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UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA CIVIL ELECTRNICA
ANLISIS Y DISEO DE UNA RED DOMTICA PARA
VIVIENDAS SOCIALES
Trabajo de Titulacin para optar al
Ttulo de Ingeniero Civil Electrnico
PROFESOR PATROCINANTE:
Sr. Pedro Rey Clericus
FRANCISCO JAVIER CALVO TORRES
VALDIVIA 2014
-
I
CONTENIDO
I RESUMEN, INTRODUCCIN Y OBJETIVOS
........................................ 1
I.1 RESUMEN
....................................................................................
1 I.2 SUMMARY
....................................................................................
2
I.3 INTRODUCCIN
...........................................................................
3 I.4 Objetivo general
............................................................................
5 I.5 Objetivos especficos
.....................................................................
5
II INTRODUCCIN A LA DOMTICA
...................................................... 6
II.1 Definicin y caractersticas
............................................................ 6
II.2 Elementos de un sistema Domtico
............................................... 8
II.2.1 Controlador
.............................................................................
8
II.2.2 Nodos
......................................................................................
9
II.2.3 Actuadores
............................................................................
10
II.2.4 Sensores
...............................................................................
10
II.2.5 Canal de comunicacin
......................................................... 11
II.3 Aplicaciones
................................................................................
11
II.3.1 Domtica y eficiencia energtica
............................................ 11
II.3.2 Seguridad
..............................................................................
14
II.3.3 Climatizacin.
.......................................................................
15
II.3.4 Integracin de electrodomsticos inteligentes
......................... 16
II.4 Arquitectura de redes
..................................................................
16
II.4.1 Arquitectura Centralizada
...................................................... 16
II.4.2 Arquitectura distribuida
........................................................ 18
II.4.3 Arquitectura Mixta
................................................................
19
II.5 Protocolos de comunicacin
........................................................ 20
II.5.1 X.10 o Power Line Carrier (PLC)
............................................. 22
II.5.2 LonWorks
..............................................................................
23
-
II
II.5.3 CEBus
...................................................................................
24
II.5.4 EHS (European Home System)
............................................... 25
II.5.5 KONNEX
...............................................................................
25
II.5.6 ZigBee
...................................................................................
26
II.6 Oferta de sistemas domticos en Chile
........................................ 27
II.6.1 BTcino
...................................................................................
28
II.6.2 Control4
................................................................................
30
II.6.3 Functiodomo
.........................................................................
31
II.6.4 Insteon
..................................................................................
32
III OPEN DOMO, PLC y ARDUINO COMO ALTERNATIVA DE CONTROL
..33
III.1 OpenDomo
..................................................................................
33
III.2 Controlador Lgico Programable (PLC)
......................................... 35 III.3 Plataforma de
Hardware Arduino .................................................
37
III.3.1 Arduino Uno
..........................................................................
38
IV Domtica y viviendas sociales
........................................................ 43
IV.1 Caractersticas fsicas
.................................................................
43 IV.2 Consumo Elctrico en viviendas
.................................................. 47
IV.2.1 Consumo de electricidad en la vivienda por aparato
............... 48
IV.3 Seleccin de los elementos a automatizar e integrar en la
vivienda social
...................................................................................................
52
IV.3.1 Elementos afectos a automatizar en la vivienda social
............ 52
IV.3.2 Anlisis de elementos controlables en la vivienda social
......... 54
IV.3.3 Elementos seleccionados
....................................................... 59
V DISEO DE SISTEMA DOMTICO PARA VIIVENDA TIPO .................
62
-
III
V.1 Criterios de la propuesta adopatada
............................................ 62
V.2 Control de luces.
.........................................................................
63 V.3 Control de circuito de enchufes
................................................... 77
V.3.1 Disipador de temperatura para Triac de cto. de enchufes
....... 79
V.4 Control de Humedad relativa en bao y cocina
............................ 82 V.5 Fuente alimentacin
....................................................................
86
V.6 Arquitectura de red
.....................................................................
87
VI INTERFAZ DE USUARIO
................................................................
94
VI.1 Teclas control de luz por zona
.................................................... 95 VI.2 Teclas
Enchufes 1, 2 y 3
............................................................. 96
VI.3 Encendido total
...........................................................................
97
VI.4 Extractor aire cocina y bao
....................................................... 97
VII COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
................................................ 98
VIII BIBLIOGRAFA
.............................................................................
102
IX ANEXOS
......................................................................................
104
IX.1 Costo elementos del sistema
...................................................... 104 IX.2
Cdigos de programacin para los controladores Arduino del sistema
domtico.
..............................................................................
105
IX.2.1 Sketch para Arudnio n1. Control principal.
........................ 105
IX.2.2 Sketch para Arduino n2
..................................................... 108
IX.2.3 Sketch Arduino n3
.............................................................
112
IX.2.4 Sketch Arduino n4
.............................................................
116
-
IV
NDICE DE FIGURAS
Figura II-1. Domtica, la integracin de redes.
.......................................... 7
Figura II-2. Mdulos controladores. Logo de Siemens (iz.),
........................ 9
Figura II-3. Tarifa Chilectra Hogar Flex.
.................................................. 14
Figura II-4. Sistema Centralizado.
........................................................... 17
Figura II-5. Arquitectura distribuida.
...................................................... 18
Figura II-6. Arquitectura distribuida, cada elemento es un
...................... 19
Figura II-7. Arquitectura Mixta.
..............................................................
20
Figura II-8. Tipos de protocolos para Domtica.
...................................... 21
Figura II-9. Protocolos Estndar para domtica.
.................................... 22
Figura II-10. Algunos estndares propietarios.
........................................ 23
Figura II-11. Camara (iz.) y sensor de presencia (der.) de
btcino. ............. 29
Figura II-12. Comando actuador (iz.) y panel monitor
.............................. 29
Figura II-13. Algunos elementos de MY HOME de BTcino.
....................... 30
Figura II-14. MY HOME WEB
..................................................................
30
Figura II-15. Sistema Control4.
...............................................................
31
Figura II-16. Dispositivos Insteon.
.......................................................... 32
Figura III-1. ODControl de OpenDomo.
................................................... 34
Figura III-2. LOGO! de Siemens.
.............................................................
37
Figura III-3. Arduino Uno.
......................................................................
38
Figura IV-1. Plano de una vivienda social tipo.
........................................ 46
Figura IV-2. Consumo en kWh/ao por aparato en viviendas.
................. 48
Figura IV-3. Viviendas y dispositivos en stand by.
................................... 50
Figura V-1. Sistema de control de iluminacin.
....................................... 66
Figura V-2. Diagrama flujo control de iluminacin.
................................. 67
Figura V-3. Acondicionador para LDR
..................................................... 70
Figura V-4. Relacin de Resistencia y luminosidad de
............................ 71
Figura V-5.Circuito detector de cruce por cero.
....................................... 72
Figura V-6. Circuito disparo triac para control de luz.
............................. 73
Figura V-7. Mxima disipacin de potencia triac BTA 08
......................... 75
-
V
Figura V-8. Diagrama flujo control enchufes.
.......................................... 78
Figura V-9. Circuito control enchufes.
.................................................... 79
Figura V-10. Triac con pasta trmica y disipador.
................................... 81
Figura V-11. Circuito equivalente trmico
............................................... 81
Figura V-12. Control de humedad relativa.
............................................. 83
Figura V-13. Caracterstica tensin de salida en funcin de la
............... 84
Figura V-14. Diagrama de flujo sistema control de humedad
relativa. ..... 85
Figura V-15. Fuente alimentacin para arduinos y circuitera
general. .... 87
Figura V-16. Arquitectura de red mixta escogida para sistema
domtico. 93
Figura V-17. Disposicin de los elementos del sistema
............................ 93
Figura VI-1. Disposicin elementos interfaz principal.
............................. 94
-
VI
NDICE DE TABLAS
Figura II-1. Domtica, la integracin de redes.
.......................................... 7
Figura II-2. Mdulos controladores. Logo de Siemens (iz.),
........................ 9
Figura II-3. Tarifa Chilectra Hogar Flex.
.................................................. 14
Figura II-4. Sistema Centralizado.
........................................................... 17
Figura II-5. Arquitectura distribuida.
...................................................... 18
Figura II-6. Arquitectura distribuida, cada elemento es un
...................... 19
Figura II-7. Arquitectura Mixta.
..............................................................
20
Figura II-8. Tipos de protocolos para Domtica.
...................................... 21
Figura II-9. Protocolos Estndar para domtica.
.................................... 22
Figura II-10. Algunos estndares propietarios.
........................................ 23
Figura II-11. Camara (iz.) y sensor de presencia (der.) de
btcino. ............. 29
Figura II-12. Comando actuador (iz.) y panel monitor
.............................. 29
Figura II-13. Algunos elementos de MY HOME de BTcino.
....................... 30
Figura II-14. MY HOME WEB
..................................................................
30
Figura II-15. Sistema Control4.
...............................................................
31
Figura II-16. Dispositivos Insteon.
.......................................................... 32
Figura III-1. ODControl de OpenDomo.
................................................... 34
Figura III-2. LOGO! de Siemens.
.............................................................
37
Figura III-3. Arduino Uno.
......................................................................
38
Figura IV-1. Plano de una vivienda social tipo.
........................................ 46
Figura IV-2. Consumo en kWh/ao por aparato en viviendas.
................. 48
Figura IV-3. Viviendas y dispositivos en stand by.
................................... 50
Figura V-1. Sistema de control de iluminacin.
....................................... 66
Figura V-2. Diagrama flujo control de iluminacin.
................................. 67
Figura V-3. Acondicionador para LDR
..................................................... 70
Figura V-4. Relacin de Resistencia y luminosidad de
............................ 71
Figura V-5.Circuito detector de cruce por cero.
....................................... 72
Figura V-6. Circuito disparo triac para control de luz.
............................. 73
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VII
Figura V-7. Mxima disipacin de potencia triac BTA 08
......................... 75
Figura V-8. Diagrama flujo control enchufes.
.......................................... 78
Figura V-9. Circuito control enchufes.
.................................................... 79
Figura V-10. Triac con pasta trmica y disipador.
................................... 81
Figura V-11. Circuito equivalente trmico
............................................... 81
Figura V-12. Control de humedad relativa.
............................................. 83
Figura V-13. Caracterstica tensin de salida en funcin de la
............... 84
Figura V-14. Diagrama de flujo sistema control de humedad
relativa. ..... 85
Figura V-15. Fuente alimentacin para arduinos y circuitera
general. .... 87
Figura V-16. Arquitectura de red mixta escogida para sistema
domtico. 93
Figura V-17. Disposicin de los elementos del sistema
............................ 93
Figura VI-1. Disposicin elementos interfaz principal.
............................. 94
-
1
I RESUMEN, INTRODUCCIN Y OBJETIVOS
I.1 RESUMEN
Para implementar un sistema domtico enfocado a la vivienda
social que
consiga un mejor uso de la energa, se requiere encontrar el
equilibrio
entre tres variables que son el precio, comodidad y
eficiencia.
Diseamos sobre la base de hacer ms eficiente el sistema de
iluminacin
de la vivienda, generando el control de los niveles de
iluminacin y de
presencia humana en las distintas zonas, ofreciendo como solucin
un
control de iluminacin que permite el encendido/apagado de
las
luminarias de forma automtica y manual, adaptando el nivel
lumnico en
relacin a la disponibilidad de luz natural y a las necesidades
del usuario.
El consumo en modo espera de diversos aparatos existentes en la
vivienda,
representa el 10% del consumo energtico nacional. Para reducir
esta
cifra, se disea un sistema de control de enchufes que permite
una
reduccin del consumo de energa de dispositivos en stand-by.
Por otra parte, se disea un control de ventilacin para bao y
cocina que
busca reducir la humedad relativa al interior de la vivienda ya
que esta
representa un problema que contribuye a la prdida de calor
interior,
aumentando la demanda por calefaccin, y facilita el desarrollo
de
organismos en general dainos para el ser humano.
Se estima que la implementacin de este sistema domtico, ofrece
una
reduccin de hasta un 90% de la energa que se utilizara en
aplicaciones
como ver una pelcula o escuchar msica en un ambiente de
iluminacin
tenue y una cada del 33% del consumo en stand-by si tan solo
se
desconectan los circuitos de enchufes ocho horas diarias.
-
2
I.2 SUMMARY
To implement an automated system focused on social housing get
better
use of energy, is required to balance three variables that are
price,
convenience and efficiency.
Designed on the basis of making the system more efficient
lighting
housing, generating control lighting levels and human presence
in different
areas, offering as lighting control solution that enables on /
off luminaires
automatically and manually adjusting the light level in relation
to the
availability of natural light and the needs of the user.
Consumption in
stand-by mode various existing devices in the home, accounting
for 10% of
national energy consumption. To reduce this number, a system
control
plugs allowing a reduction in energy consumption of devices in
stand-by is
designed.
Moreover, control of ventilation for bathroom and kitchen that
seeks to
reduce the relative humidity inside the house because this is a
problem
that contributes to indoor heat loss, increasing the demand for
heating,
and facilitates the development is designed generally organisms
harmful to
humans.
It is estimated that implementation of this automation system
offers a
reduction of up to 90% of the energy that would be used in
applications
such as a movie or listen to music in an atmosphere of dim
lighting and a
33% fall in consumption in stand-by only by circuit plugs are
disconnected
eight hours.
-
3
I.3 INTRODUCCIN
El estado realiza grandes esfuerzos por mantener el equilibrio
entre la
generacin de electricidad y la demanda por ella. Junto al
desarrollo de las
fuentes de energas renovables, la generacin de polticas e
implementacin de mejoras de eficiencia energtica provocan que el
tema
energtico no pase desapercibido para ningn sector.
Las polticas sociales junto al ahorro energtico, tampoco se
quedan atrs.
Ya hace un par de aos el gobierno ha impulsado proyectos para
viviendas
sociales que incorporan sistemas de calentadores de agua solares
(1), que
generan un ahorro econmico para las familias de escasos recursos
y un
ahorro energtico para el pas.
La Domtica es un conjunto de tecnologas que se encuentra
actualmente
en pleno desarrollo, si bien sus orgenes comenzaron en la
automatizacin
industrial, hoy podemos encontrar casas totalmente equipadas con
este
tipo de tecnologa que adems de aumentar el confort, proporciona
una
mayor seguridad en la vivienda y permite hacer un uso ms
eficiente de la
energa.
Existen en la actualidad un sin nmero de empresas dedicadas a
la
automatizacin de viviendas, tambin una gran cantidad de
fabricantes de
dispositivos para estos sistemas, otros cuantos protocolos,
pero, los costos
de estos sistemas son bastante elevados; cul sera la mejor
alternativa
para ser implementada en viviendas sociales?, que ms que
aumentar el
confort, necesitan generar un ahorro energtico y por ende
econmico para
sus propietarios.
En este trabajo se presenta un anlisis de un sistema domtico
para
viviendas sociales que permite el mejor uso de la energa
utilizada en
-
4
iluminacin, calefaccin y gestin de aparatos electrnicos en modo
stand-
by.
En una primera seccin de este trabajo (II) se presentan
antecedentes
generales sobre la Domtica, sus caractersticas principales,
aplicaciones y
su potencial frente al ahorro energtico adems de su aporte al
aumento
del confort humano en la vivienda, tambin se ofrece un estudio
de la
oferta del sistema domtico en Chile y en el captulo III las
alternativas que
este autor destaca a los sistemas de control ofrecidos en el
mercado. En IV
se realiza una relacin entre la potencialidad de los sistemas
domticos y
su aplicabilidad en las viviendas sociales consideradas la
vivienda tipo en
este trabajo. Se muestran las caractersticas fsicas de la
vivienda tipo y la
energa en comparativa a nivel nacional de consumo debido a
iluminacin,
y diversos electrodomsticos.
Ya en IV.3 se realiza una seleccin de acuerdo al criterio de
eficiencia
energtica para escoger los elementos de la vivienda tipo a
automatizar
efectuando una marcada diferencia entre el objetivo que se
persigue y la
mejora del confort que puede llegar a ofrecer un sistema
domtico. El
diseo de un sistema domtico para la vivienda social en base a
las
caractersticas analizadas es desarrollado en la seccin V,
realizando una
descripcin de los elementos a integrar, control de luces,
circuitos de
enchufes, control de humedad relativa en bao y cocina, y los
dispositivos
necesarios para ello.
En VII se presentan las principales conclusiones relacionadas
con este
trabajo en base a los objetivos planteados inicialmente. Se
analiza el
potencial ahorro energtico que puede llegar a ofrecer el sistema
domtico
propuesto y las desventajas que pudiesen existir frente a
factores
adversos.
-
5
I.4 Objetivo general
Proponer una solucin tecnolgica a travs de la domtica que
permita
realizar una mejor gestin de la energa utilizada en la vivienda
social,
definida como vivienda tipo en este trabajo, favoreciendo el
ahorro
energtico.
I.5 Objetivos especficos
a. Anlisis de la arquitectura y topologa de los sistemas
domticos,
tecnologas aplicadas y desarrollo actual. Campo de aplicacin y
los
beneficios de su implementacin con respecto al mejor uso de
la
energa y recursos de un hogar.
b. Determinar los consumos energticos y caractersticas generales
de
una vivienda social.
c. Seleccionar elementos a automatizar en la vivienda tipo con
el objeto
de generar un ahorro energtico.
d. Disear una red domtica para vivienda social sobre la base
del
ahorro energtico.
e. Disear interfaz hombre/mquina
-
6
II INTRODUCCIN A LA DOMTICA
La vivienda del futuro ya cada vez ms cercana, es aquella casa
inteligente
o automatizada con la que desde hace un buen tiempo, la sociedad
y el
mundo en s han estado esperando, no es para menos, porque
los
servicios, aplicaciones o sencillamente el confort que nos puede
brindar
nos ofrece simplificarnos la vida.
Este captulo se centra en la definicin de la domtica, sus
implicancias y
caractersticas que tanto la destacan.
II.1 Definicin y caractersticas
La Domtica como tal es un conjunto de sistemas que permite
automatizar
una vivienda (2), procede del latn Domus y de la palabra griega
TICA que
significa casa y automtica correspondientemente. Consiste en
la
integracin de los diversos sistemas (Figura II-1) o subsistemas
que se
encuentran presentes en cualquier vivienda, su objetivo es poner
a
disposicin del usuario un sistema que sea capaz de albergar un
conjunto
de sistemas ofreciendo mayor comodidad y versatilidad de
control. La idea
de la integracin es que en conjunto estos elementos interacten
entre s
para conseguir en muchos casos un fin en comn.
Para ser ms precisos, la Domtica en s, permite compartir la
informacin
sensada por todos los otros sub sistemas, analizarlos y generar
una accin
de acuerdo a ciertos parmetros que pueden ser de seguridad,
confort o de
eficiencia energtica.
La informacin del estado de los distintos sistemas, es posible
ponerla a
disposicin del usuario a travs de pantallas o indicadores
luminosos, todo
depende del nivel del sistema implementado. Informacin de como
por
ejemplo,
-
7
Estado de puertas y ventanas (abierto o cerrado)
Hmeda relativa (interior como exterior)
Humedad del jardn
Estado de persianas
Nivel de iluminacin de distintas reas de la vivienda, etc.
Y en consecuencia el usuario puede tomar la decisin de generar
distintas
acciones a travs de los comandos del sistema como, cerrar
determinada
persiana, accionar el sistema de riego o apagar luminarias.
De otro modo, automticamente con una previa configuracin del
sistema,
el sistema puede ejecutar acciones determinadas si se cumplen
los
parmetros establecidos, como contraer toldos si el viento es
demasiado
fuerte o apagar las luces si no existe presencia humana en un
lugar de la
casa.
Figura II-1. Domtica, la integracin de redes.
DOMTICA
Seguridad
Confort:
Control persianas, luminarias,
riego... Comunicacin
-
8
II.2 Elementos de un sistema Domtico
El sistema domtico puede estar constituido de una cantidad
especfica de
redes, que pueden ser de control como de comunicacin que
senpueden
encontrar en el interior o en el exterior de la instalacin, como
las redes de
acceso a internet que trabajan en conjunto para generar un mayor
confort,
proporcionar servicios de gestin energtica y servicios de
comunicacin
(2).
Gracias a la integracin de los servicios de comunicacin, un
sistema
domtico puede ser controlado desde cualquier parte del
mundo.
Los elementos principales de un sistema domtico son, el
controlador,
nodos, actuadores, sensores y canal de comunicacin.
II.2.1 Controlador
El controlador es el encargado de realizar las gestiones
necesarias para
tomar los datos enviados por los nodos del sistema, como medidas
de
humedad, temperatura, iluminacin, etc. y procesarlos para tomar
una
accin al respecto. Posee terminales de entrada y salida. Los
terminales de
entrada permiten la conexin de diversos dispositivos y
transductores, los
de salida en cambio, permiten el accionamiento y control de
motores,
vlvulas, etc.. El accionar de los terminales de salida se genera
en funcin
de los terminales de entrada, en relacin a las seales que los
dispositivos
o transductores transmitan al controlador y segn el programa
almacenado.
Dentro de los diversos controladores que podemos encontrar en el
mercado
para un sistema domtico, podemos hacer una diferencia entre
los
controladores diseados especficamente para tareas de control
domticos
-
9
y aquellos que si bien no han sido diseados para estas tareas
son
posibles de utilizar y obtener las mismas o mejores prestaciones
(2). Una
desventaja de los controladores no especficos para domtica, es
que al no
estar diseados para el control en viviendas, su configuracin
puede ser
un tanto ms complicada y sus capacidades quizs
sobredimensionadas,
este es el caso de los PLC, por ejemplo.
Los sistemas especficos para el control domtico proveen al
instalador y al
usuario una configuracin de software pre establecida para
realizar tareas
especficas e invariables dentro de la vivienda, son sistemas
fsicamente
compactos, en general, no permiten realizar otras tareas para
las que no
fueron diseados. La desventaja de estos sistemas en comparacin
a
controladores como los PLC, es que no poseen un estndar concreto
que
permita la interconexin de distintos elementos provenientes de
otros
fabricantes como si lo permiten los PLC o autmatas programables
con
sus buses de datos estandarizados.
Figura II-2. Mdulos controladores. Logo de Siemens (iz.),
ODControl de Open Domo (centro) y Domolon de ISDE.
II.2.2 Nodos
Son los distintos elementos que tienen capacidad de comunicacin
con
otros dispositivos del sistema. Un ejemplo de nodo es un sensor
que
-
10
adems de controlar alguna variable fsica se encarga gracias a
un
controlador integrado de procesar el dato sensado inmediatamente
antes
de transmitirlo al nodo central o realizar la activacin de algn
rel, por
ejemplo.
II.2.3 Actuadores
Un elemento actuador es aquel que permite concretar la operacin
iniciada
por el controlador, se encarga de transformar un tipo de energa
en la
activacin de un proceso cualquiera. El elemento actuador recibe
la seal
de control y activa por ejemplo un extractor de aire si existe
humedad
relativa sobre un nivel mximo o activa la electrovlvula del
riego
automtico o la electrovlvula encargada de controlar el paso del
gas o el
agua en caso de presentarse alguna fuga.
II.2.4 Sensores
Son los dispositivos encargados de convertir un tipo de magnitud
fsica en
una seal elctrica proporcional a la variable medida.
Fundamentales en el
control de estado de las diversas variables existentes en una
vivienda
usadas para posteriormente enviarlas al controlador principal
o
procesarlas previamente y luego transmitirlas. Las variables a
sensar
dentro de una vivienda son mltiples, a continuacin se sealan
unas
cuantas que son utilizadas para el control de variables
comunes.
Luminosidad
Humedad en plantas
Humedad relativa
Presencia
-
11
Detector de humo
Detector de gas,
Etc..
II.2.5 Canal de comunicacin
El canal de comunicacin es el que hace posible el intercambio
de
informacin y captacin de estados de las diversas variables de
estado de
la vivienda. Los sistemas domticos ofrecidos en el mercado
permiten
establecer la comunicacin de los elementos del sistema a travs
de
cableado exclusivo para el sistema, de forma inalmbrica o
utilizando la
red elctrica de la vivienda.
II.3 Aplicaciones
Gracias a la gran versatilidad y aplicaciones de un sistema
domtico por
el solo hecho de permitir la integracin de todos los sistemas de
control de
una vivienda, es posible no tan solo obtener un mayor confort,
por ejemplo
despreocupndonos de si apag o no las luces de su casa dado que
el
sistema lo har por usted (3), sino que adems, genera un valor
agregado
que es el correspondiente al ahorro energtico por no tener una o
varias
luces encendidas sin necesidad alguna.
II.3.1 Domtica y eficiencia energtica
El ahorro energtico es posible de conseguir de muchas maneras
(4), una
de ellas es reemplazar los electrodomsticos o aparatos de la
vivienda que
fuesen ineficientes por otros cuya eficiencia sea mejorada, pero
esto
implicara un gasto econmico elevado. La domtica nos ofrece
herramientas que nos permiten hacer un uso eficiente de los
recursos
-
12
energticos destinados a la vivienda, ya sea por consumo de
electricidad,
agua, gas u otro combustible.
A menudo nos disponemos a realizar diversas tareas dentro de la
vivienda,
que pasan por labores domsticas hasta de estudio, inclusive
actividades
de ocio. Pero es necesario? por ejemplo, que la iluminacin de
la
habitacin en que nos encontramos estudiando sea la misma
iluminacin
que requeriramos solo para ver una pelcula, sin duda, la
respuesta en la
mayora de los casos sera no, puesto que cuando vemos una
pelcula, la
excesiva iluminacin de fondo tiende a molestar, sobre todo para
aquellas
pelculas te terror. Ahora, si adems de reducir el consumo de
electricidad
por concepto de iluminacin en esa habitacin controlando el nivel
de luz
de acuerdo a la tarea que realizamos (en este caso para ver una
pelcula),
adems del ahorro, obtenemos un valor agregado adicional, un
nivel de
iluminacin cmodo creando un ambiente de pelcula, es decir,
hemos
aumentado el confort del morador y adems hemos reducido el
consumo
elctrico.
Otra forma de reducir el consumo en electricidad y en mayor
medida
contribuir a nivel nacional a reducir la demanda (5), es la
disminucin del
consumo vampiro.
El Consumo Vampiro es la energa que consumen los
dispositivos
electrnicos que aun estando apagados pero conectados a la red,
siguen
consumiendo un mnimo de energa en su modo de espera o
stand-by,
que si bien no tienen un gran impacto en la factura mensual, si
sumamos
la gran cantidad de consumo a nivel nacional, es bastante.
Dispositivos
como dvds, blu ray, microondas, cargadores de celulares,
consolas de
videojuegos, decodificadores de televisin, entre muchos
otros.
Segn Chilectra, identificar los consumidores vampiros es
sencillo, ya
que son todos aquellos equipos que funcionan con un mando a
distancia,
-
13
pantallas digitales, dispositivos con bateras recargables, los
que se
calientan aun estando apagados o los que no cuentan con un botn
de
apagado. Lo ideal, es desconectar de la alimentacin elctrica
todos estos
dispositivos cuando no se estn utilizando.
Segn consumer.es, dependiendo de la cantidad de dispositivos
conectados, el consumo elctrico puede aumentar de un 5% hasta un
20%
a causa de estos aparatos.
A travs de la gestin energtica, es posible ahorrar en energa y
reducir la
demanda al sistema interconectado en los periodos punta. La
gestin
energtica a travs de la domtica permite desconectar todos
aquellos
aparatos elctricos y o electrnicos cuyos consumos sean elevados
y sus
tareas no prioritarias, por ejemplo, la lavadora o el termo
acumulador de
agua para uso sanitario. Esto se consigue aprovechando las
tarifas en el
que el kWh es menor durante el da. Chilectra, a travs de su
servicio de
Tarifa FLEX residencial ofrece a sus clientes cambiar su tarifa
plana por
una variable durante el da, diseada para optimizar el consumo
elctrico
del hogar. La tarifa diferencia tres tramos: da, noche y punta.
Se basa en
su tarifa BT-1 regulada por la comisin nacional de energa. Los
beneficios
de esta tarifa es que consumir electricidad durante la noche
resulta un
30% ms econmico que la tarifa BT-1 teniendo un recargo
adicional
durante el periodo punta.
La gestin energtica respecto a la iluminacin permite fijar los
niveles de
iluminacin ptimos a cada tarea que se realiza en una
determinada
habitacin, pero tambin, permite fijar cundo se encender la
luz,
habiendo presencia humana, y si los niveles de luz natural son
mnimos,
por ejemplo.
-
14
Figura II-3. Tarifa Chilectra Hogar Flex. (Fuente:
Chilectra.cl.)
Adems, el control tambin puede ser semiautomtico, el usuario
puede
especificar el nivel de iluminacin que requiera para sus tareas
en un
determinado momento.
II.3.2 Seguridad
Las aplicaciones son diversas al igual que en confort o gestin
energtica,
pasando desde el control de gases peligrosos dentro de la
vivienda, o
inflamables, como gas, que al haber una fuga, el sistema una
vez
detectado el hecho se encargar de cerrar la electrovlvula de la
red de
gas, o la electrovlvula de la red de agua en caso de presentarse
una
rotura en la red.
Detectar humo. Es posible identificar un posible foco de
incendio antes de
que se materialice al detectar una cierta concentracin de humo
en la
vivienda, tomando como medida la activacin del sistema de
incendios en
la habitacin alertada.
-
15
Alarmas de intrusos. Con un sistema domtico es posible alertar
al
usuario de la presencia de una persona ajena a la vivienda y
generar una
seal local y remota del suceso.
Monitoreo. Gracias a la integracin de los sistemas de
comunicacin,
acceder a la red domtica no es un problema, siempre que se tenga
acceso
a internet, es posible monitorear el estado de la vivienda a
travs de los
indicadores del sistema y/o de cmaras destinadas para ello.
Adems brinda mayores servicios de accesibilidad para personas
que lo
requieran prescindiendo del tpico interruptor de luz o
apertura/cierre de
persianas entre otras cosas beneficiando a individuos con algn
grado de
discapacidad.
II.3.3 Climatizacin.
Con la domtica, la climatizacin no es problema, demasiado
calor?,
mucho frio?, la gestin de la climatizacin brinda un confort
absoluto al
residente. Un sistema de climatizacin domotizado segmenta los
espacios
de la vivienda por habitacin, mantiene la temperatura a un nivel
ptimo y
calefacciona o enfra solo si existe presencia humana, pudiendo
mantener
temperaturas mucho ms bajas en ausencia de moradores. Adems
dispone la alternativa de programar el horario y las zonas que
el usuario
requiera calefaccionar, una aplicacin concreta sera programar
la
calefaccin en invierno para que a medida que se acerque la hora
de
despertar se aumente la temperatura a unos 20C y as obtener un
mejor
nivel de confort al desertarse, a su vez, programar el sistema
para que las
persianas se abran o la luces enciendan paulatinamente.
-
16
II.3.4 Integracin de electrodomsticos inteligentes
La domtica tambin es capaz de integrar a su sistema a todos
los
electrodomsticos con capacidad de ser controlados por un
sistema
externo. Tareas bsicas como hervir agua pueden resultar ser an
ms
sencillas y cmodas al enviar una orden desde el telfono mvil a
la central
de gestin de la vivienda para que al llegar a casa el agua est a
la
temperatura deseada o el caf listo para servir o iniciar el
lavado de ropa
habiendo dejado la carga lista para ejecutarla en horario de
tarifa
rebajada, aun estando lejos de casa.
II.4 Arquitectura de redes
La arquitectura de un sistema de control, corresponde al modo en
que los
diferentes elementos del sistema se encuentran
interconectados
fsicamente y de la forma en cmo estos interactan entre s. Se
destacan
dos arquitecturas bsicas; arquitectura centralizada y
distribuida.
II.4.1 Arquitectura Centralizada
Los sistemas de control centralizados se destacan por poseer una
nica
unidad de control lo que ello implica que cada uno de los
elementos
perifricos del sistema como sensores, actuadores y pulsadores
se
encuentran enlazados directamente al nodo de control (nico
nodo). Sin el
controlador, el sistema es incapaz de funcionar, en l se
procesan las
seales enviadas por los elementos perifricos y es ah donde
utilizando la
informacin recibida se toman las decisiones de las acciones a
ejecutar en
base a la configuracin establecida previamente.
En Figura II-4, se puede apreciar un diagrama de sistema
centralizado., en
el podemos ver que cada uno de los elementos del sistema se
encuentra
directamente comunicado con el ncleo o controlador.
-
17
Los dispositivos del sistema centralizado son del tipo
universal, no
requieren comunicarse con otros dispositivos que no sea el
controlador.
Cada dispositivo cuenta con un nico canal de comunicacin con
el
controlador del sistema lo que lo pone en ventaja con otros
tipos de
arquitecturas ya que el costo de los elementos de la red es
relativamente
econmico, fcil instalacin y sencilla configuracin.
Una desventaja de este tipo de arquitectura, es la cantidad de
cableado
necesario para implementar la red, adems, si el controlador
falla, el
sistema deja de funcionar completamente. Al momento de querer
ampliar
los dispositivos de la red, la necesidad se ve truncada por la
limitacin de
entradas/salidas del controlador.
Figura II-4. Sistema Centralizado. (Fuente: Elaboracin
propia)
-
18
II.4.2 Arquitectura distribuida
Un sistema de arquitectura distribuida se presenta en la Figura
II-5,
podemos notar la importante diferencia con respecto a la Figura
II-4, aqu
existe ms de un ncleo de control precisamente en este caso, dos,
los que
permiten una escalabilidad futura de acuerdo al aumento de
las
necesidades a cubrir.
Al existir al menos dos controladores independientes pero
capaces de
intercomunicarse a travs de un bus de datos, la falla de uno de
los dos,
no deja el sistema completamente inoperable, solamente se ve
afectada la
porcin del sistema controlada por el controlador en falla.
Las redes de arquitectura distribuida requieren de protocolos
de
comunicacin que permitan enlazar los nodos de la red. Existe una
gran
cantidad de protocolos de red, algunos son de carcter
estandarizado, de
carcter abierto y bajo licencia, y otros son propios de los
sistemas creados
por los fabricantes, los llamados protocolos propietarios.
Figura II-5. Arquitectura distribuida. (Fuente: Elaboracin
propia)
-
19
Una red distribuida que proporcione mayor seguridad frente a
fallas
ocasionadas por el desperfecto de un nodo de control y que a su
vez sea de
gran escalabilidad se presenta en la Figura II-6 donde cada uno
de los
elementos de la red tiene la capacidad de control. Todos los
elementos de
la red interactan entre s a travs del bus de datos principal, si
un nodo
de la red falla, solo se ve alterado el funcionamiento de su
entorno
cercano, por ejemplo si fuese un nodo con capacidad de sensar el
nivel de
luz de una habitacin, en caso de fallar, no afecta a otros
elementos de la
red a no ser que otro nodo de control base su funcionamiento
exclusivamente en el estado del nodo en falla.
Figura II-6. Arquitectura distribuida, cada elemento es un nodo
de control.
(Fuente: Elaboracin propia)
II.4.3 Arquitectura Mixta
La arquitectura de red mixta, constituye la red ms completa,
permite una
gran escalabilidad. Dentro de una misma red existen las
caractersticas de
una red centralizada (Figura II-4) y de una distribuida (Figura
II-5) que
-
20
permiten la comunicacin entre todos los nodos de la red. La
interconexin
de los elementos controladores se realiza a travs de protocolos
especficos
segn los dispositivos de la red.
Figura II-7. Arquitectura Mixta. (Fuente: Elaboracin propia)
II.5 Protocolos de comunicacin
Un protocolo de comunicacin es un conjunto de reglas y
normas
aplicadas a un software que permiten comunicar un nmero
especfico de
dispositivos de una red. Se encarga de definir la sintaxis y
la
sincronizacin de la comunicacin, define la forma en que los
mensajes
circularan por la red, tambin permiten la deteccin y correccin
de
errores.
-
21
Existen tres tipos bsicos de protocolos (Figura II-8) de acuerdo
a la
libertad de sus usos, protocolos propietarios, estndar bajo
licencia y
estndar libres.
Los protocolos Propietarios los conforman protocolos
diseados
exclusivamente por fabricantes de sistemas domticos para uso
propio de
sus sistemas, es por ello que sus dispositivos solo son
compatibles entre
s. En general los fabricantes se encargan de ofrecer una gran
gama de
productos que sean capaz de interactuar entre s pero que
obviamente no
sern compatibles con productos de otros fabricantes.
Protocolos estndar bajo licencia; son protocolos accesibles por
cualquier
empresa que previamente adquiera una licencia, en cambio, los
protocolos
estndar libres son protocolos de uso pblico que no requieren
licencia
alguna, cualquier fabricante puede hacer uso de ellos por lo que
aumenta
la compatibilidad de productos entre una empresa y otra que lo
utilicen.
Han sido desarrollados en conjunto a diversos fabricantes,
usuarios u
organismos como la IEEE, ITU, o ISO.
Figura II-8. Tipos de protocolos para Domtica.
Protocolo
Estndar abierto Estndar bajo licencia
Propietarios
-
22
Figura II-9. Protocolos Estndar para domtica.
II.5.1 X.10 o Power Line Carrier (PLC)
Es uno de los protocolos ms antiguos (aos 76 y 78) diseado por
Pico
Electronics Ltd.
X.10 es un protocolo estndar abierto, cuyo nico requisito para
elaborar
productos bajo X.10 es que se utilicen circuitos de Pico
Electronics. Utiliza
para la transmisin de datos el tendido elctrico de baja tensin a
travs
de corrientes portadoras. La mayor ventaja de este tipo de
protocolo de red
es que no necesita de una red propia o adicional a las ya
existentes en la
vivienda liberando de la instalacin de nuevas y molestas redes
cableadas.
Adems, es un protocolo de arquitectura descentralizada con una
mxima
ESTNDARES
BACnet
BatiBus
CEBus
EHS
EIB
HBS
HES
Konnex
LonWorks
X-10
-
23
cantidad de dispositivos capaces de interactuar entre s de
256
considerando una nica red domtica.
Al utilizar la red de baja tensin para la intercomunicacin de
los
dispositivos de la red, X.10 es una excelente alternativa para
viviendas ya
construidas.
Figura II-10. Algunos estndares propietarios.
II.5.2 LonWorks
Basado en el modelo de referencia OSI (considera las siete
capas), es un
protocolo estndar bajo licencia de elevado coste. Pertenece a la
compaa
Echelon. Sus aplicaciones se concentran en edificios de
oficinas, hoteles e
industrias en EE.UU.
El ncleo principal del protocolo LonWorks es el micronontrolador
Neuron
Chip fabricado por Motorola y Toshiba. Neuron Chip posee
tres
procesadores, dos para efectuar la comunicacin, y un tercero
para las
aplicaciones.
Cardio
Concelac
Dialoc
Dialogo
Domolon
Vantage
VivimatPlus
PlusControl
Simon Vis
DomosCope
GIV
Domotel
Hometronic
Maior-Domo
Domaike
Simon Vox
Starbox
-
24
El protocolo de comunicacin utilizado es LonTalk. En cuanto al
medio
fsico, LonWorks ofrece la capacidad de utilizar los siguientes
medios de
comunicacin,
Infra rojo
Cable coaxial
Par trenzado cat. IV de cinco hilos
Fibra ptica
Radio frecuencia
Power line
RS-232
II.5.3 CEBus
Consumer Electronic Bus (CEBus), desarrollado por la Asociacin
de
Industrias Electronicas (sus siglas en ingls EIA) pensado para
la
automatizacin de viviendas. A diferencia del LonWorks, CEBUS
utiliza
cuatro de las siete capas de referencia del modelo OSI,
Capa fsica
Capa de enlace
Capa de red
Capa de aplicacin
Es un protocolo de arquitectura distribuida, es decir, cada
elemento de la
red tiene la capacidad de operar pos s solo. Permite para la
transmisin
de datos los siguientes medios,
Red elctrica
Par trenzado
-
25
Radio frecuencia
Coaxial
Fibra ptica
Infrarrojo
II.5.4 EHS (European Home System)
El EHS es un sistema abierto, nace como una solucin a la
necesidad de
conseguir la mayor interoperabilidad de dispositivos
pertenecientes a
distintos fabricantes de sistemas domticos. Desarrollado por
la
Asociacin de Sistemas Europeos del Hogar, (EHSA) se caracteriza
por su
fcil instalacin y permite una fcil configuracin por parte del
usuario de
acuerdo a sus necesidades. Se basa en tres capas del modelo
de
referencia OSI, las capas fsica, de enlace y de aplicacin.
El medio de transmisin soportado por este estndar abierto puede
ser,
Cable coaxial
Radio frecuencia
Par trenzado, clase 1 y 2
Red elctrica
II.5.5 KONNEX
Su principal objetivo es la convergencia de los estndares
BatiBus, EIB
(European Installation Bus) y EHS con el fin de crear un nico
estndar
Europeo y conseguir la mxima interoperabilidad de dispositivos
entre
distintos fabricantes. EIB protocolo descentralizado propuesto
por la EIBA,
sus medios de transmisin son el par trenzado, la red elctrica,
radio
-
26
frecuencia e infra rojo. Su medio de transmisin principal es el
cable de
baja tensin de 24 v, permite conectar alrededor de 10.000
dispositivos.
II.5.6 ZigBee
Es un conjunto de protocolos de comunicacin inalmbrica de alto
nivel
para radiodifusin de bajo consumo desarrollado por ZigBee
Alliance
(agrupacin de industrias sin nimos de lucro), permite
realizar
comunicaciones de baja transferencia de datos maximizando lo
mayor
posible la vida til de las bateras, se basa en el estndar IEEE
802.15.4
(capa fsica y control de acceso al medio) de redes inalmbricas
de rea
personal (WPAN). Ofrece bajos consumos energticos y una fcil
integracin de dispositivos en topologa de malla. Es de carcter
estndar
libre, por lo tanto puede ser utilizado por cualquier
fabricante.
Caractersticas principales
Velocidad de transmisin entre 20 kB/s y 250kB/s
Alcance de 10 a 75 metros
Uso de bandas libres de 2,4 GHz en todo el mundo, 868MHz en
Europa y 915 MHz en EEUU.
Gestin automatizada de direcciones de dispsitivos
Capacidad de 255 nodos por cada red ZigBee
Dentro de una red ZigBee se identifican tres tipos de
dispositivos
fundamentales,
Coordinador ZigBee. Genera las rutas de comunicacin para
cada
dispositivo.
Router Zigbee. Interconecta disp. separados de la topologa de
red.
Dispositivo final
-
27
Tabla 1. Comparacin estndares.
Protocolo Tipo
Estandar
Canal comunicacin
soportado
Total dispositivos
en la red
X.10 Abierto PLC 256
LonWorks Bajo
Licencia
Infra rojo
Cable coaxial
Par trenzado cat. IV
de cinco hilos
Fibra ptica
Radio frecuencia
Power line
RS-232
Casi ilimitado
CEBus Abierto Red elctrica
Par trenzado
Radio frecuencia
Coaxial
Fibra ptica
Infrarrojo
65.536
EHS Abierto Cable coaxial
Radio frecuencia
Par trenzado, clase 1 y 2
Red elctrica
1012
dispositivos
KONNEX Bajo
Licencia
par trenzado
la red elctrica
radio frecuencia
infra rojo
10.000
ZigBee Abierto Inalmbrico 255
II.6 Oferta de sistemas domticos en Chile
En Chile existen una gran variedad de empresas dedicadas al
diseo y
montaje de sistemas de automatizacin para viviendas, unas
cuantas
-
28
dedicadas a la venta de kits para sistemas domticos
fcilmente
instalables como lo son en su mayora los sistemas que utilizan
el
protocolo X.10, eso s, no cualquier vivienda se encuentra en
condiciones
de albergar este tipo de redes, depende de factores del estado
de la red
elctrica, y el impacto que puede provocar las seales a travs de
la red
elctrica sobre otros equipos ya que los conductores de la red de
BT (baja
tensin) se comporta como enormes antenas.
En general no podemos decir que exista un sistema domtico mejor
o peor
que otro dado que todo radica en las necesidades del usuario que
pueden
pasar de simples medidas de confort a una mejor gestin de los
recursos
energticos utilizados dentro de la vivienda.
II.6.1 BTcino
Btcino ofrece una gran gama de productos para la automatizacin
de la
vivienda en su catlogo de productos MY HOME. Los productos
ofrecidos
por Btcino son todos totalmente compatibles entre s. Se pueden
encontrar
de sencillos sistemas que controlen las luminarias ON/OFF o
ms
sofisticados que permitan regular la intensidad de la luz,
generar una
programacin horaria y por zona como tambin sistemas de control
de
calefaccin por sectores de acuerdo a ciertos parmetros de
confort que
son posibles de definir por el usuario en funcin de sus
necesidades (ver
Figura II-13). En general, MY HOME de Tcino ofrece, aplicaciones
de
automatizacin para,
Comodidad
Seguridad
Ahorro de energa
Comunicacin
Control
-
29
Figura II-11. Camara (iz.) y sensor de presencia (der.) de
btcino.
Sistema My Home.
Figura II-12. Comando actuador (iz.) y panel monitor
de consumos de Bticino.
La interconexin de los dispositivos de la red MY HOME se basa en
un Bus
digital basado en Openwebnet, protocolo de comunicacin
desarrollado por
Btcino a partir del ao 2.000. Este protocolo es independiente
del medio de
comunicacin utilizado permitiendo que los elementos de red
puedan ser
combinados segn los deseos del usuario. MY HOME (Figura II-13)
permite
adems ampliar el sistema a travs de RF si fuese necesario
prescindir de
trabajos de albailera.
-
30
Figura II-13. Algunos elementos de MY HOME de BTcino. De
izquiera a derecha, video portero, dimmer, alarma, camara de
video
y panel de control touch. Dispositivos de interface de
usuario.
Figura II-14. MY HOME WEB
de BTcino.
II.6.2 Control4
Control4 ofrece su sistema de automatizacin de viviendas basado
en
Control4 y su sistema Home Control. Permite agrupar uno o ms
sistemas
elctricos o electrnicos en una sola interface la que consiste en
un control
remoto o mando a distancia reconfigurable segn las necesidades
del
usuario del sistema, pudiendo crear comandos para
determinadas
aplicaciones como para la activacin de una programacin horaria
de
encendido de luces. Utiliza el estndar ZigBee.
-
31
Figura II-15. Sistema Control4.
Control4 ofrece,
Home Theater en un solo click
Msica Multi-Zona
Iluminacin Inteligente
Control de temperatura
Seguridad y confort
II.6.3 Functiodomo
SXsolar, pone a disposicin en Chile el sistema de control para
viviendas
inalmbrico Functiodomo, la interfaz de usuario consiste en
dispositivos
portables como tablets, celulares o laptops con los cuales los
usuarios
pueden controlar desde cualquier parte con acceso a red de
internet su
vivienda. Posee una red wifi interna para el control desde el
hogar.
El sistema contempla,
Cmaras de seguridad
Control de Climatizacin
Control de iluminacin
-
32
Control de riego
Control de toldos y persianas.
II.6.4 Insteon
Insteon con su distribuidor en Chile, Insteon Chile, trae una
variedad de
dispositivos para controlar la vivienda. Ofrece kits (Figura
II-16) de control
escalables bsicos como control de luminaria, control de
seguridad, cada
uno de ellos con un hub que permite la futura ampliacin del
sistema. La
comunicacin e interconexin de dispositivos se realiza con el
protocolo
Insteon (protocolo propietario), el cual se basa en transmisin
inalmbrica
y por red elctrica a la vez lo que ofrece una mayor seguridad de
los datos.
Cada dispositivo acta como repetidor, al recibir informacin,
se
retrasmiten al resto de los elementos del sistema asegurando la
correcta
transmisin de los datos. Es compatible con X.10 y A10 (protocolo
X.10
mejorado).
Figura II-16. Dispositivos Insteon.
-
33
III OPEN DOMO, PLC Y ARDUINO COMO ALTERNATIVA DE CONTROL
A nivel internacional son muchas las alternativas que buscan
satisfacer
las necesidades de control de una vivienda, pero todas ellas con
un coste
elevado. Open Domo, los PLC y Arduino se pueden presentar como
una
alternativa a los sistemas de control domtico convencionales, su
gran
ventaja es que son dispositivos que tanto sus elementos fsicos
como de
software son plataformas libres en las que el diseador puede
indagar y
utilizar para ejecutar los ms interesantes proyectos que se
imagine, todo
esto sin necesidad de gastar cuantiosas sumas de dinero en
patentes.
III.1 OpenDomo
OpenDomo se encuentra desarrollado bajo la licencia pblica
general
(GPL), su objetivo es el crear un sistema de automatizacin para
viviendas
que permita integrar todos los sistemas de control de forma
accesible y
segura.
OpenDomo se puede utilizar, copiar, modificar y distribuir
libremente (6).
OpenDOmo pone a disposicin del diseador, un completo sistema
de
automatizacin para la vivienda que permite integrar los
distintos sistemas
presentes en la vivienda, control de luces, persianas, riego,
seguridad, etc..
El elemento principal del sistema, lo conforma el ODControl,
un
controlador elctrico IP con configuracin estndar, no necesita
ser
programado, tan solo configurado de acuerdo a los requerimientos
del
sistema a implementar.
Al ser controlado a travs de IP, ODControl permite controlar el
sistema
desde cualquier lugar geogrfico desde el cual se tenga acceso a
internet.
ODControl posee ocho puertos de entrada y ocho puertos de
salida, los
-
34
puertos de entrada son ampliables a 16 con la incorporacin de un
mdulo
de 4-20mA.
Figura III-1. ODControl de OpenDomo.
Controlador para redes domticas.
Tabla III-1. Caractersticas fsicas ODControl.
Elemento Caractersticas
Puertos digitales entrada 8 puertos
Puertos digitales de salida de
estado slido 8 puertos
Puertos ADC 8 puertos
Comunicacin Interfz IP con conector RJ45
10/100M
Puertos de expansin 1 interno + uno externo
Reloj en tiempo real
Montaje Riel DIN
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de opendomo.org.)
-
35
Tabla III-2. Parmetros de tensiones y corrientes de E/S
controlador OpenDomo.
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de opendomo.org.)
OpenDomo ofrece medidores de consumo elctrico para controlar el
gasto
energtico de la vivienda en tiempo real, permite gestionar
alarmas de
consumo anormal a travs de correo electrnico entre otras
caractersticas.
El OD485, Pasarela Modbus/RTU est diseado para la adquisicin
de
datos de los elementos sensores de la red domtica
OpenDomo proporciona el software necesario para el control de
luces,
persianas, riego automtico, alarmas de emergencia, ect por lo
que a
diferencia de un autmata programable, OpenDOmo solo requiere
ser
configurado de acuerdo a los elementos o nmero de ellos que
pertenecen
al sistema, dejando de lado la programacin tcnica que hara del
sistema
un sistema poco amigable con el usuario requiriendo de la ayuda
de un
programador para agregar nuevos dispositivos a la red.
III.2 Controlador Lgico Programable (PLC)
Otra alternativa para construir un sistema domtico es utilizando
como
sistema de control los ya muy utilizados PLC, que si bien su
principal
Parmetro Mnimo Tpico Mximo
Tensin alimentacin 8 Vcc 12Vcc 14Vcc
Corriente alimentacin 150mA 180mA 1,5A
Tensin puertos digitales salida Vcc-0,7 -- 12Vcc
Corriente puertos digitales salida -- -- 170mA
Potencia puertos digitales salida -- -- 2W
Tensin puertos digitales entrada 0V -- 30V
Valor Lgico alto 5V 12V 30V
Valor lgico bajo 0V 0V 1,5V
Tensin entrada puertos ADC 0V -- +2,5V
-
36
objetivo es la automatizacin de tareas en la industria, es
posible adaptar
su uso para la automatizacin de vivienda obteniendo de este modo
una
gran mquina de control. Los PLC o autmatas programables,
cumplen
un importante rol en los sistemas de control modernos. Son
mquinas
electrnicas diseadas para controlar en tiempo real procesos
secuenciales
en un medio industrial. Sus principales funciones son la
conversin
serie/paralelo, temporizaciones, conteos, clculos, emisin de
comandos,
etc.. Dispone adems de facilidades para acceder a un subsistema
de
comunicaciones. Como todo controlador, posee terminales de
entrada y/o
salida
A diferencia de los controladores para domtica existentes en el
mercado,
el PLC no trae una configuracin mnima para por ejemplo el
control de
persianas, luces o riego automtico como si lo incluyen los
controladores
para sistemas domticos, es decir, el autmata programable debe
de
programarse en su totalidad para realizar las tareas requeridas
por el
diseador.
La ventaja de los autmatas programables radica en su gran
cantidad de
puertos de entrada y salida que permiten el control de mltiples
procesos
Los PLC son dispositivos que poseen grosas caractersticas,
existen PLCS
en la actualidad cuyas capacidades de procesamiento,
almacenamiento y
de comunicacin son similares a las de un computador
convencional. En
Figura III-2 se puede ver un controlador lgico programable, es
el modelo
LOGO! de siemens.
-
37
Figura III-2. LOGO! de Siemens.
III.3 Plataforma de Hardware Arduino
El proyecto Arduino nace en Italia en el ao 2005 como un
proyecto para
estudiantes.
Arduino es una plataforma de hardware libre que permite a
multitud de
usuarios realizar diversos proyectos dado que se basa en
software y
hardware fciles de usar y posibilita la necesidad de
modificarlos y
contribuir adems a la mejora del proyecto Arduino. El hardware
dado su
firma libre, nos permite adquirirla en el comercio o
construirlas utilizando
los planos que se encuentran a libre disposicin.
Si bien las placas Arduino no poseen la capacidad procesadora
que
pudiesen tener otros hardware disponibles en el mercado, da la
posibilidad
realizar proyectos que ameritan un bajo costo.
Se basa en Microcontroladores Atmel AVR de 8 bits y CortexM3 de
ARM
de 32 bits que se programa a travs de la plataforma de software
IDE de
Arduino que se basa en proceccing/WIRING, (processing para el
entorno
de desarrollo y wiring para la programacin de Arduino)
permitiendo de
este modo que la placa pueda ser controlada de forma
independiente del
-
38
pc (autnoma) o conectada directamente a este utilizando
Processing,
Matlab, Visual BASIC, Python, Java, C++, etc
Como Arduino se basa en el lenguaje de programacin de alto
nivel
Processing, basado en C, este soporta todas las funciones de C y
unas
cuantas de C++ (7).
III.3.1 Arduino Uno
La placa Arduino Uno, posee un total de 20 pines entre entradas
y salidas,
de ellas 14 corresponden a pines digitales de E/S (6 permiten
salida PWM),
un total de 6 entradas analgicas.
Cuenta con un conector USB y conector de alimentacin y un
HEADER
ICSP adems de un botn de reinicio.
Figura III-3. Arduino Uno.
Pines 2 y 3: pueden configurarse para realizar la activacin de
una
interrupcin en un valor bajo, un flanco ascendente o
descendente,
o un cambio en el valor.
Pines 3 al 11: permiten salida PWM de 8 bits.
Pines A0 a A5 (analgicos): proporcionan una resolucin de 10
bits
de 0 a 5 V permitiendo adems modificar el nivel superior
utilizando
el pin AREF.
Pin AREF: Permite establecer tensin de referencia para pines
analgicos.
-
39
Reset: permite reiniciar el microcontrolador llevando el pin a
un
nivel bajo.
III.3.1.1 Comunicacin soportada
Pines 0 y 1 (RX y TX): Los pines 0 y 1 estn diseados para la
recepcin y
transmisin de datos en el formato serie.
SPI; Comunicacin Serial Peripheral Interface en los pines 10
(SS), 11
(MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Este protocolo de comunicacin serie
es un
protocolo registrado por Motorola y permite la comunicacin
entre
microcontroladores o perifricos, permite la transmisin y
recepcin de
forma simultnea de forma sincrnica (Full Duplex). La velocidad
puede
llegar a los 5Mbpsd. El protocolo consiste en una lnea de reloj,
dato
entrante, dato saliente y un pin de chip select el cual
conecta/desconecta
la operacin del dispositivo con el que uno desea comunicarse
permitiendo
la multiplexacin de las lneas de reloj. Posee tres lneas por las
cuales se
transmite la informacin en paquetes de 8 bits, dos lneas se
encargan de
transmitir la informacin de un lado al otro en una sola direccin
y la
tercera corresponde a la lnea del reloj. Este protocolo de
comunicacin
seriel, permite velocidades mayores a las alcanzadas por
I2C.
Pines A4 (SDA) Y A5 (SCL): Comunicacin TWI (I2C ) utilizando la
librera
Wire. TWI es un protocolo de comunicacin diseado por Philips
para la
comunicacin de dispositivos pertenecientes al mismo circuito, al
igual
que SPI. Es una comunicacin half duplex Permite velocidades de
100Kbps
o 400Kbps en el modo de alta velocidad. Se utiliza la
configuracin
maestro/esclavo. A diferencia de SPI, TWI tan solo necesita de
dos lneas,
SDA (serial data line) y SCL/CLK (serial clock line). Utiliza 8
bits para la
transmisin de datos (7).
-
40
III.3.1.2 Caractersticas de la placa UNO
Microcontrolador: Atmega328
Tensin de funcionamiento :5v
Voltaje de entrada recomendado: 7-12v
Lmites tensin de entrada: 6-20v
Pines E/S digitales: 14
Salida PWM: si (6 pines digitales)
Entrada analgica: 6
Corriente CC para pines de E/S: 40mA
Corriente DC para pin 3,3v: 50mA
Memoria Flash: 32 kB, 0,5 kB utilizados por el gestor de
arranque
SRAM: 2kB
EEPROM: 1kB
Velocidad del reloj: 16 MHZ
En general, todas las placas Arduino permiten la comunicacin
serie, I2C,
TWI, una placa tiene ms pines de E/S que otras, todo depende de
las
necesidades del diseador. Arduino, adems, ofrece para el
diseador, una
gran variedad de placas adicionales a la arduino UNO, en la
Tabla III-3 se
presentan otros modelos de placas Arduino y sus
caractersticas
principales.
Se tienen adems, elementos adicionales como placas GSM que
permiten
conectar las placas Arduino a internet a travs de la red
GPRS.
Arduino Ethernet shield conecta las placas Arduino a la red
Ethernet, permitiendo controlar las placas desde cualquier
rlugar
con acceso a internet.
Arduino Wifi Shield, placa de Arduino que proporciona la
posibilidad
de conectar a Arduino a la red inalmbrica, desligndose del
molesto
-
41
cableado para de este modo poder comunicar la placa arduino
con
otras o algn/os perifricos que conforman un sistema en
particular.
Arduino motor Shiel: permite el control de cargas inductivas,
rels o
motores.
-
42
Tabla III-3. Otras placas de Arduino. Caractersticas
generales.
PLACA Arduino M
icro
.
Ten
si
n
funcio
na
mie
nto
(V)
Ten
si
n e
ntr
ada
recom
end
ad
o
Ten
si
n d
e
entr
ada lm
ite
E/S
Dig
ita
les
E a
na
lg
S a
na
lg
Co
rrie
nte
CC
para
E/S
(m
A)
Me
moria
Fla
sh
SR
AM
(KB
)
EE
PR
OM
(KB
)
Clo
ck
(MH
z)
Leonardo Atmega32U4 5 7-12 6-20 14 6 -- 40 32 KB 2,5 1 16
Due AT91SAM3X8E 3,3 7-12 6-16 54 12 2 130 512 KB
96 -- 84
Yn Atmega32U4 5 5 5 20 12 -- 40 16 MB 2,5 1 16
Micro Atmega32U4 5 7-12 6-20 20 12 -- 40 32 KB 2,5 1 16
Mega ADK
Atmega2560 5 7-12 6-20 54 16 -- 40 256 KB
8 4 16
Ethernet Atmega328 5 7-12 6-20 14 6 -- 40 32
KB) 2 1 16
Mega Atmega2560 5 7-12 6-20 54 16 -- 40 256 KB
8 4 16
Mini Atmega328 5 7-9 14 8 -- 40 32 KB 2 1 16
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de arduino.cc)
-
43
IV DOMTICA Y VIVIENDAS SOCIALES
Las viviendas sociales nacen con el objetivo fundamental de
entregar una
solucin inmobiliaria a las miles de familias cuyos recursos
econmicos
son bajos y muchas veces insuficientes para acceder a la compra
de un
bien inmobiliario. Los proyectos habitacionales buscan resolver
problemas
de marginalidad habitacional y se caracterizan por su valor de
tasacin el
cual no excede las 520 UF. En su totalidad, los criterios que
aplican a la
solucin habitacional de este tipo de viviendas es la economa en
equilibrio
con la eficiencia de la construccin y un nivel de comodidad
mnimo.
El principal financiamiento que reciben estos tipos de
proyectos
habitacionales, corre principalmente por cuenta del estado, el
cual en un
claro ejemplo de mejorar la situacin inmobiliaria del sector
ms
necesitado del pas, anualmente invierte grandes sumas de dinero
para
construir un nmero significativo de viviendas para as mejorar la
calidad
de vida de miles de chilenos. Pero el estado no queda libre una
vez
entregada la solucin inmobiliaria, debemos considerar que
dependiendo
de la calidad de las construcciones y los parmetros de
eficiencia que se
aplicaron, estas nuevas viviendas contribuirn de una u otra
forma en la
demanda por ms y ms energa. No es lo mismo calefaccionar una
vivienda cuya aislacin resulta insuficiente a una que s lo es, o
iluminar
una casa que poca o nada luz natural recibe a una que aprovecha
al
mximo la luz natural, en los primeros casos el uso de la energa
ser
mayor.
IV.1 Caractersticas fsicas
Una vivienda econmica es aquella que se construye en conformidad
a las
disposiciones del D.F.L. n2, DE1959; las construidas por las
ex
corporaciones de la vivienda, de Servicios Habitacionales y
de
-
44
Mejoramiento Urbano y por los servicios de Vivienda y
Urbanizacin y los
edificios ya construidos que al ser rehabitados o remodelados
se
transforman en viviendas, en todos los casos siempre que la
superficie
edificada no supere los 140 m2 y mientras su valor de tasacin no
exceda
las 400 UF y 520UF en el caso de condominios de viviendas
sociales segn
LGUC, artculo 162.
El Decreto 49 del ao 2012 del Ministerio de Vivienda y
Urbanismo,
manifiesta que el metraje mnimo (ver Tabla IV-1) que deben
poseer estas
soluciones habitacionales debe ser de 42 m2 ampliables en el
caso de
casas y de 55 m2 mnimos para departamentos.
Tabla IV-1. Superficie mnima de una vivienda Social.
MODALIDAD SUPERFICIE MNIMA
Construccin en sitio propio 45 m2
Densificacin Predial 42 m2
Construccin en Nuevos Terrenos 42 m2
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de MINVU.)
Una vivienda social bsica se encuentra constituida en una etapa
inicial
por una unidad sanitaria consistente en una cocina y bao con
inodoro,
lavamanos y ducha cuyo sitio donde se emplaza posee al menos
100m2 si
la vivienda es de una planta y de 60 metros cuadrados si
corresponde a
vivienda de dos plantas o ms.
Si bien existen varios tipos de proyectos de viviendas sociales
estipulados
por la ley, las viviendas sociales deben cumplir con un mnimo de
metros
cuadrados construidos los cuales deben ser ampliables a al menos
55
metros cuadrados.
La Tabla IV-2, presenta las dimensiones mnimas que deben poseer
los
interiores de estas viviendas.
-
45
Tabla IV-2. Dimensiones mnimas por habitacin de vivienda
social.
Recinto Dimensiones mnimas
Dormitorio Principal 7.3m2
Dormitorio Secundario 7m2
Dormitorio Terciario 8m2
Comedor 3.6m2
Living 3.6m2
Cocina 4.32m2-5.32m2
Bao 2.4m2-3.4m2
Escaleras 0.70 m/0.85m (ancho)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de decreto
supremo n49 del MINVU)
Deben poseer al menos una zona de estar, comedor, cocina,
dos
dormitorios y un bao. Existe otra alternativa de viviendas
sociales en que
la vivienda se encuentra inicialmente constituida por tres
recintos, cuya
superficie total sea al menos de 50m2 ampliables. Tambin pueden
existir
aquellas viviendas con dos dormitorios siempre y cuando
puedan
ampliarse al menos a un tercer dormitorio. La superficie total
construida
mnima no podr ser inferior a 42 m2.
En general, tomando en cuenta los requisitos que impone el MINVU
para
soluciones habitacionales de viviendas sociales, estas viviendas
deben
poseer con sus ampliaciones proyectadas o la construccin final
acabada
un metraje de 55m2 ya sean casas o departamentos, esta ser la
base para
el desarrollo de la solucin domtica considerndola como vivienda
tipo
bajo las ya definidas caractersticas constructivas. Una vivienda
social tipo
entonces corresponder a la presentada en la siguiente tabla cuyo
metraje
corresponde a 55m2. En Tabla IV-3 se resumen las dependencias de
la
vivienda social o vivienda tipo considerada.
-
46
Nmero dormitorios Baos Cocina Living Comedor
3 1 1 1 1
Tabla IV-3. Nmero de habitaciones. Vivienda social.
Figura IV-1. Plano de una vivienda social tipo. (Fuente:
Elaboracin propia en base a caractersticas de la vivienda
social)
El ministerio de vivienda y urbanismo est buscando
constantemente dar
solucin a los diversos problemas y necesidades a las que se
ven
enfrentados los habitantes de viviendas sociales, ya sea en la
calidad
estructural como en la eficiencia energtica que se pueda
conseguir en este
tipo de proyectos inmobiliarios con el afn de permitir entregar
un mayor
confort a los residentes a la vez que se proporciona un mejor
uso de las
energas del hogar. De este modo, una de las iniciativas del
MINVU es la
-
47
implementacin de sistemas de agua potable sanitaria para
proyectos
nuevos o ya construidos los que buscan una reduccin del gasto
en
concepto de agua caliente sanitaria. Se busca con estos sistemas
generar
un ahorro del 30% anual en esta materia la cual se ve
reflejada
directamente en los gastos del hogar.
La ley 20.365 del ministerio de hacienda establece franquicia
tributaria
respecto de sistemas solares trmicos, un incentivo a las
empresas
constructoras que incluyan en sus proyectos habitacionales de
viviendas
sociales sistemas solares trmicos, les ofrece deducir del monto
de sus
pagos previsionales obligatorios por ley sobre impuesto a la
renta, un
crdito equivalente a todo o parte del valor de los sistemas
solares trmicos
y de su instalacin.
IV.2 Consumo Elctrico en viviendas
La demanda por la energa a nivel internacional aumenta cada da
ms, y
los planes de eficiencia energtica por hacer un mejor uso de la
energa
cobras ms relevancia, sobre todo porque impactan directamente a
la
economa de forma favorable, utilizar de mejor forma la energa
pas a ser
uno de los focos principales a nivel internacional. Chile en
materia
energtica ve una clara alternativa en los planes de eficiencia
energtica
que pasan por una mejor construccin de viviendas, mejoras en
la
aislacin, orientacin geogrfica de esta, promocin de aparatos
y
dispositivos para el hogar eficientes y la utilizacin de la
tecnologa en s
para dar un mejor uso a la energa. En este captulo se presenta
el
consumo energtico que experimentan las viviendas por concepto de
uso
de electricidad principalmente a nivel nacional, y grupo
socioeconmico D
cuyas caractersticas de viviendas y gastos concuerdan con las
viviendas
de carcter social.
-
48
IV.2.1 Consumo de electricidad en la vivienda por aparato
Un estudio del Sernac (8) indica que del total del presupuesto
de las
familias chilenas, un 15% de este era destinado a servicios
bsicos. Pero
analizando el segmento socioeconmico bajo, un 18,9% de los
ingresos
familiares eran destinados a servicios bsicos. Por otra parte,
los
segmentos socioeconmicos alto y bajo gastan ms en gas, un 31,7%
y
31,03%, en cambio, el grupo socioeconmico bajo, gasta ms
presupuesto
en electricidad, un 28% y un 25,89% en calefaccin.
Segn el Ministerio de Energa (9), el consumo promedio a nivel
nacional
por vivienda es de 124,60kWh para el grupo socioeconmico D,
si
consideramos una tarifa promedio de $113,6 pesos chilenos, una
vivienda
de este grupo socioeconmico desembolsa $14.154,56 pesos chilenos
por
concepto de electricidad. Si seccionamos el consumo por vivienda
vemos
que la electricidad consumida se reparte segn Figura IV-2.
Figura IV-2. Consumo en kWh/ao por aparato en viviendas.
(Fuente: Elaboracin propia segn antecedentes Ministerio Energa)
-
49
Se destaca que del total de la energa elctrica utilizada en la
vivienda, se
estima que el 10% de ella se debe al consumo de aparados en modo
Stand-
by, 186,4kWh anuales, es decir, que a pesar de no estar
encendido, ni
mucho menos siendo utilizados, siguen consumiendo una mnima
cantidad de energa, aunque en muchos casos el costo econmico
por
vivienda no sea considerable, al ao genera un desembolso
importante
para la vivienda y adems una demanda adicional a nivel pas
por
electricidad mal utilizada. Si comparamos los consumos anuales
por
stand-by y el consumo por concepto de iluminacin, el primero
corresponde al 64,4% del total debido a iluminacin (289,4
kWh/ao)
destacando la importancia de este consumo. A nivel nacional, el
consumo
por concepto de iluminacin al ao es de 1.523GWh de los cuales el
39,9%
(603GWh) provienen del grupo socioeconmico D. Un dato importante
de
mencionar es que el consumo mundial de electricidad en materia
de
iluminacin es del 20% del total, lo que pone de manifiesto la
importancia
por tomar medidas de eficiencia aplicada a esta rea. Se estima
que para el
2030 la demanda de energa para iluminacin crecer en un 60%.
Como
consecuencia de estas cifras y de las lneas internacionales que
se siguen
en Chile en bsqueda de la eficiencia energtica, a travs del
ministerio de
energa se determin eliminar del mercado nacional las lmparas
incandescentes a causa de su baja eficiencia. El plan de
eficiencia a travs
del decreto n60 publicado por el ministerio de energa en el
diario oficial,
fija el estndar mnimo de eficiencia que deben cumplir los
dispositivos de
iluminacin para su comercializacin en el pas, la idea es que a
finales del
2015 la desaparicin de este tipo de ampolletas sea absoluta
inicindose
su descontinuacin de manera paulatina a fines del ao 2014.
-
50
Figura IV-3. Viviendas y dispositivos en stand by.
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos CCHC.)
Segn estudio realizado por la cmara chilena de la construccin,
en por
lo menos un 69% de las viviendas se mantiene el televisor
enchufado sin
ser utilizado, es decir este aparato es consumidor de
electricidad en modo
stand-by en ms de la mitad de las viviendas a nivel nacional. En
la Figura
IV-1 se muestran los porcentajes de viviendas a nivel nacional
en la que se
dejan enchufados diversos aparatos electrnicos que consumen
energa
aun estando apagados, aparatos que dada su fcil adquisicin,
estn
presentes en la mayora de las viviendas del pas lo que se
traduce en un
consumo anual por hogar de 186,4kWh/ao.
La Tabla IV-4, muestra el consumo elctrico que generan un
conjunto de
dispositivos existentes en la vivienda al estar en modo espera o
stand-
by (10).
69%
55%
57,30%
28,30%
36,90%
29,90%
28,30%
Televisor
Radio/equipo msica
Computador
Horno Microondas
Hervidor
Consola de video juego
Lavadora de ropa
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
-
51
Tabla IV-4.Consumo en Stand-by de diversos dispositivos
presentes en la vivienda.
Dispositivo Potencia consumida en stand-
by (W)
Tenencia a nivel nacional en
viviendas (%)
Televisor 6,08 94
Equipo de
msica o
radio
9,71 88,7%
DVD 3,13 57,3%
Consola de
video
juego
1,0 20,8%
Cargador
de celular 0,26 92,5%
Lavadora
de ropa 2,64 93,6%
Secadora
de ropa 2,2 15,2%
Monitor
LCD 1,13 ---
PC 2,84 59,4%
Laptop
apagado 8,9 --
Cargador
laptop solo 4,42 --
(Fuente: Elaboracin propia en base a fuente: Lawrence Berkeley
National Laboratory y corporacin de desarrollo tecnolgico,
CCHC).
-
52
IV.3 Seleccin de los elementos a automatizar e integrar en
la
vivienda social
Con la finalidad de proporcionar herramientas y tecnologas que
permitan
realizar un uso ms eficiente de las energas consumidas en la
vivienda
tipo, es necesario identificar los elementos que pueden ser
afectos a
automatizarse y de este modo mejorar la forma en que estos
consumen
energa sin la necesidad de reemplazarlos por otros ms eficientes
y por
supuesto ms caros.
La domtica se presenta principalmente como un conjunto de
tecnologas
que permiten aumentar el confort en una vivienda que incluyen
como valor
agregado, la seguridad y eficiencia energtica, pero, muchas
veces,
comodidad y eficiencia no van siempre de la mano, y cuando se
adiciona
adems otra variable como la econmica, podemos comprobar que
la
tendencia es proporcional, a mayor confort, mayor gasto
econmico. Por
ello es fundamental el anlisis de las necesidades reales de
automatizar
ciertos elementos que traigan en este caso, un valor agregado
que consiste
en un ahorro econmico ms que un aumento significativo de la
comodidad de la vivienda y principalmente un mejor uso de la
energa.
IV.3.1 Elementos afectos a automatizar en la vivienda social
Como en todo tipo de viviendas, los elementos postulantes a
ser
automatizados pueden ser innumerables, siempre se debe lograr
un
equilibrio entre lo necesario y lo econmicamente factible, ms
todava si el
objetivo (como el del presente trabajo) de la automatizacin
apunta a
conseguir un ahorro econmico, y de paso una disminucin por
concepto
de demanda energtica al sistema interconectado. Tambin, el
confort y la
eficiencia energtica pueden ir de la mano, dado que el
funcionamiento de
los distintos elementos de la red domtica se ajustan a las
necesidades del
-
53
momento del usuario, las cuales tienden a ser distintas para
cada ocacin
y/o situacin. Tomemos el siguiente ejemplo: un individuo al
llegar a su
casa de noche, necesitar algo de iluminacin para poder abrir la
puerta y
acceder si la luz de la luna no le acompaa. Se pueden dar dos
casos, el
primero, nuestro personaje intenta insertar la llave en el
cerrojo a punta
de prueba y error, y en el segundo caso, antes de salir de su
casa deja
encendida la luz, que a su vez, dependiendo de las horas que
han
transcurrido desde su salida del hogar hasta su regreso,
implicar un
aumento considerable en su factura elctrica, sobre todo si
dicho
comportamiento se repite durante toda la semana o todo el
mes.
Es indispensable que la luminaria del acceso a la vivienda se
encienda,
pero momentos antes de su llegada e inmediatamente despus a
su
ingreso la luz debe apagarse, si no se utiliza, no tiene sentido
dejarla
encendida, a excepcin de luminarias decorativas. As, es
posible
identificar muchas otras reas dnde la domtica puede tomar
accin.
En la vivienda, podemos identificar los siguientes
elementos:
Aire acondicionado
Extractor de aire
Persianas
Toldos de ventanas
Lavadora
Refrigerador
Luminarias
Hervidor
Cocina
Riego
Electrodomstico
Aparatos electrnicos varios
Fuentes de energa en general (cargadores celulares, consolas
v.j.,
-
54
A la anterior lista es posible agregar unos cuantos ms, pero,
como ya se
mencionaba al inicio de este captulo, este autor busca la
disminucin del
consumo elctrico en la vivienda equilibrado con la comodidad que
puede
brindar un sistema Domtico.
IV.3.2 Anlisis de elementos controlables en la vivienda
social
La automatizacin de sistemas como los de calefaccin, de los
diversos
electrodomsticos o aparatos electrnicos utilizados en una
vivienda, no es
necesariamente posible de efectuar en nuestro caso ya que
para
controlarlos, en general, se necesita que estos elementos posean
capacidad
de control a travs de sistemas externos, si pensamos en el
sistema de
calefaccin utilizado en nuestra vivienda tipo y sus moradores,
dicho
segmento de la poblacin calefacciona sus hogares con lea, gas
o
parafina, sistemas que resultan tambin ser suficientes por el
tamao de
la vivienda y muchas veces ms econmicos en el corto plazo.
Estos
sistemas no poseen la capacidad de ser controlados
automticamente,
implementar un sistema completo de calefaccin elevara los
costos. Un
sistema de calefaccin ms sofisticado escapa de los recursos de
este
grupo.
Por otro lado, el invierno ms humedad no es lo ms agradable
si
muestran sus efectos sobre todo dentro de la vivienda. En la
poca
invernal la condensacin de agua dentro de las viviendas
puede
convertirse en un gran problema sobre todo porque se le suma la
humedad
generada por los procesos cotidianos, como cocinar, ducharse o
calentar
agua, inclusive la calefaccin empleada como gas o parafina, si
ms aun,
le sumamos la mala aislacin de la vivienda, la existencia de
puentes
trmicos y una mala ventilacin natural que proporcione una
corriente de
aire fresco desde el exterior para renovar el aire interior y
redu