Fundamentos Esenciales de Automatismos Industriales y Sistemas Domóticos

Componentes y Estructura Básica de un Automatismo

La estructura básica de un automatismo incluye los siguientes elementos:

• Un operador.
• Un sensor.
• Un actuador.
• Un controlador o autómata.
• Una fuente de energía.
• Una máquina o planta.

Conceptos Fundamentales de Electrónica Digital

Señales Analógicas y Digitales

La diferencia principal entre una señal analógica y una digital radica en que la señal analógica utiliza un rango continuo de valores posibles, mientras que la señal digital solo emplea dos estados discretos (0 y 1).

• Ejemplo de señal analógica: Sensores de humedad o de presión.
• Ejemplo de señal digital: Un interruptor de dos posiciones.

Lógica y Unidades de Información

La comprensión de la información en sistemas electrónicos se basa en la lógica binaria y sus unidades mínimas:

• Lógica Positiva: El valor 1 representa el estado más alto (activo) y el valor 0 el más bajo (inactivo).
• Lógica Negativa: El valor 0 representa el estado más alto (activo) y el valor 1 el más bajo (inactivo).
• Bit: Es la unidad mínima de información en sistemas digitales, representando uno de dos estados posibles (0 o 1).
• Byte: Es la unidad de medida básica para el almacenamiento de datos y está compuesto por 8 bits.

Puertas Lógicas y Funciones Booleanas

Las puertas lógicas son circuitos electrónicos que implementan funciones booleanas:

• Una puerta OR expresa la función suma entre dos o más variables.
• Una puerta AND expresa la función producto de dos o más variables.
• Una puerta NOT invierte o niega el estado de la entrada.
• Una puerta XOR expresa la función semisuma entre dos o más variables.
• Una puerta NXOR expresa la función semisuma negada entre dos o más variables.

Sensores, Actuadores y Transmisión de Datos

Definiciones Clave

Para la interacción con el entorno y la ejecución de acciones, se utilizan los siguientes dispositivos:

• Canal: Es el medio de transmisión por el que viajan las señales portadoras de información entre el emisor y el receptor.
• Sensor: Es un dispositivo diseñado para captar información de una magnitud física exterior y transformarla en otra magnitud, generalmente eléctrica, que pueda ser manipulada por el sistema de control.
• Actuador: Es un dispositivo capaz de transformar energía (hidráulica, neumática o eléctrica) en la activación de un proceso, generando un efecto físico sobre un sistema automatizado.

Tipos de Sensores

Entre los tipos de sensores comunes se encuentran:

• Sensores de posición.
• Captadores fotoeléctricos.
• Sensores de contacto.
• Sensores de movimiento, etc.

Sistemas de Control y Domótica

Aplicaciones y Componentes de la Domótica

La domótica (automatización de viviendas) se aplica en diversas áreas:

• Área de seguridad y alarma.
• Área de control de energía.
• Área de comunicación.
• Área de confort.

Los elementos clave que caracterizan una instalación domótica son los sensores y los actuadores.

Dispositivos de Interconexión

• Pasarela Residencial: Es el dispositivo que facilita la interconexión entre las redes exteriores de telecomunicación y las redes internas de la vivienda.
• Nodo: Es el dispositivo que recibe, procesa y envía las señales domóticas, actuando como intermediario entre los sensores y los actuadores.

Arquitecturas de Sistemas de Control

La organización de los nodos y controladores define la arquitectura del sistema:

• Sistema Centralizado (Nodos): Ocurre cuando el nodo es único y a él van conectados todos los sensores y actuadores.
• Sistema Descentralizado (Nodos): Ocurre cuando existen diversos nodos a los que van conectados sensores y actuadores mediante una línea de bus.
• Sistema Centralizado (Control): Se denomina así cuando hay un único controlador principal que gestiona todo el proceso.
• Sistema Distribuido (Control): Se denomina así cuando el control se reparte entre múltiples controladores interconectados.