Domotica con sistemas de control KNX y radiofrecuencia. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto Introducción. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto ¿ Que es Domótica ? Domótica La Domótica proviene de la unión de las palabras domus (que significa casa en latín) y robótica (de robota, que significa esclavo, sirviente en checo). Se entiende por domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de: 1. Gestión energética. 2. Seguridad. 3. Confort 4. Comunicación. Se encarga de la integración y regulación de sistemas eléctricos y electrónicos, de tal manera que “la casa” es capaz de “sentir”, detectar la presencia de personas, la temperatura, el nivel de luz,… y reaccionar por sí sola, a estos estímulos, regulando el clima, la iluminación, conectando la alarma, al mismo tiempo que es capaz de comunicarse e interactuar con nosotros (telecontrol) por multitud de medios (pantalla táctil, PC, móvil,...), llegando a elevados niveles de confort, seguridad y sobretodo: ahorro energético. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 3 ¿ Que es Inmótica ? Inmótica Entendemos por Inmótica la incorporación al equipamiento de edificios de uso terciario o industrial (oficinas, edificios corporativos, hoteleros, empresariales y similares), de sistemas de gestión técnica automatizada de las instalaciones, con el objetivo de reducir el consumo de energía, aumentar el confort y la seguridad de los mismos. • Ofreciendo servicios avanzados de monitorización gestión y mantenimiento de los distintos subsistemas o servicios del edificio • Diseñados con suficiente flexibilidad como para que sea sencilla y económicamente rentable la implantación de futuros sistemas. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 4 ¿ Que es Urbótica ? Urbótica Básicamente la urbótica es la integración de la tecnología en el diseño inteligente de una ciudad. Se trata principalmente de automatizar un conjunto de servicios e instalaciones publicas con el fin de mejorar la gestión energética, la seguridad y el bienestar o confort y las comunicaciones de todos los usuarios de estos servicios públicos . ALGUNOS EJEMPLOS: Sistemas de Telegestión y control del alumbrado público. Sistemas de videovigilancia ciudadana. Regulación semafórica. Puntos de información ciudadana automatizados. Recogida neumática de basuras. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 5 Antecedentes Historicos El concepto nace en EEUU a finales de los años 70 y principio de los 80, gracias al auge de las telecomunicaciones y un periodo prospero en la construcción de edificios y oficinas. Desde entonces se ha denominado domótica cuando va aplicado al hogar, Inmótica cuando va aplicado a los edificios. De la cueva con fuego, para calentar e iluminar, a las antorchas, las velas, y por último: la electricidad. La electricidad nos ha permitido elevar el nivel de confort en nuestras casas y ha dado paso a la entrada de los electrodomésticos: lavadora, frigorífico, lavavajillas, horno, placas vitrocerámicas,… máquinas capaces de realizar tareas cotidianas de forma casi autónoma (aun queda por solucionar la carga y descarga de las mismas), elevando nuestro nivel de confort a cotas en otro tiempo inimaginables. Estas máquinas no existirían sin el desarrollo de una nueva evolución: la electrónica, permitiendo realizar programaciones (rutinas), que regulan cada proceso (lavado en frio, grabación de un video,…). gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 6 Control de Iluminación • On/Off (Incadescentes, Hálogenas, Fluorescentes, DALI) • Regulación (Incadescentes, Hálogenas, Fluorescentes, DALI, Bajo consumo LEDOTRON) • Otros: Mediante pasarelas se puede controlar DMX,... * Destacando funciones de encendidos y apagados centrales. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 7 Control Control de Persianas - “Motores“ • • • • Tradicionales de riel Persianas Roller Toldos * Destacando funciones de Subidas / bajadas generales. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 8 Control Control de Clima - Sistemas de calefacción, refrigeración y mixtos • Splits individuales (Frio/Calor) • Bombas de Calor (Calor) • Radiadores (Calor) • Suelos Radiantes (Calor). • Fancoils (Frio/Calor). • Rooftop – VRV (Frío/Calor). 27-06-2013 gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 9 Control Control de Riego Control de Alarmas: 1- Intrusión: Alarmas particulares via llamada telefonica o SMS. Alarmas conectadas a Centrales Receptoras de Control (CRA). Según sistemas se utilizan los mismos detectores de control de iluminación como detectores para las alarmas 2- Técnicas: Detección de inundación. Detección de fuga de gas. Detección de incendios. Corte de Energía gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 10 Control Estación Metereológica • Viento: Proteger toldos y cristales. • Lluvia: Proteger Toldos, cerrar ventanas tipo VELUX, bajar persianas para evitar que se ensucien los cristales • Crepuscular: Control de luces de exterior (Jardín/Fachadas). • Luminosidad: Proteger los muebles del exceso de sol, controlar las persianas para evitar perdidas energéticas en clima por exceso de sol. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 11 Control Control de Accesos • Por proximidad • Biométricos Control de Piscina. Control del motor de piscina. Control de cubierta la piscina Control de Energias Alternativas Control para gestionar el aporte de la energia solar/ eólica para generación de energía o calefacción. Control de Audio y Video gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 12 Control 1. Teclados convencionales: teclados tradicionales integrados al sistema por medio de entradas binarias 2. Teclados domóticos: teclados multifunción programables 3. Detectores de movimiento/presencia • • • • Control de iluminación. Control de modo de clima. Control de alarma. Comportamiento en función de la cantidad de luz “lux“. 4. Mandos a Distancia • • • • Radio Frecuencia Infrarrojo Wi-Fi Bluetooth 5. Mandos con Pantallas Táctiles gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 13 Control 6. Mandos a través de dispositivos móviles: GSM, GPRS, 3G y 4G 7. Control con teléfonos analógicos: prácticamente en desuso. 8. Control vía Web • Web-Server • Escritorio Remoto 9. Mediante Software BMS (de tipo SCADA) gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 14 Protocolos de comunicación 1. Protocolos: • Estándar / • Propietario BJC, B-TICINO,SIMON, VIMAR, LCN, Lutron, etc… Tecnologías Inalámbricas (Wireless) gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 15 Transmisión 2. Medio de transmisión: • Corrientes portadoras • Radiofrecuencia • Cable 3. Comportamiento de la instalación referente a tratamiento de datos • Descentralizados: BUS • Centralizados: PLC, Ordenadores, Centralitas,... gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 16 Estandares o Protocolos CEBus (Consumer Electronics Bus). Estándar vigente en los EEUU que ha sido desarrollado por la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA-Electronic Industries Association). El estándar surgió en 1984 cuando la EIA se propuso unificar los protocolos de señalización infrarroja para el control remoto de electrodomésticos. En 1992 el estándar se había extendido a todo el ámbito de control domótico. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 18 Estandares o Protocolos Medios físicos permitidos Red eléctrica Cable trenzado Cable coaxial Infrarrojos Radio Frecuencia Fibra óptica Bus audio-vídeo gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 19 Estandares o Protocolos Sistema de redes de control distribuido Es un protocolo lider en soluciones para sistemas inmóticos o de automatización de edificios, también conocido como BMS. Estándar para control de casas, industria, aviones y redes de datos. Estándar creado por Echelon en 1988 para LON (Local Operating Network) La unidad central es un NeuronChip. LonTalk Network (protocolo) se basa en esa tecnología. Capacidad limitada para transferencia de datos. Presenta similitudes con las LAN, en cuanto a componentes, modos de comunicación, método de acceso, soporte físico, topología. 20 Estandares o Protocolos gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 21 Estandares o Protocolos El es un intento del gigante Microsoft, y General Electric, de crear un protocolo para redes de control que consiga afianzarse como la solución, en todas las aplicaciones de automatización de edificios y viviendas. El SCP esta optimizado para su uso en dispositivos de eléctricos y electrónicos que tienen una memoria y una capacidad de proceso muy limitadas. Al igual que otros buses o protocolos de control distribuido, el SCP está diseñado para funcionar sobre redes de control con un ancho de banda muy pequeño (< 10 Kbps). Optimizado para las condiciones de ruido características de las líneas de baja tensión (Ondas Portadoras o "Powerline Communications"). gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 22 Estandares o Protocolos El BACnet es un protocolo norteamericano para la automatización de viviendas y redes de control que fue desarrollado bajo el patrocinio de una asociación norteamericana de fabricantes e instaladores de equipos de calefacción y aire acondicionado. El principal objetivo, a finales de los años ochenta, era la de crear un protocolo abierto (no propietario) que permitiera interconectar los sistemas de aire acondicionado y calefacción de las viviendas y edificios con el único propósito de realizar una gestión energética inteligente de la vivienda. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 23 Estandares o Protocolos El HAVi es una iniciativa de los fabricantes más importantes de equipos de entretenimiento (Grundig, Hitachi, Panasonic, Philips, Sharp, Sony, Thomson y Toshiba) para crear un estándar que permita compartir recursos y servicios entre los televisores, los equipos HiFi, los vídeos, etc.. El HAVi es una especificación software que permite la interoperabilidad total entre estos. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 24 Estandares o Protocolos Desarrollado por Sun Microsystems, aprovechando la experiencia y muchos de los conceptos en los que está inspirado el lenguaje Java. Basada en la filosofía de la Máquina Virtual Java (JVM). Por lo tanto, el Jini puede funcionar sobre potentes estaciones de trabajo, en PCs, en pequeños dispositivos (PDAs, cámaras de fotos, móviles, reproductores mp3) o en electrodomésticos de línea blanca (HiFi, TV, Vídeos, set-top boxes, frigoríficos, lavadoras, etc..). gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 25 Estandares o Protocolos Universal Plug&Play (UPnP) Arquitectura abierta y distribuida que permite a las aplicaciones de los dispositivos conectados a una red intercambien información y datos de forma sencilla y transparente para el usuario final, sin necesidad de que este tenga que ser un experto en la configuración de redes, dispositivos o sistemas operativos. Este protocolo es capaz de descubrir cuando se conecta un nuevo equipo o dispositivo a la red, asignándole una dirección IP, un nombre lógico, informando a los demás de sus funciones y capacidad de procesamiento, e informarle, a su vez, de las funciones y prestaciones de los demás gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 26 Estandares o Protocolos HAPI Es una iniciativa puramente orientada al software y que probablemente permitirá que diversas aplicaciones de control puedan funcionar sobre diferentes protocolos, destacan el CEBus, el Lonworks, el HAVi e incluso las redes de área local basadas en Ethernet y TCP/IP. El HAPI está auspiciado por diversos fabricantes de PCs y por el gigante Microsoft el cual esta desarrollando la que será la primera implementación del HAPI, como es lógico, para sus sistema operativo Windows, aunque la organización se ha comprometido a desarrollarlo en breve para otros sistemas operativos. gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 27 Estandares o Protocolos IEEE 802.15.4 Alianza, sin ánimo de lucro, de 25 empresas, la mayoría de ellas fabricantes de semiconductores, con el objetivo de auspiciar el desarrollo e implantación de una tecnología inalámbrica de bajo costo. Destacan empresas como Invensys, Mitsubishi, Philips y Motorola. ZigBee, conocido con otros nombres como "HomeRF Lite", es una tecnología inalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s y rangos de 10 m a 75 m. Puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales tienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee esta dormido con objeto de consumir menos que otras tecnologías inalámbricas gerald esparza/jaime hurtado pinto 28 Estandares o Protocolos X-10 es uno de los protocolos más antiguos que se están usando en aplicaciones domóticas. Fue diseñado en Escocia entre los años 1976 y 1978 con el objetivo de transmitir datos por las líneas de baja tensión a muy baja velocidad (60 bps en EEUU y 50 bps en Europa) y costes muy bajos. Al usar las líneas de eléctricas de la vivienda, no es necesario tender nuevos cables para conectar dispositivos. Existen tres tipos de dispositivos X-10: los que sólo pueden transmitir órdenes, los que sólo pueden recibirlas y los que pueden enviar/recibir estas. Los transmisores pueden direccionar hasta 256 receptores. Los receptores vienen dotados de dos pequeños conmutadores giratorios, uno con 16 letras y el otro con 16 números) que permiten asignar una dirección de las 256 posibles. gerald esparza/jaime hurtado pinto 29 Mecanismos y Sistemas gerald esparza/jaime hurtado pinto 30 Mando a Distancia gerald esparza/jaime hurtado pinto 31 PREGUNTAS KNX socios científicos gerald esparza/jaime hurtado pinto 32 Argumentos del Sistema. ¿ Que es KNX ? Nace en 1999 como resultado de la convergencia entre los sistemas EIB (Belgica), BatiBus (Francia) y EHS (Holanda) EHS, Con aplicaciones compatibles para todo tipo de soluciones es posible controlar toda la instalación con un sólo protocolo, gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 34 KNX es el estándar • • • • CENELEC EN 50090 – el único European Standard for Home and Building Electronic Systems (HBES) basado en KNX. CEN EN 13321-1 – European Standard for Building Automation basado en KNX. ISO / IEC ISO/IEC 14543-3 – el único estándar mundial para „Home Electronic Systems“ (HES) basado en KNX. GB/Z GB/Z 20965 – Estándar Chino para Home and Building Control basado en KNX • US Standard (ANSI/ASHRAE 135) KNX: El único estándar mundial para el control de casas y edificios! gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 35 KNX es el estándar gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 36 Ventajas KNX gerald esparza/jaime hurtado pinto 37 Principales ventajas de KNX 1. Estándar International que garantiza su continuidad en el futuro CENELEC, KNX aprobado como EN50090 CEN KNX aprobado como EN13321-1/2 ISO/IEC KNX aprobado como ISO/IEC14543-3 2. Gracias a la certificación de producto, KNX garantiza Interoperabilidad & Interworking de productos KNX es el único estándar para el control de casas y edificios que lleva a cabo un plan de certificación para productos, centros de formación e incluso personas. Laboratorios neutrales analizan la conformidad del producto. SAC KNX aprobado como GB/Z20965 ANSI/ASHRAE KNX aprobado como US ANSI/ASHRAE standard 135 KNX garantiza interoperabilidad & interworking gerald esparza/jaime hurtado pinto Diferentes productos de diferentes fabricantes pueden ser usados en diferentes aplicaciones. 38 Principales ventajas de KNX 3. KNX representa alta calidad de producto • • La KNX Association exige un alto nivel de producción y control de calidad durante todas las etapas de la vida del producto. Por lo que todos los miembros fabricantes tienen que mostrar conformidad a la norma ISO 9001. 4. Un único software independiente de fabricante: ETS La herramienta software ETS permite proyectar, diseñar y configurar todos los productos certificados KXN. Esta herramienta es además independiente de fabricante: el integrador podrá combinar los productos de varios fabricante en una instalación. gerald esparza/jaime hurtado pinto 39 Principales ventajas de KNX 5. KNX puede ser usado para todas las aplicaciones en el control de casas y edificios 6. KNX se adapta a diferentes tipos de construcciones Tanto en nuevas construcciones como en las ya existentes Pequeñas casas como en grandes edificios Pueden ser fácilmente extendidas y adaptadas a las nuevas necesidades. Todas las posibles funciones/aplicaciones en casas y edificios. gerald esparza/jaime hurtado pinto 40 Principales ventajas de KNX 7. KNX soporta diferentes modos de configuración • E-mode: configuración a tráves de un controlador central. S-mode: configuración a tráves de un ordenador. • 8. KNX soporta diferentes medios de comunicación Par trenzado (TP) Corrientes portadoras (PL) Radio frecuencia (RF) IP/Ethernet gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto 41 Principales ventajas de KNX 9. KNX puede ser acoplado a otros sistemas • KNX ha desarrollado gateways para asistir y completar otros sistemas. • Pruebas de la colaboración de KNX son: – Mapping con BACnet. – Posibilidad de conectarse, a través de interfaz con la tecnología DALI. 10. KNX es independiente de cualquier plataforma hardware o software Los fabricantes pueden desarrollar la propria plataforma de microprocesador pero también pueden recurrir a los proveedores de componentes KNX. Para los miembros KNX, esto es completamente GRATIS. Manufacturer can choose gerald esparza/jaime hurtado pinto Buy Develop Any device Assemble 42 Hechos y cifras abril 2013 gerald esparza/jaime hurtado pinto 43 KNX partners Albania Argelia Alemania Andorra Angola Arabia Saudita Argentina Armenia Australia Austria Azerbaiyán Bahrein Bangladesh Belarús Bélgica Bolivia Bosnie-Herzégovine Brasil Brunei Bulgaria Canadá Chile China Chipre Colombia Corea del Sur Costa Rica Croacia Dinamarca Egipto Eslovaquia Eslovenia España Estonia Etiopía Faroe Islands Filipinas Finlandia Francia Georgia Gibraltar Grecia Guadalupe Guatemala Hong Kong Hungría India Indonesia Inglaterra Irán Irlanda Islandia Israel Italia Jordán Kazajstán Kirguistán Kuwait Letonia Líbano Liechtenstein Lituania Luxemburgo Malasia Maldivas Malta Marruecos Martinica Mauricio México Mónaco Montenegro Nigeria Noruega Nueva Caledonia Nueva Zelanda Omán Países Bajos Pakistán Palestina Panamá Perú Polinesia Francesa Polonia Portugal Qatar República Checa República Dominicana Reunión Romanía Rusia Fed San Kitts y Nevis Serbia Singapur Siria Sudáfrica Suecia Suiza Suriname Swazilandia Tailandia Taiwan Túnez Turquía Ukrania Un. Emiratos Arabes Uruguay USA Venezuela Vietnam gerald esparza/jaime hurtado pinto 37.174 KNX partners en 121 países 44 KNX partners en 121 países gerald esparza/jaime hurtado pinto 45 KNX centros de formación Alemania Argentina Australia Austria Bélgica China Croacia Dinamarca Egipto Em. Árab. Unidos España Inglaterra Irlanda Italia Luxemburgo Noruega Países Bajos Polonia Portugal República Checa Rumania Rusian Federation Finlandia Francia Grecia Hungría India Serbia Singapur Suecia Suiza Turquía Uruguay 272 centros de formación en 51 países gerald esparza/jaime hurtado pinto 46 KNX socios científicos Alemania Austria Bélgica Chile Dinamarca Eslovaquia España Finlandia Hong Kong Inglaterra Irlanda Italia Francia Grecia Serbia Suiza Países Bajos Polonia República Checa 95 socios científicos en 27 países gerald esparza/jaime hurtado pinto 47 KNX miembros asociados 7 miembros asociados gerald esparza/jaime hurtado pinto 48 KNX grupos nacionales Alemania Argentina Australia Austria Bélgica China Croacia Dinamarca España Finlandia Francia Grecia Hungría Inglaterra Irlanda Italia Luxemburgo Noruega Países Bajos Polonia Portugal Rusia Serbia Suecia Suiza Turquía 36 grupos nacionales En Chile aun no existe este grupo gerald esparza/jaime hurtado pinto 49 ETS licencias en 121 países gerald esparza/jaime hurtado pinto 50 Campo de aplicación de KNX gerald esparza/jaime hurtado pinto 51 Eficiencia energética con KNX Eficiencia energética con KNX • hasta el 40 % con el control de persianas KNX • hasta el 50 % con el control zonificado KNX • hasta el 60 % con el control de iluminación KNX • hasta el 60 % con el control de ventilación KNX Escuela en Peterborough (Inglaterra) Electricidad para Salzburg (Austria) El mayor edificio del mundo de Oriente Medio Casa de bajo consumo energétíco en in Innsbruck (Austria) Edificio bioclimatic en Huesca (España) Eficiencia Energética en el Instituto Politécnico de Guarda Hotel Nerocubo en Italia gerald esparza/jaime hurtado pinto Balance de energía mejorado en el edificio de una compañía de seguros (Praga) 52 Smart Metering con KNX gerald esparza/jaime hurtado pinto 53 Estudio de mercado 2013 - sumario- gerald esparza/jaime hurtado pinto 54 ¿Con qué tecnología trabaja más frecuentemente? gerald esparza/jaime hurtado pinto 55 ¿Con qué tecnología trabaja más frecuentemente? gerald esparza/jaime hurtado pinto 56 REFERENCIAS KNX 27-06-2013 gerald esparza/jaime hurtado pinto 57 REFERENCIAS KNX 27-06-2013 gerald esparza/jaime hurtado pinto 58 REFERENCIAS KNX 27-06-2013 gerald esparza/jaime hurtado pinto 59 KNX socios científicos gerald esparza/jaime hurtado pinto 60 Centro de Investigacion KNX KNX valora altamente sus buenas relaciones con Universidades, institutos técnicos y centros de investigación. - Establece un calendario para reforzar la cooperación entre la industria KNX y los centros donde se puede aprender sobre KNX a nivel mundial. A esto es a lo que hace referencia un centro de investigación KNX. - La incorporación de KNX en su programa para estudiantes aumentará oportunidades para encontrar un trabajo tras su graduación. gerald esparza/jaime hurtado pinto 61 KNX socios científicos gerald esparza/jaime hurtado pinto 62 Beneficios - Copias gratis del KNX Journal dos veces al año. - Esta revista se distribuye a más de 80.000 lectores en todo el mundo por lo que le ofrecerá publicidad, no sólo para su trabajo KNX sino para su centro. - Lista internacional de la web KNX como uno de los miembros de KNX Scientific Forum. - Documentación estandarizada KNX en la que se incluye la documentación para los cursos KNX básico, avanzado y tutor. Copia del manual KNX para la gestión de viviendas y edificios. gerald esparza/jaime hurtado pinto 63 Material disponible - Licencia Falcon. Para el desarrollo de proyectos, la visualización o el control de una instalación KNX. - Ejemplares gratuitos de los componentes de sistema KNX. - Los miembros interesados en el desarrollo de un producto KNX podrán recurrir a los aparatos certificados y los componentes del sistema KNX. - Los dispositivos estarán al alcance de los interesados en forma gratuita para su trabajo de investigación o para las tesis de sus proyectos. gerald esparza/jaime hurtado pinto 64 Evento Bienal KNX Scientific - La conferencia KNX Scientific, oportunidad para presentar su trabajo relacionado con KNX a los demás miembros de la industria KNX. Evento Bienal Scientific KNX gerald esparza/jaime hurtado pinto 65 KNX Scientific Award - Premio al mejor proyecto científico, tesis o publicación creada por uno de los miembros del Forum a los trabajos orientados al sector de la automatización de viviendas y edificios en general. La suma del premio total tiene un valor de 3000 euros. gerald esparza/jaime hurtado pinto 66 Fabricantes 315 miembros fabricantes en 34 países. KNX socios científicos Un solo software para la programación de todos los componentes gerald esparza/jaime hurtado pinto 67 Certificación Partner KNX - La KNX Association, ofrece a aquellos instaladores especializados en la tecnología KNX la posibilidad de ser KNX Partner. - El estudiante tendrá que asistir y aprobar los exámenes teórico y práctico). - La KNX Association emite un certificado establecido el nombre del Partner. - Acceso al logotipo KNX Partner que podrá usar para su publicidad profesional y en sus documentos (plantillas para cartas, sobres, tarjetas de visita, etc) - Integración en una base de datos internacional que podrá ser consultada a través de la web de la KNX Association. - Copia del KNX Journal gratis. gerald esparza/jaime hurtado pinto 68 CDT Inacap Renca CENTRO DE DESARROLLO TECNOLÓGICO • Crear y fomentar las habilidades de emprendimiento a través de la creación de proyectos vinculados al protocolo de comunicación KNX. • Promover destrezas de liderazgo. • Potenciar el desarrollo del trabajo en equipo. • Establecer instancias de participación activa con otras áreas de desarrollo académico que permitan la interacción y cooperación mutua. • Generar espacios de participación social. gerald esparza/jaime hurtado pinto 69 CDT Inacap Renca - Este proyecto surge ante la necesidad de generar nuevas instancias para desarrollo tecnológico. - Diversificar las alternativas de trabajo en el área de la Domótica e Inmótica. - Desarrollando nuevas competencias en el ámbito de la gestión energética a nivel transversal para los alumnos del Área Electricidad, Electrónica y Automatización. gerald esparza/jaime hurtado pinto 70 PREGUNTAS KNX socios científicos gerald esparza/jaime hurtado pinto 71 Comunicación KNX gerald esparza lagos/jaime hurtado pinto Modo basico de funcionamiento • La instalación mínima KNX TP1 consta de los siguientes elementos. • • • • • Una unidad de fuente de alimentación (29V DC) Una bobina (generalmente esta integrada en la fuente de alimentación) Sensores (Ej.: pulsador simple) Actuadores Cable bus (un par trenzado) gerald esparza/jaime hurtado pinto 73 Modo basico de funcionamiento Luego de haber conectado fisicamente todos los equipos al sistema, por medio del ETS, el proyectista debe realizar los siguientes pasos de configuración: • Asignación de las direcciones físicas a cada componente (para la identificación unívoca de cada sensor o actuador en la instalación KNX) • Selección y programación (parametrización) del software de aplicación apropiado para los sensores y actuadores. • Asignación de direcciones de grupo (para unir las funciones de sensores y actuadores). gerald esparza/jaime hurtado pinto 74 Dirección Física Debe ser única dentro de la instalación KNX y se configura tal de la siguiente manera: área [4 bits] - línea [4 bits] – componente bus [1 byte] Por ejemplo: la dirección 1.4.26 Para programar la dirección física de un componente de Bus se pulsa su “botón de programación”. Durante este proceso se le enciende el “LED de programación”. gerald esparza/jaime hurtado pinto 75 Dirección Física Tras la puesta en marcha, la dirección física se utiliza para: - Diagnósticos, detección de errores, modificación de la instalación mediante reprogramación. - Direccionamiento de objetos interfaces por medio de herramientas de puesta en marcha u otros dispositivos. Importante: en el funcionamiento normal de la instalación, la dirección física no tiene ningún significado. gerald esparza/jaime hurtado pinto 76 Dirección de Grupo Se utilizan para realizar la comunicación entre los dispositivos en una instalación. • Estructura de "2-niveles" (grupo principal / subgrupo) o de "3-niveles“ (grupo principal / grupo intermedio / subgrupo). • Los actuadores puede escuchar a varias direcciones de grupo. Sin embargo, los sensores pueden enviar sólo una dirección de grupo por telegrama. • Dirección de grupo: 2 niveles Subgrupo 11 bits: 0 - 2047 Grupo principal 4 bits: 0 - 15 0 P P P P S S S S S S S S S S S P = Grupo principal S = Subgrupo Dirección de grupo: 3 niveles Grupo principal 4 bits: 0 - 15 0 P P P P Subgrupo 8 bits: 0 - 255 I I I S S S S S S S S Grupo intermedio 3 bits: 0 - 7 Sistema de Gestión de Edificios Direcciones de grupo 2-niveles, 3-niveles gerald esparza/jaime hurtado pinto P = Grupo principal I = Grupo intermedio S = Subgrupo ZVEI/ZVEH 77 Dirección de Grupo gerald esparza/jaime hurtado pinto 78 Dirección de Grupo • La dirección de grupo 0/0/0 se reserva para la transmisión de mensajes de multidifusión (dirigidos a todos los dispositivos del bus disponibles). • El encargado de diseñar el proyecto en el ETS puede decidir cómo se usarán los niveles basándose, por ejemplo, en este esquema: • Grupo Principal = planta • Grupo intermedio = función (Ej.: iluminación, calefacción, persiana …) • Subgrupo = función de un componente o grupo de componentes (Ej.: conmutar lámpara cocina, conmutar luz ventana dormitorio, conmutar techo salón, regular techo salón…) • Cada dirección de grupo puede asignarse a los dispositivos del bus según sea necesario, sin necesidad de tener en cuenta dónde está ubicado el dispositivo en la instalación KNX. gerald esparza/jaime hurtado pinto 79 Objetos de Comunicación • Los objetos de comunicación son dinámicos y dependen de la parametrización de los aparatos. • Con el ETS sólo los objetos con el mismo tamaño pueden unirse mediante direcciones de grupo. • Un objeto de comunicación puede asignarse a varias direcciones de grupo, pero sólo una de ellas es la dirección de grupo emisora. • Son direcciones de memoria en los dispositivos bus. • El tamaño puede ser de 1 bit a 14 bytes y depende de la función que desempeñe cada uno de ellos. gerald esparza/jaime hurtado pinto 80 Objetos de Comunicación • • • • • • • • 1 bit: Accionar, Persianas 2 bit: Prioridad. 4 bits: Regulación relativa (+/- Pulsación larga) 1 byte (8 bits): Regulación Absoluta (0%-100%). 2 byte: Valores Físicos (Velocidad viento, luminosidad, Temperatura,…) 3 byte : Fecha y Hora. 4 byte: contador de impulsos,… 14 bytes : 14 caracteres ASCII (a…z, 0…9,@. Ej.: ¿Hola que tal?) gerald esparza/jaime hurtado pinto 81 Banderas - Flags Se utilizan para establecer las propiedades siguientes: • • • • • Comunicación (C): permite la comunicación del dispositivo con el bus. Lectura (R): el valor del objeto puede leerse desde el bus. Escritura (W): el valor del objeto puede modificarse desde el bus. Transmisión (T): si el valor del objeto se modifica, se lanza un telegrama al bus. Actualización (U): los telegramas de respuesta con información del valor se interpretan como órdenes de escritura. gerald esparza/jaime hurtado pinto 82 Banderas - Flags gerald esparza/jaime hurtado pinto 83 Banderas - Flags gerald esparza/jaime hurtado pinto 84 Datos utiles del telegrama • La distinción en los datos se hace, en principio, mediante las órdenes (comandos) En este caso, se muestra el ejemplo de un telegrama de 1 bit. En el caso del comando de “escribir” (write) el último bit de la derecha contiene un “1” ó un “0” para “encender” o “apagar” respectivamente. • El comando “leer” (read) pide al aparato bus direccionado que informe de su estado. La respuesta puede ser un mensaje de 1 bit como en el ejemplo del comando “escribir”, o puede utilizar hasta 13 bytes (bytes 2 a15). gerald esparza/jaime hurtado pinto 85 Telegrama gerald esparza/jaime hurtado pinto 86 Dirección de Grupo Los Bits 0 a 2 determinan el rango de regulación. El área de luminosidad (0-100%) está dividida en un máx. de 64 niveles de regulación. El actuador dimmer regula siempre hasta el siguiente límite de nivel de regulación. Ejemplo: un actuador dimmer tiene una luminosidad de 30%. Cuando un sensor envía la información útil 1011b, regulará hacia arriba, a saber, hasta el siguiente límite de 87 regulación (o 100% : 4 = 25%, es decir, el siguiente nivel es 50%) Dirección de Grupo Con la función “Regulación absoluta” (DPT Porcentaje) se fija directamente un valor de luminosidad entre 1 (mínimo) y 255 (máximo). Dependiendo de la aplicación del fabricante existe, utilizando esta función, la posibilidad de encender (1 ≤ valor ≤ 255) o apagar (valor=0) un aparato conectado. gerald esparza/jaime hurtado pinto 88 Transmision de los Bits "0" y "1" son los dos estados lógicos que puede tener un bit. Lógica técnica en el KNX TP1: Durante el estado lógico "1" no circula corriente Durante el estado lógico "0" circula corriente Esto significa que, si varios componentes transmiten a la vez, los "0" lógicos sobreescriben a los "1" (¡el estado lógico “0” prevalece!). gerald esparza/jaime hurtado pinto 89 Colisión de Telegramas Si varios componentes bus quieren transmitir simultáneamente, esto se regula con el procedimiento CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). gerald esparza/jaime hurtado pinto 90 Colisión de Telegramas Los componentes bus escuchan al bus mientras transmiten. Tan pronto como un componente bus con el estado lógico "1" detecta el estado lógico "0" (= circulación de corriente en la línea), detiene la transmisión para dar paso al componente con mayor prioridad. El componente bus con la prioridad más baja se mantiene a la escucha de la red para esperar el final de la transmisión del telegrama y después transmite sus datos. De esta forma, si hay varios componentes bus intentando transmitir a la vez, el procedimiento CSMA CA asegura que sólo uno de esos componentes pueda ocupar el bus. Por tanto, no se reduce la capacidad de transmisión de datos. gerald esparza/jaime hurtado pinto 91 Dirección de Grupo Los datos se transmiten en forma de corriente alterna. El condensador reacciona con una baja reactancia a la tensión alterna, es decir, actúa como un conductor y cierra el circuito en el primario del transformador. Al actuar como un transmisor, el transformador envía los datos a su lado primario (en forma de c.a.) donde se superponen al nivel de continua de la alimentación. Al actuar como un receptor, el transformador envía los datos a su lado secundario, donde están disponibles separadamente del nivel de continua de la alimentación gerald esparza/jaime hurtado pinto 92 Longitud del Cable Dentro de una línea bus se deben respetar las siguientes longitudes de cable: Fuente de alimentación - Componente bus ……………………. ……………… 350 m Componente bus – Componente bus …………………………………………….. 700 m Longitud total de una línea bus ……………………………………………………… 1.000 m Mínima distancia entre dos fuentes de alimentación en una línea …. 200 m 93 Dirección de Grupo Una transmisión de telegrama a través del cable requiere un cierto tiempo de transito. Si varios aparatos bus intentan transmitir a la vez, la colisión resultante podrá ser resuelta dentro de una distancia de hasta 700 m (retardo de señal tv = 10 µs). gerald esparza/jaime hurtado pinto 94 PREGUNTAS KNX socios científicos gerald esparza/jaime hurtado pinto 95