Borrador de Tesis Llutari
-
Upload
yelhsin-arratia-valdez -
Category
Documents
-
view
43 -
download
0
description
Transcript of Borrador de Tesis Llutari
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 1/96
[1]
“UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ”
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS
CARRERA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA
ELÉCTRICA
DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO CON TECNOLOGIA ARDUINO PARA
UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR RESIDENCIAL PROYECTADA EN LA
CIUDAD DE JULIACA
BORRADOR DE TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTADO POR:
LLUTARI PARILLO, VALERIO
Julio del 2015
Juliaca – Puno – Perú
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 2/96
[2]
DEDICATORIA.
El presente borrador de tesis está dedicado a
mis padres y familiares como también a nuestros
docentes, pero en especial al Ing. Mario Alejandro,
RAMOS HERRERA, quien fue el que me impulso a
estudiar esta carrera a la que quedo agradecido y a
todas las personas que contribuyeron de una u otra
manera en la conclusión del presente borrador de
tesis.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 3/96
[3]
AGRADECIMIENTO.
Queremos agradecer especialmente a la “Universidad Andina Néstor
Cáceres Velásquez” CAP. INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA por darnos la
oportunidad de formarnos en sus aulas, a los ingenieros docentes por transmitir
sus conocimientos a favor de cada uno de nosotros como estudiantes, logrando
en nuestra persona un desarrollo integral en el aspecto social, ético y moral;
permitiéndonos un aprendizaje óptimo durante nuestra formación profesional.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 4/96
[4]
PRESENTACIÓN.
De conformidad con lo establecido por el reglamento de investigación y
requisito para optar el grado de ingeniero mecánico electricista
Yo. Valerio LLUTARI PARILLO, de la carrera de “Ingeniería Mecánica
Eléctrica” egresado de la PROMOCIÓN 2015-I de esta prestigiosa Universidad,
pongo en consideración el presente borrador de tesis.
Me es muy grato compartir este “PROYECTO DE BORRADOR DE TESIS”
titulado “DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO CON TECNOLOGIA ARDUINO
PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR RESIDENCIAL PROYECTADA EN LA
CIUDAD DE JULIACA”, que es un tema de mucha importancia para la innovación
tecnológica requerida para los habitantes de la ciudad de Juliaca, además en ella
se plasman todos los conocimientos adquiridos en la C.A.P. de Ingeniería
Mecánica Eléctrica.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 5/96
[5]
INDICE DE CONTENIDO.
DED ICATORIA . ___________________________________________________ 2
AGRADECIM IENTO. _______________________________________________ 3
PRESENTACIÓN. _________________________________________________ 4
CAPITULO 1: PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN. ____________________ 10
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ____________________________ 10
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA. _____________________________ 11
1.2.1. PROBLEMA GENERAL. ______________________________________ 111.2.2. PROBLEMAS ESPECIFICOS. __________________________________ 11
1.3. OBJETIVOS. ________________________________________________ 11
1.3.1. OBJETIVO GENERAL. _______________________________________ 11
1.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. ___________________________________ 12
1.4. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO. _______________________________ 12
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO. ___________________________________ 15 2.1. ANTECEDENTES. ___________________________________________ 15
2.2. MARCO TEÓRICO INICIAL. ___________________________________ 17
2.2.1. DEFINICIÓN DE DOMÓTICA. _______________________________ 172.2.2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA DOMÓTICA. ____________________ 182.2.3. BENEFICIOS DE LA DOMOTICA. _______________________________ 202.2.4. ARQUITECTURAS DE CONTROL DOMOTICO. ___________________ 242.2.5. TOPOLOGIA DE REDES DOMESTICAS. _________________________ 272.2.6. SISTEMAS DOMOTICOS. _____________________________________ 29
2.3. MARCO CONCEPTUAL. ______________________________________ 332.3.1. ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN DOMÓTICA. ________________ 332.3.2. RED DOMÓTICA. ___________________________________________ 352.3.3. DISPOSITIVOS. _____________________________________________ 352.3.4. CARACTERISTICAS. _________________________________________ 382.3.5. MEDIOS DE TRANSMISIÓN. __________________________________ 412.3.6. ARDUINO. _________________________________________________ 42
2.4. HIPÓTESIS. ________________________________________________ 43
2.4.1. HIPÓTESIS GENERAL. _______________________________________ 43
2.4.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS. ___________________________________ 44
2.5. VARIABLES. ________________________________________________ 45
2.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES. _______________________________ 45
2.5.2. VARIABLES DEPENDIENTES. ________________________________ 45
2.5.3. VARIABLES INTERVINIENTES. ________________________________ 45
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 6/96
[6]
CAPITULO III: METODOLOGIA. _____________________________________ 47
3.2. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN. ___________ 473.2.1. TÉCNICAS. ________________________________________________ 473.2.2. INSTRUMENTOS. ___________________________________________ 47
CAPITULO IV: DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO. ____________________ 49
4.1. MEMORIA DESCRIPTIVA. ____________________________________ 49
4.2. BASES LEGALES. ___________________________________________ 51
4.3. PREVISION DE POTENCIA. ___________________________________ 52
4.4. CALCULO DE LAS INTENSIDADES DE CORTOCIRCUITO. _________ 574.4.1. CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN EL CUADRO GENERAL. _____ 574.4.2. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS. ____ 594.4.3. PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS. ______________ 664.4.4. PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS DIRECTOS. ___________ 664.4.5. PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES. ____________________ 67
4.5. TABLERO GENERAL. ________________________________________ 68
4.6. CALCULO DE LOS MÓDULOS ARDUINO. _______________________ 684.6.1. NÚMERO DE MÓDULOS DE ENTRADAS. _______________________ 684.6.2. NÚMERO DE MÓDULOS DE SALIDA. ___________________________ 694.6.3. DIMENSIÓN DEL MÓDULO DE CONTROL. ______________________ 704.6.4. DIMENSIÓN DEL MÓDULO DE ALIMENTACIÓN. __________________ 704.6.5. PUESTA A TIERRA. _________________________________________ 70
CAPITULO V: SELECCIÓN DE COMPONENTES PARA L A
AUTOMATIZACIÓN. ______________________________________________ 74
5.1. CARACTERISTICAS DE ARDUINO. _____________________________ 745.1.1. HARDWARE. _______________________________________________ 745.1.2. SOFTWARE. _______________________________________________ 755.1.3. DISPOSITIVOS ACOPABLES A ARDUINO. _______________________ 76
CAPITULO VI: ANALISIS DE LOS RESULTADOS. ______________________ 86
6.1. MONTAJE. _________________________________________________ 86
6.2. EVALUACION DEL DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO. ___________ 87
CAPITULO VII: ANÁL ISIS ECONÓMICO. _____________________________ 92
7.1. PRESUPUESTO TENTATIVO DEL DISEÑO SEL SISTEMA DOMOTICOCON TECNOLOGIA ARDUINO. ______________________________________ 92
CONCLUSIONES. ________________________________________________ 94
RECOMENDACIONES. ____________________________________________ 94
BIBL IOGRAFIA. __________________________________________________ 94
ANEXOS. _______________________________________________________ 95
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 7/96
[7]
INDICE DE ILUSTRACIONES.
Ilustración 1: Esquema de un hogar inteligente.................................................... 18
Ilustración 2: Evolución tecnológica ..................................................................... 19
Ilustración 3: Arquitectura domótica centralizada ................................................. 24
Ilustración 4: Arquitectura domótica descentralizada ........................................... 25
Ilustración 5: Arquitectura domótica distribuida .................................................... 26
Ilustración 6: Arquitectura domótica hibrida ......................................................... 26
Ilustración 7: Topología en malla completa .......................................................... 27
Ilustración 8: Topología de árbol. ......................................................................... 28
Ilustración 9: Topología lineal o de bus ................................................................ 28
Ilustración 10: Topología estrella ......................................................................... 29
Ilustración 11: Logo Basic y su ampliación ........................................................... 30
Ilustración 12: Estructura del Sistema X10 con un sistema de corriente portadora
............................................................................................................................ 31
Ilustración 13: Sistema Domotico con Bus de Campo .......................................... 32
Ilustración 14: Sistema Domotico Inalámbrico. ..................................................... 33
Ilustración 15: Automatización y Control del Hogar Digital ................................... 34
Ilustración 16: Redes de una Instalación.............................................................. 34
Ilustración 17: La pasarela residencial une las redes internas con las externas. .. 35
Ilustración 18: Ubicación del terreno de la vivienda proyectada ........................... 49
Ilustración 19: Primera planta de la casa proyectada ........................................... 50
Ilustración 20: Segundo piso de la vivienda proyectada. ...................................... 51
Ilustración 21: Diagrama unifilar del Tablero General........................................... 68
Ilustración 22: Elementos de la placa Arduino Uno. ............................................. 75
Ilustración 23: Interfaz del software Arduino......................................................... 76
Ilustración 24: Sensor de Gas. ............................................................................. 77
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 8/96
[8]
Ilustración 25: Sensor de movimiento. ................................................................. 77
Ilustración 26: Sensor de Luz. .............................................................................. 78
Ilustración 27: Sensor de Humedad y Temperatura DHT11 ................................. 78
Ilustración 28: Sensor de temperatura ................................................................. 79
Ilustración 29: Relé. ............................................................................................. 79
Ilustración 30: Led................................................................................................ 80
Ilustración 31: Timbre. ......................................................................................... 80
Ilustración 32: Teclado y botón. ........................................................................... 81
Ilustración 33: Pantalla LCD ................................................................................. 81
Ilustración 34: Emisor y receptor de infrarrojos. ................................................... 82
Ilustración 35: Placa Arduino ............................................................................... 83
Ilustración 36: Esquema de la arquitectura centralizada. ..................................... 83
Ilustración 37: Función del servidor en la arquitectura centralizada. .................... 84
INDICE DE TABLAS.
Tabla 1: Tipos de sensores, sistemas de control y actuadores domóticos. .......... 37
Tabla 2: Cuadro de cargas por circuito ................................................................ 53
Tabla 3: Numero de módulos de entrada. ............................................................ 68
Tabla 4: Numero de módulos de salida ................................................................ 69
Tabla 5: Dimensión del módulo de alimentación .................................................. 70
Tabla 6: Características del Arduino Uno. ............................................................ 74
Tabla 7: Evaluación del nivel de Domotización. ................................................... 90
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 9/96
[9]
CAPÍTULO I.
PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 10/96
[10]
CAPITULO 1: PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN.
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
En los últimos años se han producido grandes cambios en las
infraestructuras de los domicilios que están en la ciudad de Juliaca. Las
posibilidades de comunicarse, seguridad, eficiencia energética, realizar las
tareas cotidianas o simplemente, divertirse en casa se han multiplicado,
haciendo del hogar un lugar con más bienestar. Todos estos beneficios se
pueden conseguir gracias a la domótica.
Como se viene investigando existen algunas empresas en ciudad de Lima
que vienen generando la implementación de la domótica en domicilios con
un nivel económico medio – alto. Pero en Juliaca esta tecnología se
encuentra sin mucho desarrollo; una de los principales motivos es que la
gran mayoría de los profesionales de las carreras afines no se encuentran
investigando ni desarrollando temas relacionados a este tipo de tecnología.
Debido a la falta de información de esta tecnología, concluimos que no
existe una suficiente cultura domótica en Juliaca. El habitante juliaqueño,
frente a la domótica, muchas veces no sabe que solicitar o que criterios
elegir a la hora de la compra o instalación de un sistema domotico. Además,
de percibirlo como algo muy costoso. Por lo cual, el desarrollo de la
domótica tiene que ir de la mano con la correcta manera de difusión de esta
tecnología.
Juliaca tiene la posibilidad de adquirir y desarrollar esta tecnología, si bien se
sabe esto significaría una inversión inicial, la calidad de vida del usuario se
vería mejorada, incrementando la seguridad, el confort y generando un
considerable ahorro.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 11/96
[11]
1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA.
1.2.1. PROBLEMA GENERAL.
¿De qué manera se puede diseñar el sistema domotico con tecnología
arduino para una vivienda unifamiliar residencial proyectada en la ciudad
de Juliaca?
1.2.2. PROBLEMAS ESPECIFICOS.
1.2.2.1. P.E.1.
¿De qué forma se puede optimizar el rendimiento de la energía eléctrica
usando un sistema domotico con tecnología arduino para una vivienda
unifamiliar residencial proyectada en la ciudad de Juliaca?
1.2.2.2. P.E.2.
¿Cuáles son los componentes de automatización a utilizar para un
sistema domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca?
1.2.2.3. P.E.4.
¿A cuánto asciende el costo de la implementación de un sistema
domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca?
1.3. OBJETIVOS.
1.3.1. OBJETIVO GENERAL.
Diseñar el sistema domotico con tecnología arduino para una vivienda
unifamiliar residencial proyectada en la ciudad de Juliaca
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 12/96
[12]
1.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
1.3.2.1. O.E.1.
Optimizar el rendimiento de la energía eléctrica usando un sistema
domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca.
1.3.2.2. O.E.2.
Seleccionar los componentes de automatización a utilizar para un
sistema domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca
1.3.2.3. O.E.3.
Calcular el costo de la implementación de un sistema domotico con
tecnología arduino para una vivienda unifamiliar residencial proyectada
en la ciudad de Juliaca
1.4. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO.
Actualmente, la domótica no sólo se enfocada a una eficiente gestión de los
elementos del sistema, sino también de brindarle al usuario la capacidad y
facilidad de poder controlar y monitorear su vivienda, oficina, negocio, etc.
desde cualquier lugar, sin importar la ubicación donde esté, y sin tener
dificultades, de una manera eficaz y eficiente. Sin embargo, la gran variedad
de estándares usados en la comunicación y conexión de dispositivos
domóticas, ya sea por cable o inalámbrico, conlleva a una incompatibilidad
entre los diferentes dispositivos. Muchas de las alternativas en la actualidad
implican el uso de una arquitectura en la cual se utilizan controladores que
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 13/96
[13]
se comunican con los dispositivos, y gracias a esos es factible el acceso
remoto al sistema. Sin embargo, el protocolo utilizado para la comunicación
entre los dispositivos domóticos y el controlador son cerrados.
Además, gracias al desarrollo de la tecnología Arduino, que es de código
abierto, de software y hardware flexible, y fácil de usar. Podemos decir que
nos ofrece una serie de ventajas para el control de muchos componentes
electrónicos de automatización para viviendas con sistema domotico.
Mediante la presente propuesta de un sistema domotico con tecnología
arduino para una vivienda unifamiliar residencial proyectada en la ciudad de
Juliaca permitirá que los habitantes y constructores de viviendas tengan
mejor criterio con visión de futuro al momento de construir sus hogares.
1.5. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN.
La limitación existente actualmente para presente proyecto de tesis
“DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO CON TECNOLOGIA ARDUINO PARA
UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR RESIDENCIAL PROYECTADA EN LA
CIUDAD DE JULIACA” es el poco interés o conocimiento de la población de
Juliaca, que impide que se investigue y desarrolle viviendas con sistemas
domóticos. Otra limitación es que existen pocos especialistas en la materia
relacionada a la domótica, lo que hace que sea de difícil acceso para su
instalación y para el desarrollo del presente trabajo de investigación.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 14/96
[14]
CAPÍTULO II.
MARCO TEÓRICO.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 15/96
[15]
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO.
2.1. ANTECEDENTES.
TEMA: ESTUDIO Y DISEÑO PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y
DOMÓTICAS PARA VILLAS RESIDENCIALES. Universidad Católica de
Santiago de Guayaquil:
En este tema se estudia y diseña instalaciones eléctricas y domóticas para
villas residenciales, esto para conseguir que las empresas ubicadas en el
país de Ecuador incorporen y empleen nuevas tecnologías. Además que se
hagan la cotización y normativa para la implementación de estas nuevas
tecnologías. Esta investigación es de carácter explicativo. Este trabajo fue
realizado en el año 2014.
TESIS: INSTALACIÓN DOMÓTICA DE UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR
CON EL SISTEMA EIB. Universidad Carlos III de Madrid:
Esta tesis trata de forma literal de que sirva como referencia para aquellos
que desean comenzar con proyectos de domotización, permitiendo
adentrarse en el conocimiento de las empresas que dominan el sector y
viendo a través de un ejemplo: elementos, referencias, situación y precios de
lo que supondría un proyecto domótico de una vivienda unifamiliar. Se
presenta el sistema EIB-Konnex para entender mejor el funcionamiento y
conocer las ventajas y desventajas que ofrece el sistema domótico. Luego
se trata sobre los pasos a seguir para realizar el diseño de proyecto de una
vivienda unifamiliar. Y se calcula el presupuesto de la automatización
domótica de la vivienda para posteriormente obtener conclusiones acerca de
la viabilidad del proyecto. Este trabajo fue realizado el año 2009.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 16/96
[16]
PROYECTO FIN DE CARRERA: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN
SISTEMA DOMÓTICO PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR.
Universidad Politécnica de Cartagena. Este trabajo de Fin de Carrera trata
de la simulación funcional El objetivo principal del proyecto es la simulación
funcional de una vivienda domótica unifamiliar. La programación de la
aplicación y la simulación de la implantación de la tecnología, así como del
funcionamiento de los sensores que son llevados a cabo mediante el uso del
software LabView. Para el desarrollo del proyecto, se propuso una vivienda
de dos plantas con diversas estancias en las cuales se van a implantar las
medidas e instalaciones que conlleva un despliegue domótico. Es posible
definir las siguientes fases existentes en el desarrollo del proyecto:
Estudio teórico de las distintas tecnologías existentes implantadas,
Selección de las tecnologías a utilizar según las necesidades de la
vivienda.
Realización del Proyecto Domótico.
Diseño de un programa capaz de simular el funcionamiento del proyecto
anteriormente diseñado.
Este proyecto fue realizado en el año 2008.
PROYECTO FIN DE CARRERA: PROYECTO DE UN HOGAR DIGITAL EN
PRO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y EL USO DE FUENTES
RENOVABLES. Universidad Politécnica de Valencia:
El presente trabajo manifiesta una serie de problemáticas (ambientales,
energéticas, regulatorias, educacionales), y ofrece una solución existente
pero no suficientemente extendida, motivando un cambio de mentalidadorientado a que las personas conozcan el valor de la energía y la obligación
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 17/96
[17]
de hacer un uso eficiente. Se plantea el cambio de mentalidad en el uso de
fuentes de energía renovables de un punto de vista. Se pretende poner de
manifiesto la posibilidad de tener una vivienda con una instalación
generadora de electricidad con fuente solar fotovoltaica, dotada de una
instalación eléctrica de distribución, a la cual se le incorpora un sistema
domótico, que otorga de inteligencia y automatización a la instalación, y
permita al usuario reducir el consumo, y adaptar sus hábitos de consumidor
a sus posibilidades generadoras. Este proyecto fue hecho en el año 2011.
2.2. MARCO TEÓRICO INICIAL.
2.2.1. DEFINICIÓN DE DOMÓTICA.
El termino Domótica viene del latín “Domus” que significa casa y de la
palabra “Automática”, por lo tanto la Domótica hace referencia a una casa
automática o comúnmente llamada casa inteligente. Una casa inteligente
es aquella cuyos dispositivos o elementos están integrados o
automatizados a través de una red y que por medio de dispositivos
externos o internos, sus estados se pueden modificar, o los mismos
dispositivos están capacitados para responder a cambios en su entorno.
Una de las características de las casas inteligentes es que deben tener la
flexibilidad para asumir modificaciones de manera conveniente y
económica. (ALVAREZ BARRENO, 2007)
Desde el punto de vista computacional, una casa inteligente sugiere la
presencia de sistemas programados basados en técnicas de inteligencia
artificial, sistemas distribuidos, capaces de:
Tomar las decisiones necesarias en un caso de emergencia.
Predecir y auto diagnosticar las fallas que ocurran dentro de la casa.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 18/96
[18]
Tomar las acciones adecuadas para resolver dichas fallas en el
momento adecuado.
Monitorear, controlar las actividades y el funcionamiento de las
instalaciones de la casa.
Ilustración 1: Esquema de un hogar inteligente
2.2.2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA DOMÓTICA.
La historia del Hogar Digital es muy corta. No se empezó a considerar la
integración de sistemas a nivel comercial, en edificios ‘inteligentes’ hasta
los años 80. En el sector doméstico la integración de sistemas se ha
desarrollado más tarde a la vez que se ha desplegado Internet. Dicha
integración empezó en los años 90 en Japón, Estados Unidos y algunos
países en el norte de Europa. Durante estos años también se empezó el
desarrollo de las Pasarelas Residenciales y nuevos métodos de acceso.
Durante este tiempo, la introducción de dicha tecnología en el hogar se
realizaba gracias a que los equipos poseían grandes prestaciones y
funciones propias. Esto supuso el desarrollo de un mercado donde los
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 19/96
[19]
equipos domésticos que se desarrollaban eran totalmente independientes,
funcionando de forma autónoma y sin necesidad de comunicarse con otros
dispositivos del hogar. De esta forma se dificultaba la definición y desarrollo
de servicios que se pudieran prestar al hogar y al propio usuario. Tampoco
avanzó en ningún sentido la introducción de la tecnología domótica en el
mercado. La automatización de equipos domésticos se realizaba mediante
un control de su alimentación eléctrica y dichos equipos no tenían ningún
tipo de comunicación eficiente con el sistema domótico. Por esto, la
domótica se encontraba en un mercado muy reducido ya que a modo de
ejemplo, la comunicación con el exterior se reducía a sencillas
transmisiones de señales o avisos de alarma o al control remoto de un
pequeño número de sistemas o equipos. (PACHECO ROMACORA, 2008)
Ilustración 2: Evolución tecnológica
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 20/96
[20]
2.2.3. BENEFICIOS DE LA DOMOTICA.
2.2.3.1. SEGURIDAD.
Actualmente, la seguridad es la función más demandada de un sistema
domótico y la más implantada. Puede incorporar múltiples aplicaciones
y el objetivo fundamental es evitar riesgos y accidentes domésticos así
como asegurar y proteger a los usuarios así como a sus bienes. Se
puede dividir en seguridad de personas y seguridad de bienes.
(PACHECO ROCAMORA, 2008) En la seguridad de personas se
incluyen tareas como:
Alumbrado automático por detección de presencia en zonas de riesgo
(escaleras, etc.) para evitar accidentes domésticos.
Desactivación de la corriente en ciertos enchufes (habitación de los
niños, por ejemplo).
Emisión de avisos telefónicos a números prefijados en caso de
necesidad de ayuda urgente.
Detectores de fugas de gas o de agua que cierren las válvulas.
Alarmas de salud.
En cuanto a la seguridad de bienes se refiere, las aplicaciones principales
son:
Avisos a distancia. En ausencia del usuario se emiten avisos
acústicos o telefónicos en caso de alarma.
Detección de intrusos. Incluye la instalación de diversos sensores:
- Volumétricos para detección de presencia.
- De hiperfrecuencia para cristales rotos.
- Magnéticos para apertura de puertas y ventanas, etc.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 21/96
[21]
Alarmas técnicas. El sistema vigila las posibles incidencias que
pueden ocurrir tanto en presencia como en ausencia del usuario.
Detección de incendios.
- Detección de fugas de agua y gas.
- Ausencia de energía eléctrica.
- Video-vigilancia. El sistema incorpora alguna cámara para grabar o
monitorizar diferentes puntos de la vivienda.
- Simulación de presencia.
En el caso de las alarmas técnicas también se pueden realizar
acciones correctivas, por ejemplo, si se detecta escape de gas, cortar
el suministro.
2.2.3.2. GESTIÓN ENERGÉTICA.
La misión de una vivienda domótica en materia de gestión de la energía
es satisfacer las necesidades del hogar al mínimo coste. (PACHECO
ROCAMORA, 2008)
Regulación de los sistemas de climatización (calefacción y aire
acondicionado) de la vivienda.
Programación horaria de funciones: se puede programar la
temperatura según horarios, días de la semana, etc.
Apagado de lámparas en estancias que se encuentren vacías y el
usuario se haya olvidado de hacerlo.
Optimización de la luz natural: la iluminación artificial del interior de la
vivienda se regula en intensidad luminosa en función de la cantidad
de luz natural que se reciba en la casa.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 22/96
[22]
Apagado de lámparas en estancias cuando la casa se encuentre
vacía.
2.2.3.3. CONFORT.
Una vivienda domótica contribuye a la comodidad en el quehacer diario
de las familias, aumentando su calidad de vida. (PACHECO
ROCAMORA, 2008) A continuación algunos ejemplos:
Control inalámbrico de todo sistema domótico a través de mandos a
distancia. El sistema domótico ofrece la posibilidad de controlarse
desde dispositivos inalámbricos como mandos a distancia o
pantallas táctiles.
Automatización del riego del jardín, jardineras, etc.
Apertura automática de puertas por detección de presencia o
mediante mandos a distancia.
Centralización y supervisión de la información del estado de los
sistemas de la vivienda
Control de persianas, cortinas o toldos motorizados.
Integración de audiovisuales en el propio sistema domótico de modo
que la televisión, el vídeo, el DVD, sistemas de audio, etc., puedan
ser empleados por el sistema domótico como un componente más.
Por ejemplo, el vídeo puede ser programado mediante el sistema
domótico, etc.
2.2.3.4. TELECOMUNICACIONES.
La aparición de nuevas tecnologías en el campo de las comunicaciones
y redes de transmisión de datos, y el hecho de que los sistemas
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 23/96
[23]
domóticos avanzados se basen en el empleo de estos tipos de redes,
hacen de éste un campo fértil para la investigación y el desarrollo de
nuevas arquitecturas y sistemas de integración. De esta forma la
domótica se está beneficiando de la expansión tecnológica que está
produciéndose en el sector de las telecomunicaciones, propiciando un
abaratamiento progresivo de precios y una mejora paulatina de
prestaciones. El objetivo fundamental de una vivienda domótica en
materia de telecomunicaciones es el de asegurar y establecer
comunicaciones dentro del propio hogar y de forma remota. Estas
comunicaciones deben ser bidireccionales. (PACHECO ROCAMORA,
2008) Las principales funcionalidades de la domótica en este campo
son:
Sistemas de comunicación en el interior de la vivienda, como la
difusión de audio/vídeo, intercomunicadores, etc. El sistema
domótico a instancias del usuario puede seleccionar la cadena de
TV que mostrará en el televisor de la cocina o el disco compacto que
reproducirá en la habitación de los niños pequeños. Todo ello desde
una pantalla táctil o incluso desde el mando a distancia.
Sistemas de comunicación del hogar con el usuario que se
encuentra ausente: a través de la telefonía básica, video-conferencia, e-mail, SMS, Internet, etc.
Comunicaciones externas propias de la vivienda. Envío de mensajes
de alarma
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 24/96
[24]
2.2.4. ARQUITECTURAS DE CONTROL DOMOTICO.
La arquitectura de una instalación domótica puede ser de dos tipos:
centralizada y distribuida. Esta clasificación puede ser considerada tanto
desde un punto de vista físico (distribución del cableado o medio físico
entre los dispositivos) como lógico (distribución de las comunicaciones que
tiene lugar entre dispositivos). Según esto nos podemos encontrar con los
siguientes tipos de sistemas demóticos. (PINZON GONZALES, 2013)
2.2.4.1. ARQUITECTURA CENTRALIZADA.
Es cuando la topología de la red es en estrella, el sistema de control
central sería el centro de ésta, de la que están colgando los distintos
sensores y actuadores. Esta topología no permite la comunicación
directa entre los dispositivos, ya que debe pasar por el sistema de
control centralizado. (PINZON GONZALES, 2013)
Ilustración 3: Arquitectura domótica centralizada
(Casadomo, 2013)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 25/96
[25]
2.2.4.2. ARQUITECTURA DESCENTRALIZADA.
En un sistema de domótica de arquitectura descentralizada, en el que
hay varios controladores interconectados por un bus, que envía
información entre ellos y a los actuadores e interfaces conectados a los
controladores, según el programa la configuración y la información que
recibe de los sensores, sistemas interconectados y usuarios. (PINZON
GONZALES, 2013)
Ilustración 4: Arquitectura domótica descentralizada
(Casadomo, 2013)
2.2.4.3. ARQUITECTURA DISTRIBUIDA.
Desde el punto de vista físico, cuando la topología de la red es en bus al
que todos los dispositivos, independientemente de su naturaleza, son
conectados, en este caso, la arquitectura lógica puede ser centralizada o
distribuida. (PINZON GONZALES, 2013)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 26/96
[26]
Ilustración 5: Arquitectura domótica distribuida
(Casadomo, 2013)
2.2.4.4. ARQUITECTURA HIBRIDA/MIXTA.
En un sistema de domótica de arquitectura híbrida (también denominado
arquitectura mixta) se combinan las arquitecturas de los sistemas
centralizadas, descentralizadas y distribuidas. A la vez que puede
disponer de un controlador central o varios controladoresdescentralizados, los dispositivos de interfaces, sensores y actuadores
pueden también ser controladores (como en un sistema “distribuido”) y
procesar la información según el programa, la configuración, la
información que capta por sí mismo, y tanto actuar como enviarla a otros
dispositivos de la red, sin que necesariamente pase por otro controlador.
Ilustración 6:
Arquitectura
domótica hibrida
(Casadomo, 2013)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 27/96
[27]
2.2.5. TOPOLOGIA DE REDES DOMESTICAS.
La topología de la red depende del sistema de control que se emplee y el
cableado que se tienda en función de los requerimientos del sistema.
La topología de la red se refiere al modo de interconectar los equipos y los
sistemas conectados a ella, así como la forma que adoptan. Las formas
más comunes son:
2.2.5.1. TOPOLOGÍA MALLA COMPLETA.
Todos los nodos se conectan entre sí de tal forma que la información
viaja del dispositivo fuente al dispositivo destino siguientes diferentes
rutas. En la figura se muestra el esquema de la topología de malla
completa. (TORRES RONQUILLO F. , 2014)
Ilustración 7: Topología en malla completa
2.2.5.2. TOPOLOGÍA DE ÁRBOL.
Los nodos están organizados jerárquicamente, a través de acopladores
o concentradores primarios y secundarios. En la figura 08 se muestra el
esquema de la topología de árbol. (TORRES RONQUILLO F. , 2014)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 28/96
[28]
Ilustración 8: Topología de árbol.
2.2.5.3. TOPOLOGÍA LINEAL O DE BUS.
En esta topología cada uno de los dispositivos se conecta con un cable
de poca longitud a una línea troncal o backbone, estas cuentan con
terminadores que impiden que los datos sean reflejados al final de la
misma y obstruyan el envío de nuevos datos. (TORRES RONQUILLO F.
, 2014)
Ilustración 9: Topología lineal o de bus
2.2.5.4. TOPOLOGIA EN ESTRELLA.
Todos los canales de transmisión de los dispositivos están conectados
entre sí en un punto o nodo central. Las topologías más usadas en los
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 29/96
[29]
sistemas de red domótica son las de árbol, la lineal y la topología
estrella. (TORRES RONQUILLO F. , 2014)
Ilustración 10: Topología estrella
2.2.6. SISTEMAS DOMOTICOS.
2.2.6.1. INSTALACIONES DOMÓTICAS CON AUTÓMATAS
PROGRAMABLES.
En el libro instalaciones domóticas nos explica que las instalaciones
domóticas con autónomas programables normalmente utilizan un
sistema de control centralizado y que por dicha función debe ir la
instalación con una topología estrella. A medida que ha ido aumentando
la cantidad de instalaciones domóticas en edificios, surgió la necesidad
de que las empresas desarrolladoras de materiales eléctricos también
desarrollen diseños exclusivos en edificios inteligentes.
También existe diversidad de dispositivos que permiten controlar una
casa inteligente, por ejemplo algunos utilizan los microcontroladores
(PIC) para automatizar viviendas y edificios pequeños. En edificios
grandes se necesitan dispositivos distribuidos, tales como los KNX o
LonWorks que son configurados como sistemas distribuidos.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 30/96
[30]
Este sistema está basado en una arquitectura centralizada. Está
compuesto por una unidad de control (UC), que contiene un
microprocesador, y que ayudado por sus memorias RAM, ROM y
EEPROM, constituyen el núcleo central del sistema. La unidad de control
se llama controlador o centralita domótica. (TORRES RONQUILLO F. ,
2014)
MICROCONTROLADOR LOGO: Este microcontrolador es utilizado para
viviendas y pequeños edificios en conjunto con el módulo de
comunicación con KNX, es utilizado también para grandes edificios.
Ilustración 11: Logo Basic y su ampliación
2.2.6.2. SISTEMA POR CORRIENTES PORTADORAS.
Los sistemas por corriente portadora llamados por sus siglas en inglés
como Power Line Carrier, PLC, se emplea el cableado eléctrico de 230v
de la vivienda para transmitir las señales domóticas, estas señales
utilizan un protocolo que lo emplea el sistema X10. En la figura 12
observamos la instalación de un sistema por corriente portadora que lo
comanda un controlador X10 todo instalado a un voltaje de 230v.
(TORRES RONQUILLO F. , 2014)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 31/96
[31]
Ilustración 12: Estructura del Sistema X10 con un sistema de corriente portadora
2.2.6.3. SISTEMA CON BUS DE CAMPO.
En estos sistemas la comunicación se establece mediante un cable
específico (bus) que comunican a todos los nodos en la instalación,
proporcionando la alimentación eléctrica, la información se transmite por
paquetes llamados telegramas, los sistemas más utilizados en este
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 32/96
[32]
medio de transmisión son el KNX y el LOMWorks. En la figura 13
observamos un sistema de bus de campo distribuido utilizando el
sistema LOMWorks. (TORRES RONQUILLO F. , 2014)
Ilustración 13: Sistema Domotico con Bus de Campo
2.2.6.4. SISTEMAS INALÁMBRICOS.
En este sistema la comunicación es entre sí y no tienen la necesidad de
transmitir por cable ya que lo realizan inalámbricamente. Estos sistemas
utilizan ondas electromagnéticas de diversas frecuencias como las RF,
Infrarrojos (IR), los sistemas más utilizados son los X10 y el KNX
también pueden usar las ondas de RF como medio de transmisión. En la
figura 14 observamos un sistema domóticos inalámbrico donde el
sistema no requiere de cables para transmitir información. (TORRES
RONQUILLO F. , 2014)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 33/96
[33]
Ilustración 14: Sistema Domotico Inalámbrico.
2.3. MARCO CONCEPTUAL.
2.3.1. ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN DOMÓTICA.En una instalación domótica, el mando y la potencia están
conceptualmente separados:
Los circuitos de alimentación de los equipos finales están gestionados por
módulos de salida de varias vías.
Los órganos de mando están ligados a módulos de entrada de varias vías.
Los elementos están conectados a un bus, físicamente o mediante algún
sistema de transmisión inalámbrico que transmite informaciones y órdenes.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 34/96
[34]
Ilustración 15: Automatización y Control del Hogar Digital
La elevada oferta de nuevos productos y aplicaciones, relacionados con el audio y
video, la voz y los datos, la automatización y control (iluminación, climatización,
gestión energética, creación de escenas, etc.) y la seguridad y las alarmas
(alarmas de intrusión, técnicas, médicas, control de accesos, etc.) ha conllevado a
la aparición de nuevas redes, que se añaden a las existentes en nuestros edificios
y viviendas (como son la red eléctrica, la red telefónica y la de TV). Estas nuevas
redes son la de automatización y control y la de Tecnologías de la Información.
Ilustración 16: Redes de una Instalación
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 35/96
[35]
2.3.2. RED DOMÓTICA.
La domótica es la instalación e integración de varias redes y dispositivos
electrónicos en el hogar, que permiten la automatización de actividades
cotidianas y el control local o remoto de la vivienda, o del edificio
inteligente. Para que todos estos dispositivos puedan trabajar de forma
conjunta, es necesario que estén conectados a través de una red interna,
red que generalmente se suele conocer por HAN (Home Area Network ).
Esta red, cableada o inalámbrica, se divide en tres tipos de redes, según el
tipo de dispositivos a interconectar y aplicaciones a ofrecer: la red de
control, la red de datos y la red multimedia. (MONMENEU MARTI, 2011)
Ilustración 17: La pasarela residencial une las redes internas con las externas.
Fuente: CASADOMO.
2.3.3. DISPOSITIVOS.
2.3.3.1. SENSOR.
Es el elemento físico que representa el órgano de entrada al sistema y
que realiza una función de conversión, transformando una variable física
medida (temperatura, presión...) en otra diferente que suele ser una
señal eléctrica. (MONMENEU MARTI, 2011). Se le denomina también
captador o detector. Existen dos tipos según la señal que transmiten:
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 36/96
[36]
Analógicos: transmiten señal continua, con valores dentro de un
rango mínimo y máximo: sensores de temperatura, luminosidad,
consumo eléctrico...
Digitales: transmiten únicamente un conjunto finito de valores, con
señales ON/OFF: sensores de presencio, movimiento y ruido, gas,
fuga de agua, rotura de ventanas.
2.3.3.2. PROCESADOR/CONTROLADOR.
Unidad del sistema capaz de recibir, procesar o tratar la información,
según programa o algoritmo preestablecido, y comunicarlo, cuando
procedo, o los actuadores correspondientes. Gracias a lo evolución de la
electrónica embarcada y embebida, algunos captadores y accionadores
han llegado a ser autónomos al incorporar la función del procesador. En
definitiva, es lo que caracteriza la arquitectura del sistema.
Reguladores físicos.
Microcontroladores.
Microprocesadores.
2.3.3.3. ACTUADOR/ ACCIONADOR.
Es el elemento que representa el órgano de salida del sistema y que
recibe las órdenes del procesador, actuando sobre los equipos
terminales (sirenas, válvulas, lámparas...). Existen tipos muy variados en
función de la actuación, como por ejemplo: relés, motores,
señalizadores. (MONMENEU MARTI, 2011)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 37/96
[37]
Tabla 1: Tipos de sensores, sistemas de control y actuadores domóticos.
2.3.3.4. ELEMENTOS FINALES.
Son los elementos capaces de realizar la función esperada:
Que salga el agua caliente (válvula, grifo de agua caliente...).
Que se varíe el caudal del fluido que se controla (válvula...).
Que las persianas bajen o suban (motor...).
Que suene la alarma (sirena, timbre…).
Que se disponga de iluminación (lámpara...).
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 38/96
[38]
2.3.3.5. PASARELA.
Elemento de conexión entre diferentes redes de una vivienda o edificio
(control domótico, telefonía, televisión y tecnologías de la información) a
una red pública de datos, como por ejemplo Internet, efectuando, en su
caso, la adaptación y traducción entre diferentes protocolos. La red de
control domótico puede estar o no conectada a la pasarela residencial;
en el caso de que esté conectada, el nodo puede desempeñar también
las funciones de pasarela residencial. Permite el control local o remoto
de todos los dispositivos del edificio. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4. CARACTERISTICAS.
Los instrumentos domóticos vienen definidos por una terminología
unificada con el fin de que los fabricantes, los usuarios y los organismos o
entidades empleen el mismo lenguaje. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.1. INTERVALO DE MEDIDA O RANGO (RANGE).
Es la capacidad de medir de manera exacta y precisa un abanico de
valores de la magnitud correspondiente. Idealmente, la variable debe
estar entre los valores 30 a 60% o 30 a 70% del rango.
2.3.4.2. ALCANCE (SPAN).
Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del rango
de medida del instrumento. (MONMENEU MARTI, 2011)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 39/96
[39]
2.3.4.3. PRECISIÓN.
Es una indicación de la uniformidad de la medida, es decir, el grado de
dispersión de las medidas. El instrumento será más preciso cuanto
menor sea esta dispersión. El coste es proporcional a la precisión, es
decir, un instrumento muy preciso es caro. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.4. EXACTITUD (ACCURACY).
Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende o dar
lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida; el
instrumento debe poder detectar el verdadero valor de la variable sin
errores sistemáticos. Sobre varios mediciones, la media de los errores
cometidos debe tender o cero. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.5. ERROR.
Es la desviación que presentan las medidas prácticas de una variable
con relación o las medidas teóricas, como resultado de las
imperfecciones de los aparatos y de las variables parasitas que afectan
al proceso. (MONMENEU MARTI, 2011)
Error absoluto: Valor leído - Valor verdadero
El error relativo representa la calidad de la medida y es:
Error relativo: Error absoluto / Valor verdadero
2.3.4.6. INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA (UNCERTAINTY).
Es la dispersión de los valores que pueden ser atribuidos
razonablemente al verdadero valor de la magnitud medida.
(MONMENEU MARTI, 2011)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 40/96
[40]
2.3.4.7. FIABILIDAD.
Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe
comportándose dentro de límites especificados de error a lo largo de un
tiempo determinado y bajo condiciones determinadas.
2.3.4.8. RESOLUCIÓN.
Es la diferencia de valor más pequeña que el aparato puede distinguir.
No hay que confundirla con el número de dígitos que el instrumento
visualiza. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.9. RUIDO.
Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseada que
modifica la transmisión, la indicación o el registro de los datos deseados.
2.3.4.10. SENSIBILIDAD.
Es el rango de medida más pequeño del instrumento.
2.3.4.11. TEMPERATURA DE SERVICIO.
Campo de temperaturas en el que se espera que trabaje el instrumento
dentro de los límites de error especificados. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.12. VIDA ÚTIL DE SERVICIO.
Tiempo mínimo especificado durante el cual se espera que el
instrumento trabaje sin que se presenten cambios en su comportamiento
más allá de las tolerancias determinadas. (MONMENEU MARTI, 2011)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 41/96
[41]
2.3.4.13. ZONA MUERTA.
Es la falta de respuesta del sensor ante cambios en el proceso, es decir,
el porcentaje de cambio de la variable para que el sensor lo detecte.
(MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.14. CALIBRACIÓN.
Proceso mediante el cual se establece la relación entre la variable
medida y la señal de salida que produce el sensor. La calibración debe
poder efectuarse de manera sencilla y el sensor no debe precisar una
recalibración frecuente. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.4.15. TIEMPO DE RESPUESTA O REPRODUCTIBILIDAD.
Tiempo necesario para que un sensor o un lazo de control respondan
completamente a un cambio en la señal de entrada. La constante de
tiempo es del 63,2% de dicho tiempo. (MONMENEU MARTI, 2011)
2.3.5. MEDIOS DE TRANSMISIÓN.
Para que los diferentes dispositivos de una red se comuniquen e
intercambien información entre sí, los medios que se utilizan principalmente
son:
Señales que se acoplan y transmiten por la instalación eléctrica de baja
tensión: corrientes portadoras.
Señales transmitidas por cables específicos: cables de pares
trenzados, paralelo, coaxial o fibra óptica.
Señales radiadas: ondas de infrarrojo, radiofrecuencia o ultrasonidos.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 42/96
[42]
Un sistema domótico puede combinar varios de los sistemas anteriores.
(MONMENEU MARTI, 2011).
2.3.6. ARDUINO.
Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto
(open – source) basada en hardware y software flexibles y fáciles de usar.
Está pensado e inspirado en artistas, diseñadores, y estudiantes de
computación o robótica y para cualquier interesado en crear objetos o
entornos interactivo, o simplemente por hobby. Arduino consta de una
placa principal de componentes eléctricos, donde se encuentran
conectados los controladores principales que gestionan los demás
complementos y circuitos ensamblados en la misma. (CHAVIRA CHAVIRA,
2013)
2.3.6.1. HARDWARE.
Arduino está constituido en el hardware por un micro controlador
principal llamado Atmel AVR de 8 bits (que es programable con un
lenguaje de alto nivel), presente en la mayoría de los modelos
de Arduino, encargado de realizar los procesos lógicos y matemáticos
dentro de la placa, además de controlar y gestionar los recursos de cada
uno de los componentes externos conectados a la misma. Consta
además de una amplia variedad de sensores eléctricos como cámaras
VGA, sensores de sonido, seguidores de línea, botones de control de
sensores, e incluso, otras placas de micro controladores que pueden
adaptarse fácilmente gracias a que Arduino cuenta con entradas de
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 43/96
[43]
pines analógicos y digitales para integrar estos componentes sin alterar
el diseño original de esta placa. (CHAVIRA CHAVIRA, 2013)
2.3.6.2. SOFTWARE.
Tiene una plataforma que combina esto con un lenguaje de
programación que sirve para controlar los distintos sensores que se
encuentran conectados a la placa, por medio de instrucciones y
parámetros que nosotros establecemos al conectar la placa a un
ordenador. Este lenguaje que opera dentro de Arduino se llama Wirirng,
basado en la plataforma Processing y primordialmente en el lenguaje de
programación C/C++. (CHAVIRA CHAVIRA, 2013)
2.3.6.3. TIPOS DE ARDUINO.
Arduino Duemilanove.
Arduino Mega.
Arduino Nano.
Arduino pro.
2.4. HIPÓTESIS.
2.4.1. HIPÓTESIS GENERAL.
Si, se diseña un sistema domotico con tecnología arduino para una
vivienda unifamiliar residencial proyectada en la ciudad de Juliaca.
Entonces se lograra conseguir los beneficios brindados por la domótica que
son: confort, eficiencia energética, comunicación, control y seguridad para
los domicilios y habitantes Juliaqueños, elevando la calidad de vida,
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 44/96
[44]
demostrando que la tecnología es una alternativa de solución a la mayoría
de los problemas cotidianos.
2.4.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICOS.
2.4.2.1. H.E.1.
Si, se optimiza el rendimiento de la energía eléctrica usando un sistema
domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca; entonces se lograra
conseguir un ahorro económico a largo plazo, según sea el tipo de
instalación domótica, reduciendo los costos en energía. Todo esto
permitirá crear una cultura sostenible de gasto de energía eléctrica para
cada uno de los habitantes de Juliaca.
2.4.2.2. H.E.2.
Si, se selecciona los componentes de automatización a utilizar para un
sistema domotico con tecnología arduino para una vivienda unifamiliar
residencial proyectada en la ciudad de Juliaca. Entonces se definirá
exactamente qué es lo que se necesita básicamente en cada domicilio,
según sea su estructura, permitiéndonos tener un conocimiento más
selectivo para el momento de realizar este tipo de instalaciones.
2.4.2.3. H.E.3.
Si, se calcula el costo de la implementación de un sistema domotico con
tecnología arduino para una vivienda unifamiliar residencial proyectada
en la ciudad de Juliaca. Entonces sabremos el presupuesto total
requerido para el tipo de vivienda requerida, dicho presupuesto será
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 45/96
[45]
base y referencia para el cálculo de instalaciones domóticas, que en un
futuro será ya una nueva fuente de negocio para los profesionales afines
de esta materia.
2.5. VARIABLES.
2.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES.
Sistema Domotico.
Tecnología Arduino.
2.5.2. VARIABLES DEPENDIENTES.
Vivienda Unifamiliar Proyectada.
Elementos de Automatización.
2.5.3. VARIABLES INTERVINIENTES.
Costos del diseño del sistema domotico
Instrumentos de medición
Asesoría especializada
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 46/96
[46]
CAPÍTULO III.
METODOLOGÍA
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 47/96
[47]
CAPITULO III: METODOLOGIA.
3.1. TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIÓN.
Es de tipo CUANTITATIVO, porque se procesara datos de la vivienda,
como es la potencia instalada, el número de habitantes en la vivienda, la
tensión nominal, etc.
Es de nivel EXPLORATORIO EVALUTIVA, porque en el presente borrador
buscamos conocer la mayor cantidad de información posible del tema y
seleccionar la que mejor se acomode a nuestras circunstancias en nuestra
ciudad de Juliaca.
3.2. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN.
3.2.1. TÉCNICAS.
Búsqueda de información bibliográfica actualizada.
Búsqueda de componentes de automatización existentes en nuestro
mercado.
Selección y dimensionamiento de componentes para el sistema domotico.
3.2.2. INSTRUMENTOS.
Multi Testeador de conductores de redes UTP.
Protoboard.
Smartphone con sistema Android.
Reuter.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 48/96
[48]
CAPÍTULO IV
DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 49/96
[49]
CAPITULO IV: DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO.
4.1. MEMORIA DESCRIPTIVA.
La vivienda unifamiliar residencial proyectada, está situado en el parque
Néstor Cáceres Velásquez, exactamente en el Jr. Trébol Nro. 242,
Urbanización la Florida de la ciudad de Juliaca.
Ilustración 18: Ubicación del terreno de la vivienda proyectada
La citada vivienda se encuentra situada en un terreno de 680m2 y consta de
2 plantas con una superficie en cada planta:
Primera planta superficie de 101,97 m2 incluido el garaje
Planta segunda, superficie de 70,60 m2
Con un total de 172,57 m2 de superficie.
TERRENO PROYECTADO
PARA LA VIVIENDA
UNIFAMILIAR
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 50/96
[50]
Ilustración 19: Primera planta de la casa proyectada
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 51/96
[51]
Ilustración 20: Segundo piso de la vivienda proyectada.
4.2. BASES LEGALES.
El presente proyecto se desarrolla basándose en los planos de arquitectura,
las estructuras y las disposiciones del Código Nacional de Electricidad y el
Reglamento Nacional de Construcciones. La selección de los conductores se
realizará tomando en cuenta:
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 52/96
[52]
La corriente de diseño será 1.25 veces la corriente obtenida por los cálculos
de acuerdo a las demandas respectivas.
La caída de tensión en la acometida será de 1%, como máximo.
La caída de tensión desde el medidor de energía eléctrica hasta el tablero
general o tablero de distribución no será mayor a 2.5%.
La caída de tensión desde los tableros hasta el punto más lejano será de
1.5%, como máximo. Se trabajó con un factor de potencia de 0.8 en
promedio.
4.3. PREVISION DE POTENCIA.
Los circuitos a tener en cuenta son los siguientes:
- C1 1: Circuito alumbrado planta baja
- C1 2: Circuito alumbrado planta primera
- C2 1: Circuito tomas de corriente uso general, planta baja
- C2 2: Circuito tomas de corriente uso general, planta primera
- C3 1: Circuito cocina y horno, planta baja
- C4 1: Circuito lavadora, lavavajillas y termo, planta baja
- C5 1: Circuito tomas de corriente baños y cocinas, planta baja
- C5 2: Reserva
- C6: Circuito tomas de corriente y motor puerta garaje
- C7: Circuito motor y punto de luz entrada a parcela
- C8: Circuito alumbrado exterior
- C9: Circuito piscina
- C10: Circuito alumbrado de emergencia
- C11: Circuito Arduino
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 53/96
[53]
La potencia a prever para los circuitos será la obtenida en el documento
Cálculos y se resume en la siguiente tabla:
Circ uit o Nº de
tomas
Potencia.
por toma
Factor
simultaneidad
Fs
Factor de
uti l ización
Fu
TOTAL
C1 1 15 200 0,75 0,5 1125
C1 2 12 200 0,75 0,5 900
C2 1 16 3450 0,2 0,25 2760
C2 2 18 3450 0,2 0,25 3105
C3 1 1 5400 0,5 0,75 2025
C4 1 2 3450 0,66 0,75 3415
C5 1 4 3450 0,4 0,5 2760
C5 2 3 3450 0,4 0,5 2070
C6 2
1
3450
250
0,2
0,5
0,25
0,3
345
37.5
C7 2 250 0,75 0,3 112.5
C8 16 75 0,75 0,3 270
C9 1 2000 0,8 0,3 480
C10 3 12 1 1 36
C11 1 72 1 1 72
TOTAL 19513 W
Tabla 2: Cuadro de cargas por circuito
La máxima caída de tensión admisible para cada uno de los circuitos interiores de
la vivienda será:
220 x 0.05 = 11V
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 54/96
[54]
C1 1: Circuito alumbrado planta baja
275,1
9.6*220*56
1125*66*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 39.68.0*220
1125
C1 2: Circuito alumbrado planta primera
2
85.09.6*220*56
900*40*2mmS
Tomaremos una sección de 1.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 11.58.0*220
900
C2 1: Circuito tomas de corriente uso general, planta baja
266.2
9.6*220*56
2760*41*2mmS
Tomaremos una sección de 4mm2. La intensidad que circula será:
A I 68.158.0*230
2760
C2 2: Circuito tomas de corriente uso general, planta primera
211.2
9.6*220*56
3105*29*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 64.178.0*220
3105
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 55/96
[55]
C3 1: Circuito cocina y horno, planta baja
229.0
9.6*220*56
2025*6*2mmS
Tomaremos una sección de 6mm2. La intensidad que circula será:
A I 5.118.0*220
2025
C4 1: Circuito lavadora, lavavajillas y termo, planta baja
2
48.09.6*220*56
3415*6*2mmS
Tomaremos una sección de 4mm2. La intensidad que circula será:
A I 4.198.0*220
3415
C5 1: Circuito tomas de corriente baños y cocinas, planta baja
246.0
9.6*220*56
2760*7*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 69.158.0*220
2760
C5 2: Circuito tomas de corriente baños y cocinas, planta primera
268.0
9.6*220*56
2070*14*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 76.118.0*220
2070
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 56/96
[56]
C6: Circuito tomas de corriente y motor puerta garaje
214.0
9.6*220*56
5.382*16*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2 debido a recomendaciones del fabricante del
Motor. La intensidad que circula será:
A I 17.28.0*220
5.382
C7: Circuito motor y punto de luz entrada a parcela
237.0
9.6*220*56
5.112*140*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 64.08.0*220
5.112
C8: Circuito alumbrado exterior
208.1
9.6*220*56
270*170*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 53.18.0*220
270
C9: Circuito piscina
224.0
9.6*220*56
480*21*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. La intensidad que circula será:
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 57/96
[57]
A I 73.28.0*220
480
C10: Circuito alumbrado de emergencia
202.0
9.6*220*56
36*24*2mmS
Tomaremos una sección de 1.5mm2. La intensidad que circula será:
A I 20.08.0*220
36
C11: Circuito Arduino
2001.0
9.6*220*56
72*1*2mmS
Tomaremos una sección de 2.5mm2. Por recomendación del fabricante el módulo
de alimentación Arduino estará alimentado con una sección de 2.5mm2. La
intensidad que circula será:
A I 40.08.0*220
72
4.4. CALCULO DE LAS INTENSIDADES DE CORTOCIRCUITO.
4.4.1. CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN EL CUADRO GENERAL.
La intensidad de cortocircuito (Icc) máxima en el cuadro será la
correspondiente al suministro máximo para la que la acometida y centro de
transformación del que se alimenta están diseñados. Por lo tanto, como
estos están en poder de la empresa suministradora, a ella le compete
facilitar los datos necesarios para calcular la intensidad de cortocircuito en
el cuadro.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 58/96
[58]
Datos de partida:
Tensión de red: 380 V, 60Hz entre fases. 220V, 60Hz entre fase y neutro.
Longitud desde el transformador hasta el cuadro de contadores = 18m
Longitud del cuadro contadores hasta cuadro general vivienda = 140m
Tensión entre fases en vacío del secundario del transformador = U = 380 V.
Tensión en el primario del transformador = Vq = 13800 V
Potencia de cortocircuito (facilitada por ELECTRO PUNO) = Sq = 250 MVA
Potencia del transformador (facilitada por ELECTRO PUNO) = ST = 50 KVA
Tensión de cortocircuito del transformador = Ucc = 4%
Perdida de potencia en el transformador = 1100W = 2,2%
Resistencia de cable de cobre RV 1K de 35mm2 de sección = 0,554 /Km
Con las formulas anteriormente explicadas se tendrá:
Zq´= 640
ZT(1) = 128m
ZT(0) = 70,4m
ZL(1) = 87,43m
ZL(0) = 349,7m
De aquí y con la fórmula para el cortocircuito trifásico, se obtendrá la corriente
máxima de cortocircuito que será:
Icc máx. = I3 = 1,07 KA
Por lo tanto el poder de corte del interruptor general tendrá que ser mayor de 1,07
KA, al tratarse del interruptor general de cabecera , se colocara un Interruptor
Magnetotérmico de corte omnipolar de 63 A, con un poder de corte de 10KA. Con
la formula anteriormente citada del cortocircuito monofásico se obtendrá la
corriente mínima de cortocircuito:
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 59/96
[59]
Icc min = I1 = 0,51 KA
De aquí se seleccionará la curva de disparo del Magnetotérmico, que será la
correspondiente para cable con receptores normales en los que la intensidad
estará entre 5 y 10 veces la intensidad nominal, para lo que corresponde la curva
de disparo de tipo C.
4.4.2. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS.
Se tendrán en cuenta los siguientes circuitos interiores de la instalación:
C1 1: Circuito alumbrado planta baja: Se eligen conductores de cobre
unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo H 0,7V
Datos:
- L = 66m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 6,11A
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 529,30m - ZL(0) (línea)= 2117,22m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA - Icc min = I1 = 0,1 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C1 2: Circuito alumbrado planta primera: Se eligen conductores de
cobre unipolares 2 x 1.5mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo H
0,7V K. Datos:
- L = 40m - S = 1,5mm2
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 60/96
[60]
- Iu = Intensidad de utilización = 4,89ª
- R cable = 13,3 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 534,65m
- ZL(0) (línea)= 2138,61m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,099 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “B”
C2 1: Circuito tomas de corriente uso general, planta baja: Se eligen
conductores de cobre unipolares 2 x 4mm2 + Conductor de tierra, todos
ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
- L = 41m - S = 4mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 15ª
- R cable 4mm2 = 4,95 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 203,96m
- ZL(0) (línea)= 815,84m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,198 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 16A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C2 2: Circuito tomas de corriente uso general, planta primera: Se
eligen conductores de cobre unipolares 2 x 2.5mm2 + Conductor de
tierra, todos ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 61/96
[61]
- L = 29m - S = 2.5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 16,87ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70.4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 232,57m
- ZL(0) (línea)= 930,29m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,182 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 20A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C3 1: Circuito cocina y horno, planta baja: Se eligen conductores de
cobre unipolares 2 x 6mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo H
0,7V K. Datos:
- L = 6m - S = 6mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 11ª
- R cable 6mm2 = 3,3 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 19,89m
- ZL(0) (línea)= 79,59m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,447 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 25A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 62/96
[62]
C4 1: Circuito lavadora, lavavajillas y termo, planta baja: Se eligen
conductores de cobre unipolares 2 x 4mm2 + Conductor de tierra, todos
ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
- L = 6m - S = 4mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 23ª
- R cable 4mm2 = 4,95 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 29,84m
- ZL(0) (línea)= 119,39m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,419 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 25A, con un poder de corte de 10kA, curva de disparo “C”
C5 1: Circuito tomas de corriente baños y cocinas, planta baja: Se
eligen conductores de cobre unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de
tierra, todos ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
- L = 7m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 15ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 56,13m
- ZL(0) (línea)= 224,55m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,358 KA
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 63/96
[63]
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 16A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C5 2: Circuito tomas de corriente baños y cocinas, planta primera:
Se eligen conductores de cobre unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de
tierra, todos ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
- L = 14m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 11,25ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 112,27m
- ZL(0) (línea)= 449,10m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,274 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 16A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C6: Circuito tomas de corriente y motor puerta garaje: Se eligen
conductores de cobre unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de tierra,
todos ellos del tipo H 0,7V K. Datos:
- L = 16m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 2,07ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 128,31m - ZL(0) (línea)= 513,26m
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 64/96
[64]
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA - Icc min = I1 = 0,257 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C7: Circuito motor y punto de luz entrada a parcela: Se eligen
conductores de cobre unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de tierra,
todos ellos del tipo RV 0,7/1 kV. Datos:
- L = 140m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 0,61ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 1122,77m
- ZL(0) (línea)= 4491,08m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,052 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “B”
C8: Circuito alumbrado exterior: Se eligen conductores de cobre
unipolares 2 x 2,5mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo RV
0,7/1 kV. Datos: - L = 170m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 1,46ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 65/96
[65]
- ZL(1) (línea)= 1363,36m
- ZL(0) (línea)= 5453,46m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,044 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “B”
C9: Circuito piscina: Se eligen conductores de cobre unipolares 2 x
2,5mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo RV 0,7/1 kV. Datos:
- L = 21m - S = 2,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 2,60ª
- R cable = 7,98 /Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
- ZL(1) (línea)= 168,41m
- ZL(0) (línea)= 673,66m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,222 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C10: Circuito Alumbrado de emergencia: Se eligen conductores de
cobre unipolares 2 x 1,5mm2, todos ellos del tipo RV 0,7/1 kV. Datos:
-
L = 24m-
S = 1,5mm2
- Iu = Intensidad de utilización = 0,19ª
- R cable 1,5mm2 = 13,3
/Km.
- Zq´= 640
- ZT(1) = 128m
- ZT(0) = 70,4m
- ZL(1) (hasta cabecera)= 87,43m
- ZL(0) (hasta cabecera)= 349,7m
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 66/96
[66]
- ZL(1) (línea)= 320,79m
- ZL(0) (línea)= 1283,16m
- Icc máx. = I3 = 1,07 KA
- Icc min = I1 = 0,146 KA
Se tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”
C11: Circuito Arduino: Se eligen conductores de cobre unipolares 2 x
2,5mm2 + Conductor de tierra, todos ellos del tipo RV 0,7/1 kV. Se
tomará una protección térmica mediante un Interruptor Magnetotérmico
bipolar de 10A, con un poder de corte de 6kA, curva de disparo “C”, tal y
como aparece reflejado en el manual de instalación Arduino
4.4.3. PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS.
Mediante el sistema de puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte
por intensidad de defecto de alta y media sensibilidad, de las
características indicadas en los esquemas unifilares. Para ello se colocaran
4 Interruptores diferenciales de las mismas características para proteger los
circuitos tal y como aparece en el diagrama unifilar. Las características de
estos serán: interruptores diferenciales bipolares de alta sensibilidad 30mA,
adecuados para los circuitos de las viviendas, con una intensidad nominal
de 40A, aptos para la protección de las personas y animales contra los
contactos directos e indirectos en ambiente buen conductor.
4.4.4. PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS DIRECTOS.
Mediante alejamiento de las partes activas del alcance de las personas e
instalaciones de los conductores en el interior de los tubos. Todos los
elementos de mando y protección, se ubicaran en el interior de armarios o
cajas, que estarán puestos a tierra en el caso de ser metálicos.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 67/96
[67]
4.4.5. PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES.
Los limitadores de sobre tensión protegen los equipos eléctricos y
electrónicos contra las sobretensiones transitorias, principalmente de
origen atmosférico, pero también las engendradas por las conmutaciones
de transformadores, de motores o debidas a variaciones bruscas de carga.
Estas sobretensiones pueden provocar el deterioro de los equipos
eléctricos y la destrucción de los componentes electrónicos de los
receptores. Los limitadores de sobretensión están especialmente
recomendados en zonas y lugares expuestos a los riesgos del rayo, para
proteger receptores sensibles y costosos tales como televisores, lavadoras,
cadenas Hi-Fi, ordenadores, etc. La elección del limitador de sobretensión
se efectuara según estos 2 criterios:
- La exposición del edificio a los riesgos del rayo, según la zona
geográfica donde nos encontremos y si se trata de terreno urbano o
rural. En este caso se trata de terreno rural en zona altamente
expuesta.
- La sensibilidad y el valor del lugar a proteger. Los materiales a proteger
en esta vivienda serian todos los posibles: desde los poco sensibles
como elementos de mando y protección a los muy sensibles como
ordenadores y módems.
Teniendo en cuenta todo lo anterior se colocara un limitador de
sobretensión 3 fases más neutro SP 465R de la marca HAGER. Con una
intensidad máxima de corte de 65kA. Con indicador de reserva de
protección y tele señalización.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 68/96
[68]
4.5. TABLERO GENERAL.
Ilustración 21: Diagrama unifilar del Tablero General.
4.6. CALCULO DE LOS MÓDULOS ARDUINO.
4.6.1. NÚMERO DE MÓDULOS DE ENTRADAS.
Se contabiliza el número de componentes de entrada, es decir, pulsadores
operativos, termostatos, sensores PIR, etc. Se seleccionan módulos de
entradas de 24V c.c. o 220V c.a. Tomaremos módulos de entradas de 24V
c.c. y módulos de entradas de 230V c.a. El número de entradas de 24V c.c.
se determina dividiendo el número de entradas por 16 y redondeándolo al
entero superior. El número de entradas de 220V c.a. se determina
dividiendo el número de entradas por 8 y redondeándolo al entero superior.
DESCRIPCIÓN UNIDADES Nº DE
ENTRADAS
24V 220V
Pulsadores simples luces 39 39 39
Pulsadores dobles toldo 1 2 2
Detectores/sensores 21 21 19 2
Termostatos 3 3 3
Botonera multifuncional 1 6 6
Final de carrera 1 1 1
TOTAL 66 6Tabla 3: Numero de módulos de entrada.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 69/96
[69]
Habrá un total de 66 entradas de 24V c.c. para lo que corresponden un
total de 5 Módulos de Entradas 24V c.c. Habrá un total de 6 entradas de
220V c.a. para lo que corresponde un Módulo de Entradas 220V c.a.
4.6.2. NÚMERO DE MÓDULOS DE SALIDA.
Se contabiliza el número de componentes de salidas, es decir, circuitos de
luz, aparatos de calefacción eléctrica, ventiladores, etc. Se seleccionaran
módulos de 24V c.c y de 220V c.a. El número de módulos se determina
dividiendo el número de salidas por 8 y redondeándolo al entero superior.
DESCRIPCIÓN Nº 24V 220V
Circuitos de luz 23 23
Toldos 2 2
Electroválvulas 6 6
Timbre/Sirena 2 2
Bombas calefacción 3 3
Llamada desde Modém 1 1
Conexión/Desconexión depuradora 1 1
Total 9 29
Tabla 4: Numero de módulos de salida
Habrá 9 salidas de 24V c.c lo que corresponde 2 Módulos de Salidas 24V
c.c. Habrá 29 salidas de 220V c.a. lo que correspondería 4 módulos pero
se colocaran 5 módulos de Salidas 220V c.a. para hacer la más sencilla la
separación de circuitos y dejar un margen de salidas libres en previsión de
un posible aumento ya que estas son las salidas mas comúnmente
utilizadas.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 70/96
[70]
4.6.3. DIMENSIÓN DEL MÓDULO DE CONTROL.
El Modulo de control Arduino admite 128 entradas y 128 salidas por lo tanto
será suficiente con un único módulo de control., ya que se cuenta en la
instalación con 63 entradas y 31 salidas.
4.6.4. DIMENSIÓN DEL MÓDULO DE ALIMENTACIÓN.
Para la determinación del módulo de alimentación se utilizara la siguiente
tabla:
CONSUMIDOR CADAMODULO (W)
NºMÓDULOS
TOTAL
Controlador 0,72 1 0,72
Módulo de entrada 0,12 6 0,72
Módulo de salidas 230V c.a. 3,6 5 18
Módulo de salidas 24V c.c. 0,24 2 0,48
Módulo de Modem 1,2 1 1,2
Módulo de Temporizadores 0,96 1 0,96TOTAL 22,08
Tabla 5: Dimensión del módulo de alimentación
Se colocara un único módulo de alimentación de 72W Arduino 81025-39.
4.6.5. PUESTA A TIERRA.
4.6.5.1. CÁLCULO DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA.
Dada la naturaleza del terreno (margas y arcilla compactada) se hallará
la resistividad del terreno de una forma aproximada.
= 200 x m
4.6.5.2. CALCULO DE RESISTENCIA DE TIERRA DE LA ELECTRODO.
Según la tabla III de la instrucción CNE tenemos que
- L= longitud del electrodo =1,5m
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 71/96
[71]
- Relectrodo = / L = 200/1,5 = 133,33
- D= diámetro del electrodo = 14mm
- = Resistividad del terreno.
4.6.5.3. RESISTENCIA EQUIVALENTE DE LOS ELECTRODOS.
Se sabe que la resistencia equivalente a un grupo de electrodos es
inversamente proporcional al número de estas, aunque esto en la
práctica no sea rigurosamente cierto, se considerara así.
- Requivalente = Relectrodo / N
- N = número de picas
En nuestro caso se colocarán 4 picas situadas conforme al CNE
situadas en los vértices del perímetro formado por el conductor
enterrado en los cimientos del edificio, como se puede observar en los
planos adjuntos al proyecto.
- Requivalente = Rpica / N = 133,33 / 4 = 33,33
4.6.5.4. RESISTENCIA DE TIERRA DEL CONDUCTOR DE CU ENTERRADO.
En el fondo de las zanjas de cimentación del edificio y de las zanjas de
canalizaciones se enterraran un conductor de cobre desnudo de 35mm2
de sección, el conductor se conectará a la estructura metálica de las
zapatas de hormigón del edificio e irá enterrado a una profundidad
mínima de 50Cm (CNE UTILIZACION). Por la tabla III se tiene que:
- Rpuesta a tierra = 2 x / L = 1,48
- L= longitud del conductor en metros = 270m.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 72/96
[72]
4.6.5.5. RESISTENCIA A TIERRA TOTAL DE LA INSTALACIÓN.
- Rtotal = (Rpica x Rconductor ) / (Rpica + Rconductor ) = 1,46
Dado que la resistencia de tierra lograda es menor que la mínima exigida
por el reglamento, se tomará por buena la instalación realizada.
4.6.5.6. LÍNEA DE ENLACE CON TIERRA.
Son las líneas que enlazan la tierra del edificio con las líneas principales
de tierra y sus derivaciones, en este caso existirá una línea de enlace,
será la que une el cuadro general con la tierra del edificio. El conductor
de enlace con tierra será de cobre de 35mm2 de sección y deberá
poseer un alto poder de fusión.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 73/96
[73]
CAPÍTULO V.
SELECCIÓN DE COMPONENTES.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 74/96
[74]
CAPITULO V: SELECCIÓN DE COMPONENTES PARA LA
AUTOMATIZACIÓN.
5.1. CARACTERISTICAS DE ARDUINO.
5.1.1. HARDWARE.En el proyecto se han utilizado las placas Arduino Uno y Seeeduino que
describiremos a continuación.
5.1.1.1. ARDUINO UNO.
Es el último modelo diseñado y distribuido por la comunidad Arduino. La
placa tiene un tamaño de 75x53mm. Su unidad de procesamiento
consiste en un microcontrolador ATmega328. Puede ser alimentada
mediante USB o alimentación externa y contiene pines tanto analógicos
como digitales. La tabla siguiente resume sus componentes:
Tabla 6: Características del Arduino Uno.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 75/96
[75]
Ilustración 22: Elementos de la placa Arduino Uno. 5.1.2. SOFTWARE.
La plataforma Arduino tiene un lenguaje propio que está basado en C/C++
y por ello soporta las funciones del estándar C y algunas de C++. Sin
embargo, es posible utilizar otros lenguajes de programación y aplicaciones
populares en Arduino como Java, Processing, Python, Mathematica,
Matlab, Perl, Visual Basic, etc. Esto es posible debido a que Arduino se
comunica mediante la transmisión de datos en formato serie que es algo
que la mayoría de los lenguajes anteriormente citados soportan. Para los
que no soportan el formato serie de forma nativa, es posible utilizar
software intermediario que traduzca los mensajes enviados por ambas
partes para permitir una comunicación fluida.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 76/96
[76]
Ilustración 23: Interfaz del software Arduino.
5.1.3. DISPOSITIVOS ACOPABLES A ARDUINO.
Los dispositivos estarán conectados mediante cables o directamente
acoplados a la placa Arduino. Algunos de ellos disponen de librerías que
deberemos adjuntar al programa para poder usar las utilidades que
contengan. Para ello añadiremos la carpeta de la librería en la carpeta
libraries del entorno de desarrollo de Arduino.
Al principio del código del sketch incluiremos la librería con la línea:
#include <nombreLibreria.h>. Para utilizar los métodos de sensores y
actuadores digitales debemos tener en cuenta que solo tenemos dos
posibles valores, HIGH representa el nivel alto y LOW el nivel bajo.
En el caso de los analógicos su uso es levemente más complejo pero
también más configurable ya que tiene que leerse/escribir un voltaje de 0 a
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 77/96
[77]
5 voltios que se representa en 10 bits (lectura) o en 8 bits (escritura), es
decir la tensión puede tener 1024 (lectura) o 256 (escritura) valores
distintos. Más adelante se hará un ejemplo con un termistor.
5.1.3.1. SENSORES.
MÓDULO DE GAS: El detector de gas hace que la vivienda gane en
seguridad si cuando detecta un nivel alto de gas (lectura HIGH) el
sistema avisa a la persona. Sería importante que el sistema pudiera
desconectar la mayor parte de red eléctrica posible de la vivienda.
Ilustración 24: Sensor de Gas.
Módulo PIR: Elemento que interviene en la seguridad cuando no hay
nadie en casa es un detector de movimiento. En caso de detectar
suficiente movimiento se leerá un nivel alto. También se puede utilizar
para el confort del ser humano. En caso de detectar movimiento en la
habitación encender por ejemplo las luces o la calefacción,
dependiendo también de la lectura responsable de los dos casos.
Ilustración 25: Sensor de movimiento.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 78/96
[78]
MÓDULO DE LUZ: Este dispositivo es capaz de detectar el nivel de
intensidad de luz que hay en la habitación de forma analógica. El
sistema leerá el voltaje y en caso de detectar un nivel bajo de luz
podría encender las luces de la habitación siempre y cuando se
detecte movimiento.
Ilustración 26: Sensor de Luz.
MÓDULO DE HUMEDAD (Y TEMPERATURA): El módulo de la
ilustración corresponde a un DHT11 capaz de representar
digitalmente la humedad ambiental medida en % además de la
temperatura en Cº. Tiene una precisión decimal y dispone de su
propia librería que contiene los métodos para recoger sus mediciones.
Este módulo es interesante colocarlo en la zona externa de la casa.
Ilustración 27: Sensor de Humedad y Temperatura DHT11
MÓDULO DE TEMPERATURA: En caso de utilizar calefacción o aire
acondicionado el sensor de temperatura puede ayudar a reducir el
coste de la factura de la luz y acomodar un poco más al ser humano.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 79/96
[79]
Cuando se detecte cierto umbral de temperatura podría
apagarse/encender o modificar la potencia de la calefacción. La
ilustración 28 muestra un termistor analógico, es decir, un sensor
resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación
de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.
Ilustración 28: Sensor de temperatura
5.1.3.2. ACTUADORES.
MÓDULO RELÉ: Funciona como un interruptor controlado por un
circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un
electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que
permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Este
tipo de módulos permite activar actuadores como por ejemplo el de
una persiana, la puerta del garaje o el de una bombilla.
Ilustración 29: Relé.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 80/96
[80]
5.1.3.3. INTERFACES.
MÓDULO LED: La función de este dispositivo es avisar mediante un
diodo emisor de luz la ocurrencia de un evento que puede requerir su
atención. Pueden utilizarse de forma digital (encendido/apagado) o de
forma analógica si se quiere variar la intensidad de la luz.
Ilustración 30: Led.
MÓDULO TIMBRE: Este elemento es capaz de producir sonidos.
Módulo interesante para avisar al ser humano sobre un problema
grave en la vivienda dado que la sensibilidad auditiva es mayor que la
visual.
Ilustración 31: Timbre.
MÓDULO PULSABLE: Para poder comunicarnos con el sistema y
crear eventos podemos utilizar teclados o botones. Por ejemplo la
función de un botón presionado al salir de casa podría ser apagar
luces, calefacción y activar el sistema de seguridad.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 81/96
[81]
Ilustración 32: Teclado y botón.
MÓDULO VISUALIZADOR: Con él podremos conocer la situación de
la vivienda y de la ocurrencia de eventos que nos envíe el sistema en
forma de texto sobre una pantalla.
Ilustración 33: Pantalla LCD
5.1.3.4. COMUNICADORES.
Esta parte abarca el conjunto de elementos que permiten la
comunicación entre distintas placas Arduino y el servidor o incluso con
electrodomésticos del hogar. El medio por el que circula la información
puede ser por aire (modulación de ondas electromagnéticas) o físico (por
cable) teniendo sus ventajas e inconvenientes.
MÓDULO INFRARROJO: Este tipo de comunicación consigue tener
menos interferencias debido a la mayor frecuencia del espectro
electromagnético en la que trabaja. Durante el proyecto se ha
trabajado con los dispositivos de la ilustración 22 a la vez de con un
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 82/96
[82]
mando que envía códigos al pulsar un botón y mediante el cual
podemos crear eventos. Han sido utilizadas dos librerías, la NECIRrcv
que consigue descodificar la secuencia que envía el módulo emisor
utilizando el protocolo NEC y la IRremote que consigue descodificar
hasta cuatro tipos de protocolos distintos, NEC, Sony, RC5 y RC6
(estos dos últimos de la marca Philips). Esto se consigue porque cada
protocolo utiliza una composición del mensaje distinta. Por ejemplo el
protocolo NEC utiliza 24 bits por mensaje (o 6 números en
hexadecimal) mientras que el de Sony solo necesita 12bits (o 3
números en hexadecimal) pero requiere una ráfaga de 3 mensajes
seguidos en un corto espacio temporal para que el receptor acepte
dicho mensaje (aunque luego esto a veces no se cumpla).
Ilustración 34: Emisor y receptor de infrarrojos.
5.1.3.5. SERVIDOR.
Es el órgano principal del sistema y va a ser el encargado de que el
usuario pueda controlar los distintos elementos del hogar resolviendo
sus peticiones. Apoyándonos en el servidor y en otros dispositivos
podríamos controlar el sistema incluso fuera de casa, por ejemplo desde
el móvil utilizando una aplicación, enviando un mensaje de texto o
simplemente desde un navegador de internet. Es nuestro caso
usaremos una placa Arduino como servidor.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 83/96
[83]
Ilustración 35: Placa Arduino
5.1.3.6. SELECCIÓN DE LA ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN.
Una vez conocido como funciona Arduino y los distintos dispositivos que
nos pueden ayudar a construir el sistema domótico debemos abordar la
distribución de las placas y cómo va a ser estructurada su comunicación.
CENTRALIZADA: Este tipo de arquitectura va a tener instalada toda
la lógica del sistema en el servidor que va a actuar como maestro. El
resto de placas serán esclavas, es decir su programa solo va a
conocer la ejecución de órdenes y la comunicación entre placas.
Ilustración 36: Esquema de la arquitectura centralizada.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 84/96
[84]
Ilustración 37: Función del servidor en la arquitectura centralizada.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 85/96
[85]
CAPÍTULO VI
ANÁLISIS DE RESULTADOS
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 86/96
[86]
CAPITULO VI: ANALISIS DE LOS RESULTADOS.
6.1. MONTAJE.
Se ha escogido una arquitectura de comunicación centralizada en el que el
órgano central, es decir el servidor, es una placa Arduino en vez de un PC.
El porqué de esta decisión es que pensamos que la placa tiene las
características necesarias para que cumpla con garantía el funcionamiento
del sistema. Disponemos de dos placas la Arduino Uno y la Seeeduino con
lo cual resulta más fácil hacer la elección de cual actuará como servidor,
esto es la placa Uno dado que tiene más capacidad de procesamiento.
Simularemos que cada una de ellas está en una habitación distinta. El
servidor en el recibidor dado que es la primera placa que vemos al entrar y
la última al salir de la vivienda y por ello tendrá la capacidad de gestionar
eventos a la otra habitación. La Seeeduino recibirá por ejemplo el nombre
de comedor. Como elementos acoplables hemos escogido un Ethernet
Shield que instalaremos en la placa servidor y conectaremos al router con
un cable RJ45. Esto nos permitirá comunicarnos con el sistema desde
cualquier dispositivo conectado a la red local del router.
Otro método de comunicación utilizado es el puerto serie. Deberemos tener
el puerto serie del recibidor conectado directamente con un PC (mediante
USB) desde el cual podremos hablar con el sistema y a la vez alimentarlo.
También hay un puerto serie dedicado para las comunicaciones entre el
recibidor y el comedor. Para crear este puerto serie se han reservado los
pines 2 y 3 del recibidor para recibir y transmitir respectivamente mediante
los cables. Por el lado del comedor hemos utilizado los pines reservados
por defecto, es decir, los pines 0 y 1. Es importante tener en cuenta que el
pin de transmitir de una placa debe ir conectado al pin de recibir de la otra
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 87/96
[87]
y viceversa. La placa del comedor puede ser alimentada de distintas
formas pero se ha escogido aprovechar la que genera el USB del recibidor.
Debemos conectar el pin GND de ambas placas entre sí, además del pin
de +5V. En caso de querer alimentar la placa del comedor mediante USB
deberemos modificar el código del programa para que no utilice los pines 0
y 1.
6.2. EVALUACION DEL DISEÑO DEL SISTEMA DOMOTICO.
Esto lo haremos con la ayuda de una calculadora de la empresa CEDOM,
quienes son especialistas en instalaciones domóticas en España, los
cuales nos calificaron de la siguiente manera:
- NIVEL 1(MINIMO). La suma de los pesos ponderados de los
dispositivos incluidos en la instalación domótica debe ser como mínimo
de 13, siempre que a su vez cubra al menos 3 aplicaciones domóticas.
Es decir, estos 13 puntos deben conseguirse con dispositivos repartidos
entre, al menos, 3 aplicaciones distintas que se distinguen por tener
diferente color en la tabla. No conseguiría el nivel mínimo de
domotización una instalación que alcanza una puntuación de 13 pero
que sólo tiene instalados dispositivos de climatización y de control de
persianas; necesitaría tener dispositivos instalados en una tercera
aplicación como puede ser el video portero. (A. CEDOM
CORPORACION, 2015)
- NIVEL 2 (INTERMEDIO). Son instalaciones con un nivel medio de
dispositivos y/o aplicaciones domóticas. En este caso la suma de
puntos debe ser de 30 como mínimo, siempre que se cubran al menos 3
aplicaciones. (A. CEDOM CORPORACION, 2015)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 88/96
[88]
- NIVEL 3 (EXCELENTE). Son instalaciones con un nivel alto de
dispositivos y/o aplicaciones domóticas. En este caso la suma de
puntos debe ser de 45 como mínimo, siempre que se repartan en al
menos 6 aplicaciones. (A. CEDOM CORPORACION, 2015)
Tabla de Niveles de Domotización
Dispositivos Nº de dispositivos o condición
Detectores de presencia
Ninguno
2
1 cada 20 m2
1 por estancia
Teclado codificado, llave electrónica, oequivalente. Ninguno
1
Sirena interior No
Si
Contactos de ventana y/o impactos
No
En puntos de fácil acceso
En todas las ventanas
Sistema de mantenimiento de alimentaciónen caso de fallo de suministro eléctrico
No
Si
Módulo de habla/escucha, destinado a laescucha en caso de alarma*También se admite cualquier tipo decontrol que permita conocer si realmenteexiste un intruso (cámaras web...)
No
Si
Sistema conectable con central de alarmasNo
Si
Suma Parcial Alarma de intrusión 9
Detectores de inundación necesarios enzonas húmedas (baños, cocina, lavadero,garaje)
No
Los necesarios 1)
Electro válvula de corte agua coninstalación para “bypass” manual. No
Las necesarias 1)
Detectores de concentraciones de gasbutano y/o natural en zonas donde seprevea que habrá elementos que funcionencon gas
No
Los necesarios 1)
Electro válvula de corte gas con instalaciónpara “bypass” manual
No
Las necesarias1)
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 89/96
[89]
Detector de incendios
No
1 en cocina.
1 cada 30 m2
En todas las estancias
Suma Parcial Alarmas técnicas 3
Simulación de presencia
No
Relacionada con las persianasmotorizadas o con puntos de luz.
Relacionada con persianas motorizadasy con puntos de luz
Suma Parcial Simulación de presencia 2
Video portero
No
Si
Suma Parcial Video portero 0
Control de persianasNo
Todas las de superficie superior a 2m2
Todas
Suma Parcial Control de persianas 0
Regulación lumínica con control de escenasNo
en dependencias dedicadas al ocio
En salón y dormitorios
En jardín o grandes terrazas medianteinterruptor crepuscular o interruptorhorario astronómico
No
Si
Conexión/desconexión general deiluminación
No
Un acceso
Todos los accesos
Control de puntos de luz y tomas decorriente más significativas No
50% puntos luz
80% puntos luz + 20% tomascorriente
Suma Parcial Control de iluminación 3
Crono termostato
No
1 en salón
zonificando la vivienda en un mínimo
de dos zonas
Varios cronotermostatos, zonificando
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 90/96
[90]
la vivienda por estancias
Suma Parcial Control de clima 0
Posibilidad de realizar programacioneshorarias sobre los equipos controlados
No
Si
Gestor energético
No
Si
Suma Parcial Programaciones 4
Consola o equivalente
No
Si
Control telefónico bidireccional No
Si
Interacción mediante SMS
Equipo para control a través de internet,WAP o equivalente
No
Si
Suma Parcial Interfaz usuario 1
Dispositivos conectables a empresassuministradoras a través de redes decomunicación
0
1
2
3 o más
Suma Parcial Dispositivos conectablesa empresas suministradoras
0
Tomas SAT y Tomas MultimediaNo
3 tomas satélite + 3 tomas multimedia
3 tomas satélite +1 toma multimediaen todas las estancias, incluido terraza
Punto de acceso inalámbrico
No
Wi-Fi
Suma Parcial Red Multimedia 1
SUMA TOTAL 23
Número de aplicaciones domóticascubiertas2)
Tabla 7: Evaluación del nivel de Domotización.
FUENTE: (A. CEDOM CORPORACION, 2015)
Concluimos que el nivel de nuestro diseño de sistema domotico es de 23,
lo cual hace que estemos en el nivel 1, pero cercanos al nivel 2, nos falta
cubrir 10 puntos más para poder llegar a ese nivel de domotización.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 91/96
[91]
CAPÍTULO VII.
ANÁLISIS ECONÓMICO.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 92/96
[92]
CAPITULO VII: ANÁLISIS ECONÓMICO.
7.1. PRESUPUESTO TENTATIVO DEL DISEÑO SEL SISTEMA DOMOTICOCON TECNOLOGIA ARDUINO.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 93/96
[93]
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 94/96
[94]
CONCLUSIONES.
Este proyecto nos da la oportunidad de aprender mucho sobre el mundo de la
domótica y un poco de electrónica general.
Se ha podido demostrar que es posible instalar un sistema domótico
apoyándonos en la plataforma Arduino, con un coste muy inferior al que se
utiliza en las viviendas de lujo, a cambio de dedicarle un poco de tiempo.
RECOMENDACIONES.
A la hora de programar los distintos elementos es necesario realizar un esquema
con las funciones que se necesita y no alterarlo, porque es un proyecto que cada
vez se va haciéndose más grande y tener que cambiar una cosa que al comienzo
parece insignificante, nos puede dar mucho trabajo adicional.
BIBLIOGRAFÍA.
A. CEDOM CORPORACION . (28 de 07 de 2015). Obtenido de
http://www.cedom.es/sobre-domotica/evaluacion-de-instalaciones-
domoticas#aqui
ALVAREZ BARRENO, C. P. (2007). Diseño de una Instalacion Domotica en
un Condominio para el Control de Seguridad e Iluminacion mediante la
Tecnologia LonWorks. GUAYAQUIL: Escuela Superior Politecnica del Litoral.
Casadomo. (2013). www.casadomo.com/noticias. Obtenido de
www.casadomo.com/noticias: casadomo
CHAVIRA CHAVIRA, R. (2013). Casa Inteligente y Segura. Juarez:
Universidad Autonoma de Ciudad de Juarez.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 95/96
[95]
MONMENEU MARTI, J. B. (2011). Proyecto de un hogar digital en pro de la
Eficiencia Energetica y el uso de Fuentes Renovables. Gandia: Universidad
Politecnica de Valencia.
PACHECO ROCAMORA, E. (2008). Diseño y Simulacion de un Sistema
Domotico para una Vivienda Unifamiliar. Cartagena: Universidad Politecnica
de Cartagena.
PACHECO ROMACORA, E. (2008). Diseño y Simulacion de un Sistema
Domotico para una Vivienda Unifamiliar. Cartagena: Universidad Politecnica
de Cartagena.
PINZON GONZALES, A. D. (2013). Implementacion del Sistema de Domotica
en el Hogar. Pereira: Universidad Catolica de Pereira.
TORRES RONQUILLO, F. (2014). Estudio y Diseño para Instalaciones
Electricas y Domoticas para Villas Residenciales. Guayaquil: Universidad
Catolica de Santiago de Guayaquil.
TORRES RONQUILLO, F. (2014). Estudio y Diseño para Instalaciones
Electricas y Domoticas para Villas Residenciales. Guayaquil: Universidad
Catolica de Santiago de Guayaquil.
ANEXOS.
Planos de toda la instalación.
7/21/2019 Borrador de Tesis Llutari
http://slidepdf.com/reader/full/borrador-de-tesis-llutari 96/96