrica en la que la diferencia entre la tensión de X-10 y el nivel de ruido existente en la línea sea grande. La tensión debe ser el doble del ruido.

Los enemigos de X-10 se pueden dividir en dos grupos:

• Los que generan ruido (armónicos), sobre todo los pasos por cero.
• Los que atenúan la señal X-10.