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1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA ÁREA DE INGENIERÍA CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS Sistema Integral de Control Automatizado Residencial para la Administración, Activación y Monitoreo de los Servicios Eléctrico, Telefónico y Agua. TRABAJO DE GRADO PRESENTADO ANTE LA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA POR EL BACHILLER: JAVIER ALBERTO VIVAS Del Centro Local Cristóbal, para optar al titulo de INGENIERO DE SISTEMAS. San Cristóbal, Marzo, 2006.

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    UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA REA DE INGENIERA CARRERA INGENIERA DE SISTEMAS

    Sistema Integral de Control Automatizado Residencial para la Administracin,

    Activacin y Monitoreo de los Servicios Elctrico, Telefnico y Agua.

    TRABAJO DE GRADO PRESENTADO ANTE LA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA

    POR EL BACHILLER: JAVIER ALBERTO VIVAS Del Centro Local Cristbal, para optar al titulo de INGENIERO DE SISTEMAS.

    San Cristbal, Marzo, 2006.

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    INDICE GENERAL Pg. 1. Portada.......................................................................................................... i 2. Veredicto ...................................................................................................... ii 3. Indice General ............................................................................................. iii 4. Lista de tablas y grficos............................................................................. iv 5. Resumen ...................................................................................................... v 6. Introduccin ................................................................................................. 1 7. CAPITULO I 4 7.1. Antecedentes del problema ................................................................... 4 7.2. Descripcin de la vivienda para la instalacin Domtica ................... 8 8. CAPITULO II 9 8.1. Planteamiento del Problema.................................................................. 9 8.2. Alcances y limitaciones......................................................................... 12 8.3. Objetivos................................................................................................ 13 8.4. Justificacin e Importancia.................................................................... 14 8.5. Marco Terico........................................................................................ 15 8.6. Propuesta de Solucin............................................................................ 17 8.7. Metodologa Aplicada al sistema domtico........................................... 22 8.7.1. Etapa del Proyecto....................................................................... 23 8.7.2. Etapa de Ejecucin....................................................................... 27 8.7.3. Etapa de Entrega.......................................................................... 30 8.8. Metodologa aplicada para el programa de Gestin domtica ............. 33 8.9. Pasos para el diseo de la interfaz electrnica ..................................... 34 9. CAPITULO III 37 9.1. Etapa del Proyecto ............................................................................... 37 9.1.1. Anlisis de los requisitos de usuario ........................................... 39 9.1.2. Seleccin del sistema domtico idneo ...................................... 50 9.1.3. Redaccin del Proyecto y Documentacin Asociada.................. 52 9.2. Etapa de Ejecucin ................................................................................ 66 9.2.1. Subetapa de seleccin del instalador........................................... 66 9.2.2. Preinstalacin e instalacin del sistema ...................................... 66 9.3. Etapa de Entrega ................................................................................... 69 9.3.1. Subetapa de entrega de la instalacin domtica..................................... 69 9.3.2. Subetapa de mantenimiento ................................................................... 70 9.4. Pasos para el desarrollo del sistema de gestin domtica .................... 72 9.5. Pasos para el desarrollo de la interfaz electrnica y mdulos .............. 79 10. CAPITULO IV 82 10.1. La solucin desde el punto de vista de hardware ................................ 82 10.2. La solucin desde el punto de vista de software.................................. 86 10.3. Facilidades vinculadas a las variables controladas.............................. 89 11. CAPITULO V 90

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    11.1. Impacto social...................................................................................... 90 11.2. Impacto sobre la vivienda.................................................................... 91 11.3. Impacto econmico.............................................................................. 98 12. GLOSARIO ............................................................................................... 92 13. SIMBOLOGA........................................................................................... 105 14. CONCLUSIONES ..................................................................................... 106 15. RECOMENDACIONES............................................................................. 108 16. BIBLIOGRAFIA........................................................................................ 110 17. REFERENCIAS BIBILOGRAFCAS....................................................... 111 18. ANEXOS ................................... ............................................................... 113

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    LISTA DE TABLAS Y GRFICOS

    No.

    Titulo Pg.

    1 Fig.1. Domtica. Integracin de sistemas ............................................ 5

    2 Fig.2. Conexin general en una vivienda ............................................. 37

    3 Fig.3. Esquema en detalle del sistema de monitoreo y control ............ 38

    4 Fig.4. Mdulo de encendido para las luces .......................................... 59

    5 Fig.5. Diagrama unifilar de la conexin del mdulo de control para

    las luces ................................................................................................

    60

    6 Fig.6. Mdulo de control para las llaves de agua ................................ 61

    7 Fig.7. Esquema unifilar del mdulo de control para las llaves de agua 62

    8 Fig.8. Esquema unifilar de la tarjeta de interfaz electrnica ................ 63

    9 Fig.9. Interfaz de usuario ..................................................................... 86

    10 Tabla 1. Codificacin de colores para mdulo de Luces.................... 59

    11 Tabla 2. Codificacin de colores para mdulo de Llaves de agua ... 61

    12 Tabla 3. Estimacin del costo total de la instalacin domtica ........... 65

    13 Tabla 4. Horarios probables de encendido ........................................... 92

    14 Tabla 5. Costo por uso inadecuado del servicio elctrico .................... 94

    15 Tabla 6. % de reduccin de gastos por uso inadecuado (Luces) ......... 95

    16 Tabla 7. % de reduccin en gastos por uso inadecuado (Llaves de

    agua) .....................................................................................................

    96

  • 6

    RESUMEN

    La solucin para el ahorro energtico y el ahorro en servicios bsicos

    (electricidad, agua y telfono) en el hogar nos la proporciona una disciplina llamada

    Domtica, que utiliza dos aspectos tecnolgicos de gran desarrollo como son la

    electrnica y la informtica. Estas dos tecnologas logran dos cosas muy importantes,

    el control y la automatizacin de los diferentes dispositivos o aparatos que funcionan

    dentro de una vivienda familiar.

    La Domtica engloba varios elementos como son: el confort, seguridad,

    comunicaciones y la gestin energtica. Este informe describe y explica el trabajo

    desarrollado como tesis de grado, cuyo objetivo es lograr la implantacin de un

    sistema domtico en una vivienda. Para ello se utiliza la electrnica y la informtica

    como herramientas bsicas para implementar las funciones que debe cumplir el

    sistema.

    La metodologa utilizada para el sistema domtico es la sugerida por la

    Asociacin Espaola de Domtica y el Ministerio de Ciencia y Tecnologa de

    Espaa. En cuanto al sistema de gestin y control informtico los pasos a seguir se

    toman de los autores Kendall&Kendall relacionados con el desarrollo de sistemas de

    informacin. Que en lneas generales toma cuatro vertientes para el desarrollo de un

    sistema de informacin de mediana complejidad: 1)Requerimientos del sistema,

    2)Anlisis y Diseo funcional, 3)Elaboracin del Diseo Tcnico, 4)Elaboracin de

    las Especificaciones funcionales tcnicas.

    Los resultados obtenidos en cuanto al aspecto tcnico y terico en que se sustenta

    la domtica son de un valor tal que las aplicaciones prcticas pueden ser inmediatas.

    El uso de una maqueta con algunos elementos de control, junto al software de

    gestin, permite demostrar la viabilidad tcnica del sistema domtico.

    Palabras Clave:

    Sistema Domtico. Control de Gastos. Ahorro energtico. Interfaz Electrnico de

    Adquisicin de datos. Ahorro en servicios bsicos.

  • 7

    INTRODUCCIN

    Hoy en da el recurso energtico como parte fundamental del desarrollo de los

    pueblos es escaso y, paulatinamente disminuye, a tasas de consumo cada vez ms

    aceleradas. Slo el petrleo, como recurso energtico de fcil extraccin, se agota con

    suma rapidez. Tal es el pronstico que los pases de mayores reservas probadas del

    mundo, como son Arabia Saudita y Venezuela, apenas tienen unos doscientos aos

    antes de que comiencen agotarse inexorablemente. Las fuentes alternativas de energa

    como la nuclear y la fusin estn poco desarrolladas y son excesivamente costosas a

    corto plazo. Por lo que una crisis de energa se vislumbra en un futuro prximo.

    El proyecto propuesto desarrolla una solucin sencilla desde el punto de vista

    tcnico y econmico. Se busca ante todo que los elementos de hardware y software

    utilizados sean de fcil adquisicin en el mercado local. Para el proyecto se disean

    los mdulos de control electrnico que actan sobre las variables a controlar y la

    tarjeta de interfaz electrnica que permite la comunicacin de la computadora con

    todos los mdulos. Igualmente el software de control domtico es elaborado y

    adaptado para las especificaciones tcnicas del hardware considerado. Tanto los

    mdulos de control, tarjeta de interfaz electrnica y software son elaborados por el

    autor.

    Las pruebas realizadas sobre una maqueta, de todos los elementos de hardware

    y software demuestran la efectividad tanto para la activacin como para el monitoreo

    de las variables supervisadas por parte del sistema domtico. Por lo que se puede

    inferir que el sistema una vez instalado en una vivienda funcione adecuadamente.

    Las limitaciones que presenta el sistema estn condicionadas por diseo

    particular de sus mdulos y por el software de control. Esto hace que la tarjeta de

    interfaz electrnica solo funcione con el software diseado para el sistema. Otra

    limitacin tcnica (posible de superar con circuitos electrnicos complejos) es lo

    referente al instante de tiempo en que se inicia una conversacin telefnica, debido a

    la dificultad de detectar las frecuencias vinculadas con la voz humana. Conocer el

  • 8

    tiempo exacto de una llamada desde su comienzo hasta su final permite determinar el

    costo de cada llamada. Sin embargo se resuelve el problema, condicionando el

    calculo del costo de la llamada con el descuelgue y el cuelgue del auricular.

    En la primera seccin del capitulo I, se exponen los antecedentes del problema

    y las caractersticas de la vivienda receptora del sistema domtico. Se explica el

    contexto en que el problema se hace evidente; sus causas de origen y las posibles

    medidas a tomar. En la segunda seccin del capitulo, se describe el tipo de vivienda

    cuyas caractersticas son deseables para que el sistema domtico se adapte sin

    mayores problemas.

    En el capitulo II, se expone el problema como elemento central y se establecen

    los limites dentro de los cuales la Domtica dicta la pauta. Tambin, dentro del

    captulo se mencionan los objetivos del proyecto, su justificacin y la propuesta de

    solucin sugerida. Los detalles de la solucin se esbozan de manera ligera sin muchos

    detalles tcnicos, pero con la claridad suficiente para su comprensin. Igualmente, se

    detallan los pasos metodolgicos que se siguen para el desarrollo de un sistema

    domtico y para el programa de gestin y control. Sin olvidar los lineamientos

    seguidos para el diseo y construccin del hardware electrnico que se utiliza.

    En el capitulo III, se desarrolla toda la metodologa planteada para el sistema

    domotico, el programa de gestin y el hardware requerido. Cada paso es desarrollado

    individualmente de acuerdo a los lineamientos dictados por la metodologa utilizada.

    Tratando siempre de vincular cualquier solucin o tcnica sugerida con la tipologa

    del sistema domtico, y a las necesidades reales de los usuarios.

    En el capitulo IV, se describe la solucin desde el punto de vista de hardware y

    software. Se detallan los aspectos ms significativos de las soluciones involucradas y

    la manera como se interrelacionan para su uso en la Domtica.

    El impacto de la solucin tanto en lo social, en la vivienda y el econmico, se

    describe en le capitulo V. En este capitulo, se trata de visualizar la dimensin positiva

    o negativa que la solucin pueda tener en el contexto donde la Domtica se hace

    presente. Adems, se hace un ejercicio estimativo del costo generado por el uso

  • 9

    inadecuado de los servicios a controlar y se comparan con los obtenidos una vez que

    el sistema domtico comience a funcionar.

    Para una comprensin exacta de los conceptos y definiciones utilizadas a lo

    largo de todo el informe, se presenta el glosario, cuya finalidad es despejar cualquier

    duda que se le pueda presentar a lector.

    En la parte final los anexos complementan los detalles tcnicos y de

    documentacin que posee el sistema domtico implantado. El anexo-1, contiene el

    manual de usuario del programa de gestin Domtica. El anexo-2, contiene los

    dibujos (circuitos electrnicos) de los elementos de hardware diseados. El anexo-3,

    muestra un esquema general de las conexiones para todo el sistema domtico, tal

    como se implementa en la maqueta de pruebas.

  • 10

    CAPITULO I

    IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA

    I.1. Antecedentes del problema

    A mediados de la dcada de los ochenta, se comienza a hablar de la domtica

    como nombre que identifica productos y tcnicas capaces de automatizar o robotizar

    las actividades del hogar. Como lo menciona la web de la Domtica, ... en verdad la

    Domtica aparece, en parte, para sustituir a los llamados edificios inteligentes

    despus de un fracaso de la tecnologa que se aplic a estos edificios. Ingeniera de

    la Domtica (2004)

    Los sistemas domticos actuales integran automatizacin, informtica y nuevas

    tecnologas de la informacin. Segn el diccionario "Larrouse" de la Real Academia

    de la Lengua Francesa, la Domtica es el "conjunto de servicios proporcionados por

    sistemas tecnolgicos integrados, como el mejor medio para satisfacer estas

    necesidades bsicas de seguridad, comunicacin, gestin energtica y confort, del

    hombre y de su entorno ms cercano. " Domtica Viva, S.L. (2004)

    El termino Domtica es aceptado por todos los agentes involucrados en la

    robotizacin domestica, coincidiendo, adems, con la aparicin de otras tecnologas

    ms especificas, con lo que se inicia un auge de las aplicaciones domticas.

    Poco tiempo despus, se inicia una campaa mercantilista para cambiar el

    nombre de la Domtica, as aparecen nombres como inmtica, entre otros, o como el

    ms reciente casa digital. La Domtica hace referencia a una disciplina tecnolgica

    ms que a un recurso determinado y todos los sistemas aptos para la robotizacin del

    hogar, en mayor o menor medida, quedan incluidos por definicin dentro de la

    Domtica, por este motivo es importante determinar los grados de domotizacin

  • 11

    cuando se utiliza la frase casa domtica y para valorar con xito una casa Domtica

    es necesario definir la Domtica lo mejor y ms claro posible. Por ejemplo, existe

    Domtica en un control independiente de temperatura por termostato.

    Sin embargo el impacto en el hogar de la automatizacin y control que la

    Domtica proporciona, ha beneficiado de manera directa la forma de interaccin

    individuo-hogar y mejora racionalmente el gasto de los recursos energticos.

    Domtica

    INTEGRACIN DE SISTEMAS

    Figura 1

    En la actualidad cualquier familia de un hogar de clase media destina buena

    parte de su presupuesto al pago de los servicios bsicos de electricidad, telfono y de

    agua. [Instituto Nacional de Estadstica (INE) 2004a.] An con los aditivos

    tecnolgicos usados para la disminucin del gasto en estos servicios (bombillos

    Confort

    Comunicaciones

    Seguridad

    Gestin Energtica

    Domtica

  • 12

    fluorescentes de arranque electrnico, bloqueadores de lnea telefnica y llaves de

    agua antigoteo) el gasto cada vez va en aumento.

    Si se observa las causas del gasto en los servicios bsicos de una vivienda

    familiar, se puede llegar a la conclusin de que parte de ste se debe al mal uso que se

    hace de los mismos (observaciones realizadas por el propio autor en su vivienda).

    Mal uso que se refleja en las siguientes acciones de los usuarios:

    (a) Descuido involuntario al olvidar apagar las luces.

    (b) Apertura de llaves de agua por periodos largos de tiempo. Ya sea por su mal

    uso al cepillarse con la llave de agua abierta o enjabonarse con el chorro de

    agua abierto.

    (c) Realizar llamadas telefnicas por varias horas o hacerlas hacia destinos

    prohibidos (aumento del gasto en servicios).

    Las acciones anteriores, simples a primera vista y repetidas todos los das,

    representan un gasto innecesario que incrementa el gasto en el pago de servicios (ver

    impacto econmico Cap.V). Adems, la calidad del servicio de agua y electricidad

    vienen sufriendo un deterioro constante y creciente ante una demanda que crece cada

    da. Un ejemplo desalentador es lo que sucede en la ciudad de San Cristbal, que se

    puede catalogar como critica, pues la falta de agua durante los perodos de verano

    ocasiona un racionamiento extremo. Esta escasez obliga a las autoridades locales a

    llevar un rgimen de ahorro muy severo varios das a la semana, lo que desagrada a

    la mayora de los ciudadanos, por las incomodidades que esto implica. Tambin el

    racionamiento elctrico es critico debido al crecimiento de la demanda en los ltimos

    aos, lo que ha mermado la capacidad de generacin actualmente instalada. INE

    (2004b).

    A pesar de que hacen inversiones multimillonarias en la adquisicin de equipos

    (turbinas de generacin) la demanda es muy grande. Por lo que un gasto racional de

    este servicio es obligante e imperativo en nuestra regin.

    Por otro lado el servicio de telefona fija residencial que actualmente es el

    segundo servicio lder en abonados [Ultimas Noticias (2005)], acarrea gastos muy

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    significativos que superan a veces a los otros servicios (electricidad y agua). Por lo

    que un correcto control en su uso redundar en la disminucin del gasto en el

    presupuesto familiar.

    A todo lo expuesto anteriormente se une el ahorro energtico, que en resumidas

    cuentas, es un aspecto critico a medida que los recursos energticos del Pas y del

    mundo van disminuyendo por inexorable e irracional explotacin. Por lo que una

    racional conservacin de estos recursos ser beneficiosa para la sociedad actual y

    futura.

    La solucin propuesta esta dirigida a disminuir en lo posible el gasto generado

    por los servicios anteriormente sealados. De tal forma que represente un real y

    efectivo ahorro en el presupuesto de gastos del hogar. Para el logro de nuestro

    objetivo se tomarn las experiencias y xitos alcanzados por la Domtica en el rea

    de automatizacin del hogar en estos ltimos diez aos. Esencialmente en lo referente

    a la metodologa a seguir para el logro de una vivienda domotizada. Entendiendo por

    domotizada, aquella vivienda que tenga algn elemento susceptible a ser

    automatizado y controlado.

    La solucin propuesta slo pretende controlar el gasto inadecuado de los

    servicios bsicos de una vivienda de clase media. La escogencia de una vivienda de

    ste segmento de la poblacin se debe a las facilidades de espacio dentro de la misma

    y la capacidad econmica de la familia que permite la incorporacin de la Domtica

    de manera natural y desde el punto de vista de los requerimientos funcionales que se

    requieren. Sin embargo, la solucin puede aplicarse a otros espacios como edificios

    residenciales, locales comerciales que requieran un control sobre alguno de los

    servicios bsicos que ms costo genera.

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    I.2. Descripcin de la vivienda para la instalacin Domtica.

    An cuando el proyecto propuesto no se desarrolla en una vivienda real, debido

    a los altos costos que esto implica, la simulacin de una parte (nmero limitado de

    elementos) del mismo en una maqueta busca demostrar la posibilidad real de control

    y automatizacin propios de un sistema domtico.

    Sin embargo, la vivienda para el proyecto domtico debe poseer caractersticas

    particulares que se adapten a la metodologa y exigencias funcionales del sistema

    propuesto. En primer lugar, y como parte esencial del sistema domtico, el usuario o

    habitante de la vivienda ha de aleccionarse con las caractersticas propias de las

    nuevas tecnologas aplicadas a la Domtica. Esto para crear una mnima conciencia

    en cuanto al correcto desempeo del sistema domtico una vez que entre en

    funcionamiento.

    En segundo lugar, los espacios internos de la vivienda deben ser amplios y con

    posibilidad de aadir cualquier mecanismo o nueva instalacin elctrica que se

    necesite. Actualmente existen pocas viviendas que se construyen con aditamentos

    destinados para aplicaciones domoticas. Pero como menciona el universal en su

    pagina web ... no hemos llegado a la era de los supersnicos, pero parece que todo

    apunta hacia all. El tiempo que se llevar lo marcan los avances tecnolgicos. Pero

    vamos bien encaminados, ya que en el rea de construccin e inmuebles un concepto

    se est arraigando: el de la Domtica, que es la aplicacin a la vida domstica de la

    tecnologa y el automatismo. Diario el Universal (2005). Este inconveniente hace

    que la incorporacin de cualquier sistema domtico pueda impactar de algn modo la

    planta fsica de la vivienda. Para evitar impactos mayores la seleccin idnea de la

    vivienda (en cuanto a su capacidad para absorber un sistema domtico) es de crucial

    importancia para el xito que se espera obtener de un sistema domtico. Cualquier

    inversin que se pueda hacer para incorporar la domtica a la vivienda familiar

    redundar a posteriori (ver estimacin del gasto en Pg. 94).

  • 15

    CAPITULO II

    El PROBLEMA Y PROPUESTA DE SOLUCIN

    II.1. Planteamiento del problema

    El problema gira en torno al gasto de energa y al aumento del presupuesto

    destinado al pago de los servicios bsicos de electricidad, agua y telfono en una

    vivienda familiar. Se puede decir que en la medida en que se racionalice el gasto en

    estos servicios (controlando su tiempo de uso) el consumo de energa disminuir. La

    racionalizacin del gasto en la vivienda es tarea del sistema domtico de control y

    monitoreo instalado.

    La factibilidad de la solucin est basada en lo siguiente:

    1. Factibilidad Terica

    Aqu la Domtica nos proporciona todas las herramientas metodolgicas y

    experiencias relacionadas con la aplicacin de la tecnologa en el hogar. Todo el

    marco terico de la Domtica, an no formalizado ni estandarizado, seala un

    camino a seguir para la correcta implantacin mediante pasos y estrategias de un

    hogar domtico basado en las pautas de diseo que lo identifican como tal. Todo el

    basamento terico que existe sobre la Domtica actualmente ha sido construido por

    innumerables empresas que en el mbito internacional hacen de la Domtica su

    principal oferta como alternativa de automatizacin y confort aplicado en el hogar.

    De todas estas empresas las espaolas son las que han tenido un desarrollo sostenido

    y son las que han acumulado excelentes experiencias en este campo (Digitel,

    Domotica Viva, S&Sistemas Automatizados S.L. etc.).

    La Domtica abarca muchos aspectos de automatizacin del hogar; seguridad,

    gestin energtica, automatizacin de las tareas domesticas, formacin, cultura,

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    entretenimiento, monitorizacin de salud, comunicacin con servidores externos,

    operacin y mantenimiento de instalaciones.

    2. Factibilidad Tcnica

    El detalle tcnico involucra todos los elementos de hardware y software que se

    necesitan para lograr controlar, ajustar o modificar las variables identificadas en el

    problema planteado (electricidad, agua y telfono).

    A continuacin se describen los elementos de hardware y software disponibles

    y que son necesarios para la solucin considerada:

    2.1. Hardware

    Dentro de esta categora se tiene en orden de importancia:

    (a) Computadora: La cual actuar como centro de control de la informacin.

    (b) Sensores: Los cuales permiten detectar los cambios en las variables

    controladas. Para el proyecto se usan dos tipos: por activacin de interruptor,

    y por flujo de agua.

    (c) Actuadores: Son elementos encargados de actuar sobre las variables

    controladas.

    (d) Interfaz Electrnica: Permite la comunicacin con el ambiente a controlar.

    (e) Medio fsico de comunicacin: Es la va que utiliza el sistema domtico para

    monitorear y actuar sobre las variables a controlar.

    Algunos de los elementos anteriores pueden ser adquiridos en el mercado local,

    otros son construidos y diseados (por el autor) para el proyecto domtico.

    2.2.Software

    El software aplicado al sistema domtico esta presente en dos formas:

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    (a) El programa encargado de monitorear y actuar sobre las variables relacionadas

    con la gestin energtica y la reduccin de gastos, a saber; electricidad, agua y

    telfono.

    (b) Y el programa en assembler que gestiona las entradas y salidas de los datos

    en la interfaz electrnica.

    Los lenguajes de programacin tanto para el software de gestin como para el

    programa del microcontrolador (y el equipo para programarlo) estn a disposicin

    del autor como herramientas auxiliares para el desarrollo del proyecto domtico.

    3. Factibilidad Econmica

    ste aspecto es de vital importancia al momento de decidir la instalacin del

    sistema domtico propuesto. El bajo costo de los elementos y tcnicas usadas para

    ste proyecto est sustentado en lo siguiente:

    (a) Control centralizado: Esto permite que slo se utilice un punto de mando para

    todo el sistema (computadora). Lo que evita la instalacin de dispositivos

    distribuidos que acepten ordenes (con microcontrolador incorporado).

    (b) Sensores y actuadores de fcil adquisicin en el mercado local: El instalador del

    sistema no debe preocuparse por los diferentes elementos que componen el

    sistema domtico pues los mismos pueden ser fabricados por tiendas

    especializadas en diseo electrnico. Su bajo costo esta garantizado debido a que

    los elementos para su diseo (rels, sensores, etc.) son fciles de adquirir en el

    mercado local.

    (c) Software de gestin de diseo local: Las facilidades de programacin de los

    lenguajes como Visual Basic 6.0.1 en el aspecto relacionado con comunicaciones

    va puerto serial (tambin existe un convertidor Serie-USB) permite la

    implementacin de aplicaciones de control especificas para el sistema propuesto.

    1 Visual Basic es una marca registrada por Microsoft Corporacin Inc.

  • 18

    Lo que ahorra la compra de costosos paquetes de gestin domtica que slo

    funcionan con ciertos dispositivos de entrada y salida.

    II.2. Alcances y Limitaciones

    Para el proyecto se toma y desarrolla el aspecto relacionado con la gestin

    energtica y el ahorro en gastos de los servicios bsicos residenciales. Esto es, la

    posibilidad de automatizar y controlar aquellas variables relacionadas con el gasto

    energtico (servicios bsicos de luz y agua) y adicionalmente el servicio telefnico.

    El sistema domtico puede monitorear y controlar especficamente los

    elementos que a continuacin se detallan para cada servicio bsico dado:

    (a) Servicio Elctrico: Luces o lmparas.

    (b) Servicio de Agua: Llaves de agua.

    (c) Servicio Telefnico: Telfono fijo residencial.

    Cualquier otro elemento distinto a los mencionados no puede ser controlado ni

    monitoreado por el sistema domtico. Esto debido a que cada actuador y sensor

    (excepto el sensor de flujo para las llaves de agua), se disean exclusivamente para

    los elementos sealados.

    De igual manera, los programas elaborados tanto para la tarjeta de interfaz

    como para la computadora, que sirve como central de gestin, se disean en funcin

    de los elementos utilizados. Cualquier cambio de los programas, obligar a la revisin

    y adaptacin de los sensores y actuadores. Pudiendo inclusive, si el caso lo exige, al

    diseo y elaboracin de nuevos elementos.

    El sistema de control y monitoreo domtico es concebido con al idea de

    reducir los costos en servicios bsicos y por ende ahorrar energa en una vivienda

    familiar. Pero puede ser utilizado en otros espacios (distintos a la vivienda) donde los

    requerimientos de ahorro energtico y reduccin de gastos en servicios bsicos sean

    un requisito a cumplir.

  • 19

    II.3. Objetivos

    II.3.1. General

    Desarrollar un Sistema de Control Automatizado para los servicios Elctrico,

    Telefnico y de Agua en una Residencia Familiar.

    II.3.2. Especficos

    (a) Identificar para cada servicio el nmero de puntos de control que el sistema

    controlar.

    (b) Disear la interface electrnica que permita la recoleccin de datos y la

    habilitacin de las salidas para cada punto de control identificado.

    (c) Disear la interface visual mediante software con indicadores grficos y sonoros

    que permitan un inmediato conocimiento de las condiciones reales del sistema en

    general.

    (d) Disear las pantallas, formularios y reportes requeridos para el exacto control y

    supervisin de las variables controladas.

    (e) Disear los controles de seguridad y respaldo de informacin que garanticen un

    exacto y confiable procesamiento de la informacin. .

    (f) Implantar el sistema en una maqueta diseada para tal fin donde las seales de

    salida sean visualizadas en tiempo real y las seales de entrada sean un fiel

    patrn de las originadas por sensores reales.

    (g) Evaluar las posibilidades econmicas de realizacin del sistema propuesto en un

    hogar promedio y estimar el ahorro probable de la implantacin del sistema en el

    gasto familiar.

  • 20

    II.4. Justificacin e importancia

    El consumo energtico en Venezuela y en el mundo es cada vez mayor debido a

    la alta demanda cuya justificacin, en algunos casos, est representada por un

    crecimiento econmico de los pases y de las regiones. Pero que en la mayora de las

    veces se debe a un despilfarro indiscriminado de los ciudadanos que sin una

    verdadera conciencia de la importancia de los recursos no renovables, son vistos

    como inagotables a largo plazo.

    Los diseos convencionales de las viviendas y edificios actuales, construidos

    con la primicia de disponibilidad energtica ilimitada, se han convertido en

    consumidores voraces que hacen peligrar el futuro de todos. Tarde o temprano el

    petrleo se agotar y no hay un recurso alternativo (barato) que lo reemplace. Por lo

    que se habr llegado al ocaso de un estndar de vida que desde su nacimiento estaba

    condenado al fracaso.

    Pero la verdad es que el hombre en su afn de progreso olvida el poder que

    tiene para enfrentar obstculos y vencerlos con absoluta eficacia, o al menos para

    controlarlos. Y es precisamente la palabra control que se debe tomar en cuenta para

    detener el gasto indebido de la energa. Pero el control, por s solo, no sera muy

    efectivo, hace falta algo ms que independice el cuidado que el hombre pueda tener

    del gasto energtico. Por ello la automatizacin completa el mecanismo necesario y

    adecuado para detener el excesivo consumo energtico.

    El control y la automatizacin permite dar una alternativa viable en el mbito

    tcnico y econmico, se propone una solucin que busca mediante el control y

    automatizacin el ahorro de energa en el hogar. La intencin, es reducir el gasto

    mensual en los servicios bsicos residenciales y por ende el gasto energtico. Lo cual

    beneficia a la familia y a toda la sociedad en general.

  • 21

    II.5. Marco Histrico 2

    Etimolgicamente, la palabra Domtica fue acuada en Francia, pas pionero en

    el tema. El trmino procede de la conjuncin de domus (casa en latn, de esta raz

    latina tambin se obtiene domestico, domesticado, domicilio etc.) y robtica.

    Para establecer un punto de partida en la evolucin de los sistemas de

    automatizacin aplicados a los edificios y las viviendas hay que remontarse

    prcticamente a la antigedad y recoger aquellos artificios y sistemas que se

    utilizaron en las viviendas con el fin de proteger a sus moradores tanto de los cambios

    climticos como de los posibles intrusos. A lo largo de la historia han sido numerosos

    los avances tcnicos en este campo, pero mencin especial merece un acontecimiento

    fundamental; el descubrimiento y la produccin de la electricidad.

    El progreso industrial de mediados del siglo XX fue el caldo de cultivo para

    desarrollar e implantar sistemas automticos de control en los edificios y en las

    viviendas logrando el gobierno de instalaciones como las de calefaccin, el aire

    acondicionado, la telefona, etc. Todos estos automatismos diseados para plantas

    industriales pudieron ser aplicados en viviendas y edificios, inicindose una etapa en

    la que se fueron automatizando de manera autnoma distintos servicios y sistemas en

    los edificios. El progreso paralelo de tres grandes reas de la tecnologa

    (telecomunicaciones, electrnica e Informtica) hizo posible en los aos setenta el

    desarrollo de lo que actualmente se conoce como Domtica.

    As, la Domtica es el resultado de la introduccin de la tecnologa en la

    vivienda, entendida esta no como la mera inclusin de aparatos aislados sino

    englobando al conjunto de la vivienda. En los edificios inteligentes o automatizados

    se trata de automatizar la actividad y el entorno de trabajo para que este sea ms

    agradable y seguro con la Domtica. La tecnologa se aduea de funciones no

    previstas hasta ahora o realizadas de una forma manual.

    2 Historia de la Domtica (2005). [on line]. Disponible en: www.chico.inf-cr.uclm.es

  • 22

    Una casa automatizada est gestionada por automatismos. Un automatismo es

    un pequeo dispositivo electrnico que realiza una funcin marcha / paro de una

    instalacin dependiendo de las necesidades de usuario, previamente fijados. En

    realidad se trata de un interruptor, conmutador o potencimetro con la salvedad de

    que puede recibir la seal de acondicionamiento de un aparato exterior.

    Existen muchas definiciones elaboradas por los diversos expertos en el tema.

    Como ocurre en la practica, en la Domtica no existe una nica definicin y

    prcticamente cada autor aporta la suya. Se destaca, a continuacin, algunas de las

    que ms expresivas:

    ... es el conjunto de sistemas automatizados de una vivienda que aportan

    servicios de gestin energtica, seguridad, bienestar y comunicacin, y que pueden

    estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicacin. Se

    centra en los servicios de bienestar, seguridad y comunicaciones que pueden

    facilitarse en la vivienda a sus habitantes. Wikipedia.org (2005).

    Por Domtica entendemos la incorporacin al equipamiento de nuestras

    viviendas y edificios de una sencilla tecnologa que permita gestionar de forma

    energticamente eficiente, segura y confortable para el usuario, los distintos

    aparatos e instalaciones domsticas tradicionales que conforman una vivienda (la

    calefaccin, la lavadora, la iluminacin...) Domodesk SL (1998).

    Es evidente que se est ante las puertas de un avance tecnolgico de gran

    magnitud en el que se suman una serie de tcnicas entre las que se puede citar la

    construccin, sistemas de regulacin, informtica, transmisin de datos, electrnica y

    electrotecnia, y sobre todo comunicaciones a travs de las redes Internet, Intranet o

    Extranet, de tal manera que en un futuro prximo se demandar en el mbito de una

    vivienda convencional, la instalacin de mecanismos que hagan nuestra vida ms

  • 23

    fcil y cmoda en aspectos como son el control de la seguridad, el confort, las

    comunicaciones y el consumo energtico.

    La Domtica en el futuro cercano, ser parte integrante de cada vivienda de

    igual manera que hoy lo es por ejemplo la instalacin elctrica. Sus operadores sern

    tan comunes como los interruptores de luz, los termostatos o los enchufes de toma de

    corriente pero, a diferencia de los actuales, estos tendrn cierta capacidad para

    reaccionar por s solos ante estmulos tanto ambientales como humanos. Esta

    capacidad de reaccin les permitir comunicar otros operadores a los que estarn

    interconectados haciendo que reaccionen ante tales estmulos.

    II.6. Propuesta de solucin.

    La solucin planteada y sugerida se describe a continuacin para cada servicio

    considerado:

    (a) Servicio Elctrico (Luces): El sistema controla el tiempo de encendido de cada

    luz escogida dentro de la vivienda. En lneas generales se puede programar el

    tiempo de encendido para cada punto de control seleccionado. Una vez que el

    tiempo programado finalice, la luz en el punto de control es apagada

    indefinidamente. Para el encendido nuevamente de la luz el usuario debe accionar

    el botn de reposicin (reset). Con sta accin el sistema vuelve a encender la luz

    iniciando de nuevo el conteo (valor inicial). Para el control de la temperatura

    interna en los recintos escogidos se hace uso de la ventilacin natural o artificial

    (apertura de ventanas-persianas y ventiladores) en los recintos donde esto sea

    posible junto al aire acondicionado (s existe) de la siguiente manera: El sistema

    detecta el tope de temperatura ideal que se desea mantener en el recinto

    especificado, s la temperatura es superior a este valor el sistema habilita la

    apertura de las ventanas (motorizadas) por un tiempo determinado. Finalizado

  • 24

    este tiempo sin una baja de la temperatura al punto de control, el sistema entrega

    el control al sistema de aire acondicionado.

    (b) Servicio de agua: El sistema controla el cierre de cada llave de agua en los puntos

    de control escogidos. El conteo de tiempo es iniciado al momento de abrir una

    llave de agua en cualquiera de los puntos de control implementados. Una vez

    finalizado el tiempo el sistema enva una orden de cierre a una electrovlvula la

    cual impide el paso del agua por tiempo indefinido. Para permitir de nuevo el

    paso del agua, el usuario debe presionar un botn de reposicin (reset) con lo cual

    el conteo de tiempo se inicia de nuevo. Si durante el conteo de tiempo la llave es

    cerrada el sistema regresa a su estado inicial. La deteccin del flujo de agua

    saliente la realiza un sensor de flujo que cierra un contacto elctrico cuando se

    abre una llave de agua.

    (c) Servicio Telefnico: El sistema controla el consumo de llamadas y lo compara

    con un monto prefijado mediante programacin. Para la determinacin del destino

    de las llamadas salientes el sistema detecta los primeros dgitos introducidos por

    el usuario. Una vez establecida la llamada se comienza a medir el tiempo de la

    misma. Terminada sta, el tiempo de duracin es multiplicado por el monto

    correspondiente el cual se guarda y compara con el monto prefijado por el

    usuario. Cuando el monto de las llamadas salientes supere al fijado, el sistema

    cortar la lnea telefnica por diez segundos cada vez que se intente hacer una

    llamada. Solo ser habilitada de nuevo cuando el monto prefijado vuelva a ser

    mayor al monto acumulado de las llamadas salientes.

    La herramienta computacional que se utiliza para realizar las funciones

    anteriores sobre cada servicio fue escogida despus de hacer un anlisis de los

    existentes en el mercado y de los que estn al alcance del autor, a continuacin los

    breves detalles de las ms conocidas:

  • 25

    Lenguaje C:

    1. Ventajas:

    El lenguaje C es un lenguaje poderoso que todo el mundo conoce y para el cual

    se pueden encontrar APIS prcticamente para todo. La fortaleza de este lenguaje es su

    velocidad de ejecucin, su flexibilidad y la posibilidad de tener acceso de bajo nivel a

    la mquina con los beneficios y comodidades de un lenguaje estructurado de alto

    nivel.

    2. Desventajas:

    La desventaja ms representativa es su dura curva de aprendizaje. Se requiere

    tiempo considerable para pasar de los primeros pasos a resultados tangibles en

    aplicaciones medianamente complejas.

    3. Portabilidad:

    Se puede decir que hoy en da existe un compilador de C para cada uno de los

    sistemas operativos existentes. Sin embargo esto no garantiza que el cdigo

    programado para un sistema operativo vaya a compilar sin ningn problema en otro.

    Por lo que la portabilidad a veces se pone en duda.

    Lenguaje C++

    1 Ventajas:

    Lenguaje orientado a objetos. Contiene un superset de clases y templates para

    manejo de listas, punteros (y dems) de manera ms sencilla y segura. Tiene acceso a

    todas las libreras de C de forma nativa (salvo algunas excepciones).

    2 Desventajas:

    No soporta enteramente el Paradigma Orientado a Objetos. No es tan portable

    como su antecesor C.

    3 Portabilidad:

  • 26

    Es altamente portable, pero no lo es tanto como su predecesor.

    Java

    1 Ventajas:

    Provee una poderosa API para realizar casi todo lo que se desee. Es portable y

    corre rpidamente en cualquier parte sin modificacin de cdigo ni cuidado alguno ni

    recompilacin.

    2 Desventajas:

    Es un lenguaje interpretado lo cual hace que los programas hechos en Java sean

    lentos para realizar algunas tareas en donde la velocidad de ejecucin es un factor

    importante. La Java Virtual Machine (la maquina virtual o programa que se encarga

    de ejecutar los programas hechos en Java) en cada nueva versin requiere mucho ms

    hardware que la anterior.

    3 Portabilidad:

    Excelente. Uno de los lenguajes ms portables que existen.

    Visual Basic

    1 Ventajas:

    Una curva de aprendizaje leve, por lo que los resultados que se obtienen son

    rpidos y eficientes.

    2 Desventajas:

    Su rendimiento no es tan efectivo (perfomance)

    3 Portabilidad:

    Tan portable como lo sea el Framework.Net de Microsoft.

  • 27

    La escogencia de Visual Basic como lenguaje de programacin para el sistema

    domtico se basa en lo siguiente:

    1 Rapidez en la elaboracin de aplicaciones: Con Visual Basic es posible construir

    aplicaciones sin escribir mucho cdigo (caractersticas de los lenguajes de 4ta.

    generacin) por lo que el tiempo de programacin se reduce drsticamente.

    2 La ayuda disponible (en espaol) es completa y comprensible. Basta seleccionar

    una palabra para obtener los elementos vinculantes de esa palabra.

    3 Para el proyecto domtico el acceso a una base de datos es continuo, y es all

    precisamente donde Visual Basic, mediante el control de acceso de datos (ADO),

    nos ayuda muy eficientemente.

    4 En otros lenguajes de programacin el poder establecer comunicaciones fuera del

    computador (usando los puertos disponibles) es laborioso y medianamente

    complejo, al utilizar para ello mucho cdigo de programacin. Pero en Visual

    Basic la dificultad es mnima pues en el entorno de Visual Basic existe un control

    (objeto) llamado MsComm que se encarga de las comunicaciones.

    5 La depuracin de los programas en Visual Basic es rpida y eficiente gracias a la

    informacin desplegable que se genera cada vez que se presenta un error.

    Tambin es posible controlar muy eficientemente los errores generados por

    cdigo.

    6 La posibilidad de utilizar otras aplicaciones en el entorno de Visual Basic lo hace

    muy verstil a la hora de programar aplicaciones muy particulares. Por ejemplo el

    programa para reportes Crystal Report3, el cual se integra de manera natural al

    entono de Visual Basic.

    3 Crystal Report es una marca registrada de Seagate Software, Inc.

  • 28

    II.7. Metodologa aplicada al sistema domtico.

    La solucin propuesta sigue la metodologa sugerida por la Asociacin

    Espaola de Domtica (CEDOM), INSTITU CERDA (Fundacin Privada) y

    Ministerio de Ciencia y Tecnologa (Espaa) [Pro Home (2003)]. Esta metodologa

    es una sntesis de muchas experiencias realizadas por diversas empresas privadas e

    instituciones pblicas en el rea de la Domtica. Cada paso de sta metodologa,

    realizada correctamente, nos conduce a la realizacin efectiva de un sistema domtico

    donde la automatizacin y el control sean evidentes y donde los detalles de

    instalacin, servicio y mantenimiento formen parte integral del mismo.

    En lneas generales sta metodologa involucra tres etapas para la correcta

    implementacin de una vivienda Domtica:

    Figura 2. Proceso de una instalacin Domtica.

    Antes Durante Despus

    Los pasos necesarios para lograr con xito cada etapa se mencionan a

    continuacin:

    Proyecto Ejecucin Entrega

  • 29

    II.7.1. Etapa del Proyecto.

    (a) Anlisis de los requisitos previos (usuario).

    (b) Seleccin del sistema domtico idneo a estos requisitos.

    (c) Redaccin del proyecto, donde se expone toda la documentacin asociada

    necesaria para una exacta comprensin para que cualquier instalador, al menos

    pueda participar en la etapa de ejecucin.

    II.7.1.1. Subetapa de los requisitos previos.

    Es una de las subetapas ms relevantes y que, de entrada, parece obvia y sencilla,

    pero no lo es. La experiencia del mercado demuestra que:

    1. Es preciso realizar un anlisis detallado de las necesidades y deseos de los

    usuarios, que se conviertan en requisitos de usuario. Se trata de una tarea

    muchas veces difcil, al desconocer el usuario de antemano las posibilidades de la

    Domtica. Cerrar unos requisitos de usuario (aceptacin del cliente) es clave para

    evitar problemas en las etapas de desarrollo y entrega de la obra.

    2. En este anlisis hay que realizar, en numerosas ocasiones, un asesoramiento al

    usuario sobre la realidad de la Domtica, sus posibilidades efectivas de control y

    explicacin de lo que realmente se precisa. Conocer la ptima relacin

    aplicacin/coste es clave.

    3. Es preciso conocer la tipologa de usuarios que acceder a esa vivienda, para

    determinar como enfocar tanto las aplicaciones como la solucin que las cubra.

    4. Conocer el equipamiento domestico a controlar es tambin bsico para orientar

    las aplicaciones a ofrecer al usuario, determinando sus posibilidades efectivas y

    practicas.

  • 30

    II.7.1.2. Subetapa de seleccin del sistema domtico.

    Conocidos y cerrados los requisitos de usuario es el momento de elegir la mejor

    solucin que permita dar respuesta a dichos requisitos. Para ello, es bsico:

    1. Disponer de un conocimiento exhaustivo de toda la oferta disponible en el

    mercado, atendiendo, entre otros aspectos, los siguientes:

    (a) Prestaciones funcionales bsicas opcionales.

    (b) Prestaciones tcnicas.

    (c) Cumplimiento de normativa en vigor.

    (d) Implicaciones tecnolgicas para la vivienda y equipamiento domestico.

    (e) Posibilidad de ampliaciones futuras. Y grado de compatibilidad con otras

    soluciones.

    (f) Coste.

    2. Seleccin de la mejor alternativa, adecuando el sistema a los requisitos de usuario

    y de la instalacin, optimizando los puntos anteriores.

    3. Minimizar las implicaciones del sistema domtico sobre los equipos domsticos

    tradicionales.

    II.7.1.3. SubEtapa de redaccin del proyecto.

    Completadas las dos subetapas anteriores, es el momento de llevar a cabo la

    redaccin del proyecto. Deber realizarse una descripcin clara y concisa de la

    instalacin domtica, una explicacin de funcionamiento, los esquemas, los planos de

    conexiones, el paso de tubos, la relacin con instalaciones tradicionales, etc.

    Todos los elementos que afectan a esta instalacin deben de estar perfectamente

    especificados. El proyecto de instalacin debe ser realizado junto con el proyecto de

    ejecucin de la obra y debe de estar integrado en ste. En caso contrario, pueden

  • 31

    surgir disrupciones importantes en el proceso de construccin y domotizacin de la

    vivienda.

    No existe un contenido obligado (planos, esquemas, descripciones, etc.) para el

    proyecto domtico. Se introduce a continuacin una relacin exhaustiva de todo lo

    que podra contenerlo, en forma de ndice. Ser una decisin del instalador el

    considerar la inclusin de los puntos indicados.

    La redaccin del proyecto consta de:

    1. Introduccin/objetivos: Descripcin del contenido del proyecto y objetivos

    perseguidos. Clarificacin de los requisitos de usuario.

    2. Datos bsicos de la vivienda: Descripcin bsica de la vivienda (tipo, superficie,

    estancias, etc.).

    3. Requisitos de instalacin (equipamiento): Descripcin del equipamiento

    disponible en la vivienda, susceptible de ser automatizado (por ejemplo, caldera,

    acumulador, termo ACS, etc.).

    4. Aplicaciones (funciones): Descripcin de las funciones soportadas por el sistema

    domtico.

    5. Solucin adoptada:

    6. Descripcin detallada del sistema domtico y de los elementos que interviene

    (sensores, actuadores, mdulos, interfaces, elementos de actuacin, etc.). {Lista

    de componentes}

    7. Requisitos especiales de instalacin: Descripcin de las implicaciones del sistema

    domtico en las instalaciones tradicionales de la vivienda o la necesidad de

    nuevas instalaciones. Son ejemplos:

    (a) Espacio adicional en el cuadro elctrico.

    (b) Canalizaciones adicionales para el paso de las seales de control.

    (c) Recomendaciones de instalacin o consideraciones a cumplir (por ejemplo,

    separacin de seales de control y tensin 220 V AC, precauciones en la

    conexin de sensores, etc.).

  • 32

    (d) Precauciones de aislamiento de equipos susceptibles de generar interferencias

    (por ejemplo, motor de lavadora, microondas, etc.).

    (e) Otras a definir, segn tipologa del producto y especificaciones tcnicas.

    8. Especificaciones de Instalacin: Relacin de especificaciones para la

    interconexin de todos los elementos que componen la instalacin domtica, as

    como las necesidades de configuracin (previas a la programacin). Son ejemplos

    de especificaciones:

    (a) Tabla de asignacin de canales de entradas (salidas) del sistema domtico a

    los sensores (actuadores).

    (b) Conexin bsica de los sensores y actuadores. Esquema unifilar de conexin

    (diagrama de bloque con entradas y salidas).

    (c) Tabla de configuracin de canales (asignacin entre ellos).

    (d) Codificacin de cables (numeracin, colores, etc.) y tubulado, siempre que

    ello sea preciso.

    9. Puesta en marcha: Acciones a realizar para comprobar el correcto funcionamiento

    de la instalacin. Incluye la verificacin fsica del conexionado, la realizacin de

    pruebas de funcionamiento y mediciones necesarias para comprobar el resultado

    de estas pruebas.

    10. Mantenimiento: Descripcin de las necesidades de mantenimiento de la

    instalacin domtica. Debera incluir:

    (a) Elementos a mantener y forma de realizarlo.

    (b) Vida til de los elementos y recomendaciones de substitucin

    (c) Servicio de asistencia ofrecida al usuario:

    c.1.Tipo (correctivo, preventivo o predictivo solo s el sistema los permite-).

    c.2. Prestaciones incluidas (desplazamiento, tiempo de intervencin, servicio en

    fin de semana, etc.).

    c.3. Costo del servicio.

  • 33

    c.4. Garantas.

    c.5. Otras propias de contratos de mantenimiento.

    11. Presupuesto: Presupuesto total de la instalacin, desglosado por captulos de coste

    o niveles de aplicaciones u otros criterios de fcil inspeccin por el cliente final.

    Supone considerar:

    (a) Productos que integran la instalacin.

    (b) Mano de obra (instalacin fsica).

    (c) Otros captulos de coste necesario.

    (d) Total+IVA

    II.7.2. Etapa de Ejecucin.

    Tras la fase del proyecto, y disponiendo de una descripcin detallada de la toda

    instalacin domtica y sus implicaciones en el resto de instalaciones tradicionales, es

    el momento de llevarla a acabo. Para ello es preciso considerar tres subetapas

    concretas:

    (a) La eleccin del instalador que ejecutara el proyecto.

    (b) La preinstalacin e instalacin del sistema.

    (c) La puesta en marcha y verificacin de su correcto funcionamiento.

    II.7.2.1. SubEtapa de seleccin del instalador

    Las acciones siguientes son necesarias para la seleccin de un instalador

    domtico:

    1. Es imprescindible un conocimiento de la domtica como disciplina, que permita

    tener una visin de conjunto sobre las implicaciones de sta sobre el resto de

    instalaciones tradicionales.

  • 34

    2. Se sugiere disponer de experiencia previa en el sistema domtico elegido.

    3. En caso contrario, ser preciso un cierto grado de formacin, pudiendo ser a nivel

    bsico y completa (s existe un desconocimiento de la materia) o particular del

    sistema (al disponer ya de experiencia previa). El desconocimiento tcnico de la

    forma de llevar a cabo la instalacin (colocacin y conexionado) de algunos

    elementos del sistema domtico sigue siendo uno de los principales problemas

    tcnicos en los que se enfrentan algunos instaladores sin experiencia previa.

    Cableado, configuracin y programacin del sistema son algunos de los

    problemas tradicionales.

    4. Es preciso asegurar el conocimiento de la normativa aplicable, no solo las de

    mbito general sino las de mbito local (ordenanzas municipales) que puedan

    afectar a alguna parte de la instalacin (por ejemplo en el uso de sirenas de

    exterior).

    II.7.2.2. SubEtapa de anlisis de preinstalacin.

    En general, esta subetapa puede suponer:

    La previsin de todas las canalizaciones asociadas al sistema domtico, que incluye:

    (a) Tubos corrugados necesarios para el paso de cables.

    (b) Codificacin de los tubos n caso necesario.

    (c) Numero de cajas de empalmes.

    (d) Dimensionado del cuadro elctrico.

    (e) Requisitos para una futura ampliabilidad del sistema (canalizaciones

    adicionales, cajas de empalmes vacas, etc.).

    1. Anlisis de la mejor ubicacin de sensores y actuadores en la vivienda, para los

    cuales es preciso un conocimiento tcnico exhaustivo de las prestaciones de los

    sensores elegidos por el sistema domtico. Prestar especial atencin a dichas

  • 35

    prestaciones es fundamental para asegurar que el sistema domtico pueda

    funcionar de una forma adecuada.

    2. Consideracin de todas las recomendaciones de instalacin expuestas por el

    fabricante o distribuidor del sistema domtico, y que deben ser conocidas previas

    a su instalacin fsica. Son ejemplos

    (a) Posible doble canalizacin.

    (b) Separacin mnima entre canalizaciones, especialmente con las de distribucin

    de energa elctrica.

    (c) Tipo de cableado y su codificacin.

    (d) En el caso de colocar cables blindados, determinar las necesidades de una

    correcta conexin a tierra.

    (e) Preinstalacin futura para ampliaciones o nuevas prestaciones funcionales del

    sistema.

    3. SubEtapa de instalacin del sistema.

    Pasos a realizar:

    (a) Realizacin de sistemas de cableado alternativas.

    (b) Colocacin de tubos corrugados y codificacin en caso necesario.

    (c) Colocacin del cableado necesario y su codificacin.

    (d) Instalacin de todos los dispositivos (sensores, actuadores, elementos

    auxiliares de actuacin, etc.), atendiendo a sus prestaciones tcnicas.

    (e) Instalacin de elementos propios de redes domesticas (por ejemplo,

    dispositivos de red, estaciones Wi-Fi, etc.).

    (f) Instalacin de la central de gestin (s existe, segn tipologa de sistema).

    (g) Conexin de todo el sistema domtico.

    (h) Conectar con la instalacin tradicional (electrovlvulas, etc.).

    (i) Configuracin y /o programador.

  • 36

    7.2.3. Subetapa de puesta en marcha.

    (a) Verificacin de la instalacin

    (b) La realizacin de todas las pruebas de funcionamiento necesarias para

    asegurar el correcto uso de la totalidad del sistema.

    II.7.3. Etapa de entrega

    (a) Entrega de la instalacin al cliente.

    (b) El mantenimiento de la instalacin.

    II.7.3.1.SubEtapa de entrega de la instalacin al cliente.

    Los aspectos a considerar son los siguientes:

    1. Realizar la puesta en marcha definitiva del sistema domtico una vez el usuario

    disponga de los suministros bsicos contratados (electricidad, agua, gas y

    telefona), y en su presencia. Cabe recordar que en la subetapa ya descrita de

    puesta en marcha, esta se realiza habitualmente con los suministros propios de

    la obra.

    2. Proporcionar toda la documentacin necesaria (tcnica y funcional), asegurando

    el cumplimiento de las normativas que hubiese en funcin de la comunidad

    autnoma donde se localice la vivienda.

    3. Incluir en esa informacin las garantas de los productos instalados (y sus

    condiciones) y un contacto para cualquier eventualidad futura, dentro o fuera del

    plazo de la garanta.

    4. Formar al usuario en el manejo de las aplicaciones.

    5. Proporcionarle la posibilidad de contratar un servicio de mantenimiento y, lo que

    es ms importante, concretar las obligaciones y deberes de ambos con la finalidad

  • 37

    de evitar problemticas futuras en caso de averas o mal funcionamiento del

    sistema.

    6. Dotarle de informacin diversa, de inters para el cliente y el propio instalador

    (por ejemplo, equipamiento adicional de la vivienda, instalaciones de otra

    naturaleza, etc.).

    Se recomienda entregar al usuario las siguientes documentaciones (propuesta

    mxima).

    (a) Una gua rpida de uso del sistema domtico.

    (b) Un manual completo de instrucciones de su sistema domtico.

    (c) Una gua bsica para el mantenimiento domtico.

    Adems es preciso entregar:

    (a) Un plano de las instalaciones domoticas.

    (b) La informacin detallada sobre el servicio tcnico que pueda llevar a cabo

    reparaciones o alteraciones del sistema instalado.

    (c) La garanta de todo el material instalado (derechos, deberes, cobertura,

    duracin, etc.).

    II.7.3.2. Subetapa de mantenimiento.

    El anlisis del mantenimiento debe realizarse de forma adecuada para asegurar

    que ofrece un servicio al cliente que ser viable por amabas partes, es decir, por l y

    por el mantenedor del sistema (que, previsiblemente, ser el propio instalador del

    sistema). Las posibilidades son diversas y la leccin depender de la tipologa de

    sistema domtico instalado y de sus prestaciones de control remoto. En general, es

    posible destacar los siguientes aspectos de todo servicio de mantenimiento:

  • 38

    1. Definir el tipo de mantenimiento.

    (a) Correctivo: solo se acude a la vivienda para solucionar el problema.

    (b) Preventivo que, aparte de incluir el anterior, supone la visita peridica para

    verificar el funcionamiento del sistema y sustituir los elementos que se

    estimen convenientes.

    (c) Predictivo, donde el propio sistema domtico es capaz de detectar o realizar

    una previsin de anomalas e informar, bajo algn medio de transmisin a un

    centro servidor de tal evento.

    2. Limitar el numero de elementos a mantener y forma de realizarlo.

    3. Conocer la vida til de los elementos y las recomendaciones de substitucin

    (especialmente en elementos de seguridad, evitando falsas alarmas o ausencia de

    alarmas).

    2. Delimitar de forma clara los aspectos que integra el servicio:

    (a) Coste del mantenimiento.

    (b) Tiempo mximo de intervencin.

    (c) Posibilidad de servicio de fin de semana.

    (d) Coste y pago del servicio.

    (e) Garantas.

    (f) Otras formas de contratos de mantenimiento.

    Adems el instalador debe prestar otros servicios al usuario dentro de la vida til del

    sistema:

    (a) Reprogramacin del sistema, atendiendo a nuevas necesidades.

    (b) Reubicacin de elementos o inclusin de nuevas prestaciones.

    (c) Instalacin de equipamiento domestico adicional.

  • 39

    II.8. Metodologa aplicada para el programa informtico de gestin y del

    microcontrolador.

    La elaboracin del programa para el control y monitoreo del sistema domtico

    seguir los siguientes pasos:

    (a) Requerimientos funcionales necesarios para el nuevo sistema.

    (b) Definicin de las entradas y salidas.

    (c) Definicin del modelo conceptual de datos.

    (d) Diseo de los formularios y ventanas para las funciones definidas.

    (e) Diseo de los controles de seguridad y resguardo de la informacin.

    (f) Ajustes finales de los errores detectados, cambios definitivos.

    (g) Implantacin del sistema

    (h) Pruebas de funcionamiento de todo el programa.

    (i) Elaboracin de toda la documentacin necesaria para el programa; manual de

    usuario, manual de sistema y manual de programacin.

    La elaboracin del programa del microcontrolador, una vez seleccionado por su

    capacidad de memoria y el nmero de E/S, seguir los siguientes pasos:

    (a) Determinar el nmero de salidas y entradas que manejar el microcontrolador.

    (b) Definir que tipo de seales que manejarn los puertos del microcontrolador;

    analgicas o digitales.

    (c) Editar el programa principal en un programa de edicin de texto.

    (d) Compilar el programa para detectar posibles errores.

    (e) Corregir los errores detectados en la compilacin.

    (f) Elaborar pruebas de funcionamiento del programa cargado en el

    microcontrolador en un protoboard (tabla de conexiones).

    (g) Una vez verificado conectar los dispositivos de salida necesarios para la

    activacin de los diferentes mdulos de control.

  • 40

    II.9. Metodologa aplicada para el diseo de la interfaz electrnica y los mdulos

    de control.

    Para los mdulos de control se seguirn los siguientes pasos

    1. Realizar el esquema del circuito en papel con todas sus entradas y salidas

    identificadas. Sus elementos, valores nominales y dimensiones.

    2. Montar el circuito en un protoboard, tal como seala el esquema dibujado.

    3. Energizar con todos los voltajes requeridos y probar el circuito tanto para entradas

    simuladas como para las salidas obtenidas con dichas entradas.

    4. Realizar las correcciones necesarias en caso de que las salidas no se ajusten a lo

    establecido en el diseo.

    5. Realizar la edicin del circuito con todos sus elementos utilizando para ello un

    programa de edicin de circuitos electrnicos.

    6. Imprimir los diagramas de conexionado de cada uno de los elementos del circuito.

    7. Dibujar el diagrama anterior en una placa de baquelita de una sola cara

    metalizada. Se debe usar tinta anticida para el trazado de las conexiones.

    8. Colocar la baquelita en una bandeja de percloruro de hierro (cido que corroe el

    cobre de la baquelita), agitar y esperar que el cido retire el cobre sobrante. Lavar

    con agua abundante y secar la baquelita una vez que el cido cumpla su funcin.

    9. Si es necesario colocar todos los puentes conductores antes que los componentes

    electrnicos.

    10. Instalar cada uno de los componentes electrnicos sobre la tarjeta teniendo

    cuidado de no exceder el tiempo de calentamiento del cautn sobre componentes

    sensibles.

    11. Probar la tarjeta una vez armada: Alimentndola con los voltajes necesarios y

    sometindola a pruebas de entrada y verificacin de salidas.

  • 41

    Comentarios adicionales sobre la metodologa utilizada.

    En la bsqueda de una metodologa adecuada para el sistema domtico

    propuesto como trabajo de grado, se investigan las fuentes probables ms obvias;

    libreras, bibliotecas, revistas, tesis de grado, etc. Pero se consigue con poco material

    escrito que hiciera referencia a la domtica (textos formales sobre el tema). A pesar

    de este inconveniente se insiste en buscar en todas las libreras de la ciudad (San

    Cristbal) el termino Domtica en sus listas de pedidos antiguos y futuros, no

    hallando el termino por ningn lado. Finalmente se consulta la red Internet, donde se

    hallan referencias al termino Domtica en abundancia.

    La mayor parte de las referencias encontradas en la Internet son de empresas

    comerciales que venden su propia tecnologa para la automatizacin del hogar.

    Muchas de ellas comercializan paquetes completos de diseo de software para

    aplicaciones de automatizacin y control, brindando asesora en cuanto al tipo de

    sistema domtico ms adecuado a las necesidades del cliente. Sin embargo cuando se

    trata de obtener una referencia sobre la metodologa que se aplica para construir un

    sistema domtico, la misma es muy vaga o simplemente no existe. Y solo se limitan a

    explicar la forma de instalar correctamente los dispositivos, su configuracin, precios

    y caractersticas opcionales.

    Para mayor comprensin, comodidad y ahorro de tiempo en las consultas de

    Internet, el esfuerzo se enfoco en paginas dedicadas a la domtica en idioma espaol.

    Donde las empresas con mayor evolucin y presencia en el mbito domtico son las

    espaolas (desde 1990). Y es precisamente en Espaa a travs de una pagina web

    (casadomo.com) donde se halla un documento denominado Pro Home, el cual fue

    elaborado por la Asociacin Espaola de Domtica (CEDOM) y respaldado por el

    ministerio de Ciencia y Tecnologa de Espaa. Este documento es un compendio de

    muchas experiencias de instaladores, empresas y diseadores en el rea domtica.

    Expone los pasos necesarios para que una vivienda sea domotizada de acuerdo a

    experiencias exitosas y duraderas.

  • 42

    Esta metodologa no pretende ser un dogma en el desarrollo de sistemas

    domticos. Solo pretende ser una alternativa o gua al gran vaco existente al

    momento de considerar la instalacin de un sistema domtico en el hogar. Por los

    momentos hasta que no se estandarize los dispositivos actuadores, interfaces

    electrnicas y medios de comunicacin no habr una metodologa general para la

    Domtica. No obstante se toma esta metodologa para el proyecto de grado debido a

    que esta basada en muchas experiencias provenientes del mbito domtico y al

    mismo tiempo esta respaldada por instituciones y organizaciones de muy alto nivel en

    el rea tecnolgica y de la domtica.

    Para el programa de gestin encargado del control y monitoreo de todo el

    sistema, la metodologa escogida es la sugerida por Kendall&Kendall, en lo

    concerniente a sistemas de informacin. De esta metodologa se utilizarn las pautas

    relacionadas a la definicin de las funciones del sistema, la definicin de las entradas

    y salidas, el modelo de datos, funciones de control y el diseo de la interfaz de

    usuario. Implantado el sistema se procede a la realizacin de pruebas y mejoras, para

    finalmente elaborar toda la documentacin tcnica que garantice que el usuario pueda

    utilizar el sistema con todo su potencial y caractersticas de diseo.

  • 43

    CAPITULO III

    DESARROLLO DE LA SOLUCIN

    A continuacin se muestra un esquema general de la solucin propuesta en una

    vivienda. En el esquema se puede ver los elementos principales y su interrelacin con

    todo el sistema:

    Figura 2. Conexin general en una vivienda.

    Actuador Llave de agua Bloqueador de lnea Cableado de control (emisin / recepcin)

    Telfono

    120 Vac

    UPS

    PC

    Interface

    Lnea Telfono- 2 hilos

    Hab. 1 Hab. 2 Hab. 3

    Hab. 5 Hab.4

    Bao 1

    Bao 2

    Bao 3

    Aire Acondicionado

    Ventilacin

  • 44

    Figura 3. Esquema en detalle del sistema de monitoreo y control

    Computadora procesa los datos USUARIO entrada y ejerce el control

    Tarjeta Electrnica

    Actuadores

    Elementos finales:

    - Luces

    -Electrovlvulas - Lnea Telefnica

    PC

    Interfase Electrnica mediante Microcontrolador

  • 45

    III.1. Etapa de proyecto.

    III.1.1. Anlisis de los requisitos previos (requisitos de usuario).

    Los requisitos de usuario se enfocan desde el punto de vista de la gestin

    energtica y el ahorro de gastos. Esto debido a que la Domtica abarca muchos otros

    aspectos (confort, entretenimiento, etc.), los cuales no forman parte del proyecto

    domtico propuesto. El anlisis se concreta en cinco aspectos relevantes que se han

    de considerar como requerimientos mnimos de usuario:

    (a) La necesidad del sistema domtico en la vivienda.

    (b) Seleccin de los puntos de control.

    (c) Exigencia en cuanto al tipo de control del sistema.

    (d) Tipo de usuario.

    (e) Factor econmico.

    III.1.1.1. Necesidad del sistema domtico.

    El usuario o los usuarios del sistema domtico deben conocer las

    potencialidades reales del sistema domtico a instalar. Su efectividad en la reduccin

    del gasto, que debe reflejarse en los recibos mensuales de pago de cada servicio. Un

    anlisis de los factores reales del excesivo consumo dentro de la vivienda puede

    despejar las dudas que puedan existir en cuanto a que servicios ocasionan el elevado

    gasto.

    Para el servicio elctrico se debe tomar en cuenta la cantidad de

    electrodomsticos que se utilizan diariamente, particularmente los que consumen

    mayor energa (>500w): microondas, planchas, cocinas elctricas, lavadoras,

  • 46

    calentador de agua, etc. El nmero de bombillos y su potencia que estn presentes en

    los espacios de la vivienda y que son utilizados con mayor frecuencia.

    Si despus de realizado el anlisis anterior se determina que la frecuencia de uso

    de los electrodomsticos (los de mayor consumo elctrico >500w) es mucho mayor

    que la frecuencia de encendido de las luces dentro y fuera de la vivienda (luces

    exteriores) entonces se requiere de un sistema domtico adecuado para el control

    efectivo de cada electrodomstico como por ejemplo un control independiente para

    cada punto de conexin (distinto al planteado en este proyecto). Pero si el anlisis

    determina que el factor de encendido de las luces junto a su nmero determina la

    mayor parte de gasto, entonces el sistema propuesto es el indicado como una

    alternativa de solucin.

    Para el servicio de agua, se debe tomar en cuenta si existe un incremento

    creciente en el gasto para este servicio que justifique la implementacin del control

    domtico en la vivienda. El usuario puede para ello revisar los recibos de por lo

    menos los tres meses anteriores. Si el incremento que se pueda detectar tiene una

    incidencia apreciable en el presupuesto de gastos en servicios se debe tomar en cuenta

    ste servicio para el sistema domtico.

    Para el servicio telefnico (uno de los mayores costos en servicios), se debe

    determinar si el consumo mensual sobrepasa el promedio usual de consumo

    acostumbrado dentro de la vivienda. Sin embargo si el costo tiene poca incidencia en

    el presupuesto general de gastos este servicio estar descartado para el control

    domtico. En caso contrario se coloca un punto de control para su monitoreo y

    control.

    III.1.1.2. Seleccin de los puntos de control.

    El nmero de puntos de control seleccionados para cada servicio bsico debe

    corresponder al nmero que proporcione un acertado control en el control energtico

  • 47

    y a la reduccin de gastos. Este numero depende de la frecuencia de utilizacin de

    los servicios en los recintos o estancias de la vivienda. Por lo que la opinin de los

    residentes en la vivienda es de crucial importancia para evitar la instalacin de

    puntos de control que no vayan a redundar en la reduccin de los gastos y que

    representen una gran inversin. Por lo tanto donde se determine que el uso del

    servicio es mas frecuente, se debe colocar un punto de control. Sin embargo si no hay

    problema en la inversin que se puede hacer para el sistema domtico se instala en

    cada recinto, un punto de control para cada servicio bsico considerado.

    Se debe tomar en cuenta el servicio critico, es decir el servicio bsico

    (electricidad, agua y telfono), que bajo condiciones normales de uso tiene mayor

    incidencia en el presupuesto de gastos generales de la vivienda. Una vez determinado

    cual de los servicios es critico la eleccin del nmero de puntos de control ser mayor

    para ste servicio. Esto solo se aplica a los servicios de electricidad y agua pues el

    servicio telefnico solo tiene un solo punto de control (una lnea).

    Una manera de determinar cual servicio tiene mayor peso en el presupuesto de

    gastos es tomar los recibos de pagos de los mismos y verificar cual de ellos tiene un

    peso mayor (en bolvares) que represente un incremento no contemplado en los

    gastos mensuales destinados a los servicios.

    III.1.1.3. Exigencia en cuanto al tipo de control del sistema.

    La seleccin del sistema domtico para la gestin energtica esta basado en los

    requisitos previos considerados (requisitos de usuario). Para cada eleccin escogida

    se indican las alternativas ofrecidas en el mercado domtico y los costos econmicos

    involucrados. Este ltimo aspecto se toma en cuenta para contrastar con el sistema

    domtico propuesto.

  • 48

    1. Prestaciones funcionales bsicas y opcionales.

    1.1. Tipo de Arquitectura para el sistema domtico.

    La arquitectura independiente para un sistema domtico se aplica cuando los

    propios dispositivos incorporan los elementos de control y este control se realiza al

    margen del resto de los componentes.

    La arquitectura centralizada nos permite usar una computadora como centro de

    control de todo el sistema. La misma recibe todos los datos provenientes de los

    sensores y enva las ordenes a los actuadores para el control de las variables

    supervisadas.

    La arquitectura distribuida o en red permite que el elemento de control este

    prximo al elemento a controlar. Lo que implica que en cada punto de control exista

    un elemento de control (capaz de realizar su propio proceso) que responda a uno o

    varios computadores.

    La arquitectura distribuida, muy verstil en el aspecto de adaptacin a las

    caractersticas de la vivienda, implica que en cada punto de control exista un control

    de proceso (elemento electrnico con microcontrolador) que acta como esclavo y

    que recibe/enva ordenes de uno o varios procesadores. Cada esclavo tiene una

    direccin que lo identifica de manera nica en todo el sistema. Todo esto implica que

    si se establece veinte puntos de control sern necesarios veinte elementos de control

    que incluyan cada uno un microcontrolador.

    Por otra parte la arquitectura centralizada nos permite utilizar solo un

    microcontrolador (en la interfaz electrnica) como elemento de control que recibe y

    emite ordenes para el control de las variables bajo supervisin lo que reduce

    enormemente el costo de la instalacin Domtica.

    Sin embargo la seleccin de la arquitectura centralizada para el proyecto

    domtico de gestin energtica tambin obedece al hecho de que solo se hayan

  • 49

    tomado algunas funciones especificas para el control de los servicios bsicos,

    dejando de lado el control de las dems aplicaciones posibles de la Domtica.

    1.2. Medio de Transmisin

    En todo sistema domtico es necesario una va que permita la recepcin y el

    envo de datos para el control de las variables supervisadas. El soporte fsico puede

    ser: par trenzado, lnea de potencia o red elctrica, radio, infrarrojos.

    A continuacin se enumeran los siguientes tipos de medios de transmisin:

    1.2.1. Lneas de distribucin de energa elctrica (corrientes portadoras).

    Si bien no es el medio ms adecuado para al transmisin de datos, si es una

    alternativa a tener en cuenta para las comunicaciones domesticas dado el bajo coste

    que implica su uso, dado que se trata de una instalacin existente por lo que es nulo el

    coste de la instalacin, y adems muy fcil el conexionado. Para aquellos casos en los

    que las necesidades del sistema no impongan requerimientos muy exigentes en cuanto

    a la velocidad de transmisin, la lnea de distribucin de energa elctrica puede ser

    suficiente como soporte de dicha transmisin.

    Relacin a la solucin propuesta: La seleccin de los cables elctricos como medio de transmisin exige el uso

    de los dispositivos de interface que utilizan el protocolo X10. El cual utiliza una seal

    de alta frecuencia (superior a 100Khz) para enviar los datos. Esto obviamente

    incrementa el costo de la instalacin y nos hace depender de equipos que solo se

    fabrican fuera del pas.

    Sin embargo existe en el mercado un dispositivo convertidor de salida RS232

    (la utilizada por el sistema propuesto) a X10. Esta alternativa sera viable en caso de

    que se decidiera cambiar mas adelante el medio de transmisin. Obviamente el

  • 50

    usuario tendra que comprar los receptores y transmisores X10 una vez realizado este

    cambio.

    1.2.1. Soportes Metlicos.

    La infraestructura de las redes de comunicacin actuales, tanto pblicas como

    privadas, tiene en un porcentaje muy elevado, cables metlicos de cobre como

    soporte de transmisin de las seales elctricas que procesa.

    En general se pueden distinguir dos tipos de cables metlicos:

    1. Par Metlico.

    Los cables formados por varios conductores de cobre pueden dar soporte a un

    amplio rango de aplicaciones en el entorno domestico. Este tipo de cables pueden

    transportar voz, datos y alimentacin de corriente continua. Los denominados cables

    de pares estn formados por cualquier combinacin de los tipos de conductores que a

    continuacin se detallan:

    (a) Cables formados por un solo conductor con un aislamiento exterior plstico

    como los utilizados para la transmisin de las seales telefnicas.

    (b) Par de cables, cada uno de los cables esta formado por un arrollamiento

    helicoidal de varios hilos de cobre (por ejemplo, los utilizados para la

    distribucin de seales de audio).

    (c) Par apantallado, formado por dos hilos recubiertos por un trenzado conductor

    en forma de malla cuya misin consiste en aislar las seales que circulan por

    los cables de las interferencias electromagnticas exteriores (por ejemplo, los

    utilizados para distribucin de sonido de alta fidelidad o datos).

    (d) Par trenzado, esta formado por dos hilos de cobre recubiertos cada uno por un

    trenzado en forma de malla. El trenzado es un medio para hacer frente a las

    interferencias electromagnticas (por ejemplo, los utilizados para

    interconexin de ordenadores).

  • 51

    2. Coaxial.

    Un par coaxial es un circuito fsico asimtrico, constituido por un conductor

    filiforme que ocupa el eje longitudinal del otro conductor en forma de tubo,

    mantenindose la separacin entre ambos mediante un dielctrico apropiado. Este

    tipo de cables permite el transporte de las seales de vdeo y seales de datos a alta

    velocidad. Dentro del mbito de la vivienda, el cable coaxial puede ser utilizado

    como soporte de transmisin para:

    (a) Seales de teledifusin que provienen de las antenas (red de distribucin de

    las seales de TV y FM).

    (b) Seales procedentes de las redes de TV por cable.

    (c) Seales de control y datos a media y baja velocidad.

    3. Fibra ptica.

    La fibra ptica es el resultado de combinar dos disciplinas no relacionadas,

    como son la tecnologa de semiconductores (que proporciona los materiales para las

    fuentes y los detectores de luz), y la tecnologa de guiado de ondas pticas (que

    proporciona el medio de transmisin, el cable de fibra ptica).

    La fibra ptica esta constituida por un material dielctrico transparente,

    conductor de luz, compuesto por un ncleo con un ndice de refraccin menor que el

    del revestimiento, que envuelve a dicho ncleo. Estos dos elementos forman una gua

    para que la luz de desplace por la fibra. La luz transportada es generalmente

    infrarroja, y por lo tanto no es visible por el ojo humano.

    A continuacin se detallan sus ventajas e inconvenientes:

    (a) Fiabilidad en la transferencia de datos.

    (b) Inmunidad frente a interferencias electromagnticas y de radiofrecuencia.

    (c) Alta seguridad en la transmisin de datos.

    (d) Distancia entre los puntos de la instalacin limitada, en el entorno domstico

    estos problemas no existen.

  • 52

    (e) Elevado coste de los cables y las conexiones.

    (f) Transferencia de gran cantidad de datos.

    Relacin a la solucin propuesta: Para el sistema domtico propuesto el uso del cable de mltiples pares es el ms

    adecuado, debido a las caractersticas propias del sistema. Esto debido a que el cable

    slo debe llevar valores de voltaje bien definidos (0 +5VDC).

    El sistema debe mantener comunicacin con la tarjeta electrnica que sirve de

    interfaz, la cual solo esta separada algunos metros de la central de gestin

    (computadora). Por lo que la limitante referente a la longitud del cableado (hacia los

    mdulos de control) no es un problema para el sistema.

    1.2.2. Conexin sin Hilos.

    1. Infrarrojos

    El uso de mandos a distancia en transmisin por infrarrojos esta ampliamente

    extendida en el mercado residencial para telecomandar equipos de audio y video. La

    comunicacin se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR

    (rayos infrarojos), sobre la que se superpone una seal, convenientemente modulada

    con la informacin de control, y un fotodiodo receptor cuya misin consiste en

    extraer de la seal recibida la informacin de control y un fotodiodo receptor cuya

    misin consiste en extraer de la seal recibida la informacin de control.

    Al tratarse de un medio de transmisin ptico es inmune a las radiaciones

    electromagnticas producidas por los equipos domsticos o por los dems medios de

    transmisin (coaxial, cables pares, red de distribucin de energa elctrica, etc.). Sin

    embargo, hay que tomar precauciones en el caso de las interferencias

    electromagnticas que puedan afectar a los extremos del medio.

  • 53

    Relacin con la solucin propuesta Definitivamente el costo de la interface con este medio de transmisin y su

    vulnerabilidad a las interferencias hacen de este medio de transmisin no adecuado a

    la solucin