Fundamentos de Domótica e Inmótica: Redes, Protocolos y Sistemas

Conceptos Fundamentales de Domótica e Inmótica

Definiciones: Domótica e Inmótica

La domótica es la aplicación de la automatización a la vivienda. Su objetivo es mejorar aspectos como el confort, la seguridad o la eficiencia energética. Básicamente, Domótica = casa.

La inmótica aplica estos conceptos a edificios de otro tipo (comerciales, industriales, etc.). Es decir, Inmótica = edificio.

Componentes Clave

Interfaz

La interfaz permite programar y definir los parámetros de la instalación domótica o inmótica.

Pasarela Residencial

La pasarela residencial (o *gateway*) es el dispositivo que actúa como nexo de unión entre las redes de acceso (por ejemplo, Internet) y las redes internas del hogar o edificio.

Protocolos de Comunicación

Los protocolos de comunicación definen una descripción formal del formato de los mensajes y las reglas que deben seguir dos o más dispositivos para comunicarse entre sí.

Modelos de Comunicación en Red

Modelo OSI/ISO

El Modelo OSI/ISO es un estándar internacional que describe cómo crear protocolos de comunicaciones en red, estructurándolos en 7 capas o niveles:

• Nivel 7: Aplicación
• Nivel 6: Presentación
• Nivel 5: Sesión
• Nivel 4: Transporte
• Nivel 3: Red
• Nivel 2: Enlace de datos
• Nivel 1: Físico

Modelo TCP/IP

El Modelo TCP/IP es otra arquitectura de protocolos que define las tareas del proceso de comunicación entre dos sistemas. También está diferenciado en capas (aunque distintas al modelo OSI) y está pensado específicamente para la interconexión de máquinas y redes diferentes (la base de Internet).

Estructura y Componentes de una Red Domótica

Arquitectura General

La estructura de una red domótica está formada por los nodos (sensores y actuadores) y una red de control que los conecta entre sí. Esta red comunica los distintos elementos de la vivienda de un modo integrado y puede emplear distintos medios de transmisión (cableados, inalámbricos, red eléctrica) utilizando diversos protocolos.

Nodos: Sensores y Actuadores

Sensores

Los sensores recogen información de los parámetros físicos o ambientales a controlar (temperatura, luz, presencia, etc.) y envían esta información al sistema o dispositivo de control centralizado.

Tipos comunes de sensores:

• Termostatos (temperatura)
• Contactos magnéticos (apertura de puertas/ventanas)
• Detectores de gas
• Detectores de humo
• Sensores de inundación
• Sensores lumínicos (nivel de luz)
• Detectores de presencia o movimiento

Actuadores

Los actuadores son los dispositivos empleados por el sistema de control para modificar el estado de diferentes equipos o instalaciones en la vivienda, ejecutando las órdenes recibidas.

Tipos comunes de actuadores:

• Control de iluminación: Encendido/apagado (on/off), regulación de intensidad (dimmers), control de sistemas como el bus DALI.
• Electroválvulas: Para controlar el flujo de líquidos o gases mediante un campo magnético (ej. corte de agua/gas).
• Servoválvulas: Para controlar el flujo de líquidos o gases mediante un motor eléctrico (ej. válvulas de radiadores).
• Control de equipos eléctricos: Mediante contactores y relés para encender/apagar enchufes, motores de persianas, electrodomésticos, etc.

Tipos de Implementaciones Domóticas

Automatismos Cableados

Se pueden realizar automatizaciones básicas utilizando relés y contactores. Con estos componentes se pueden implementar funciones como temporizadores con retardo a la conexión y con retardo a la desconexión.

Domótica Low Cost (Control Telefónico)

Un ejemplo de solución de bajo coste es el control telefónico de la vivienda, que permite accionar dispositivos o electrodomésticos de forma remota mediante una llamada o mensaje desde el móvil. Generalmente, se utiliza un módulo telefónico específico al que se conectan los sensores y actuadores deseados, y este módulo se vincula con el teléfono móvil autorizado.

Sistema X10

Principios de Funcionamiento

X10 es un protocolo de comunicaciones para la domótica que se caracteriza por emplear la propia red eléctrica existente en la vivienda para transmitir y recibir la información de control entre los dispositivos. Sus principales ventajas son su coste reducido, que no requiere cableado específico adicional y que se puede instalar fácilmente en viviendas ya construidas.

Módulos X10

Los módulos X10 son los dispositivos que implementan este protocolo. Suelen ser sencillos y relativamente económicos. Existen diferentes tipos:

• Módulos de sistema: Ayudan a acondicionar la señal eléctrica para facilitar la comunicación X10 (filtros, acopladores de fase).
• Transmisores (o emisores): Envían órdenes o señales de control a otros dispositivos a través de la red eléctrica.
• Receptores: Reciben las señales de control a través de la red eléctrica y actúan en consecuencia (encender una luz, activar un enchufe), pero no envían información.
• Transceptores: Funcionan como transmisores y receptores, pudiendo tanto enviar como recibir comandos X10.

Comunicación X10

En la comunicación X10, la información se codifica digitalmente y se transmite sobre la señal eléctrica. Los bits se agrupan en 'palabras' que contienen información como un código de inicio, la dirección del dispositivo destinatario (código de casa y código de unidad) y la función u orden que se desea enviar (encender, apagar, regular, etc.).

Software y Controladores (EYETOUCH)

El software X10 suele ser robusto y fácil de configurar. La integración del sistema X10 con un PC o controladores avanzados permite hacerlo más versátil, cómodo y flexible, posibilitando programaciones complejas, escenas y gestión remota.

Un ejemplo de controlador avanzado es EYETOUCH, un dispositivo con pantalla táctil que permite gestionar alarmas, crear escenas personalizadas y realizar programaciones horarias complejas. Típicamente, estos controladores se conectan tanto a la red X10 (a través de un interfaz específico) como a la red de datos (Ethernet/WiFi) para permitir el acceso y control local y remoto.