En este blog presento el resumen de un proyecto al cual considero bastante interesante, ya que consiste en la elaboración de un sistema domótico basado en tecnologías de automatización industrial.
Introducción
Los sistemas de automatización tienen
fuerte presencia en la industria nacional. Sin embargo, a nivel
residencial, el uso de estos sistemas en Paraguay aún está limitado
a usuarios con alto poder adquisitivo, pues sus tecnologías son
costosas, resultando en una tímida presencia en este ámbito. El
área que trata de la automatización residencial es la domótica.
Los controladores lógicos programables
(de amplio uso en automatización industrial) satisfacen las
necesidades de flexibilidad de cambios en su programación,
discreción en relación al espacio que ocupan, son de alta
confiabilidad y cuentan con posibilidad de expansión, es decir,
cumplen con los requerimientos necesarios para ser adaptables a
cualquier cambio tecnológico y estructural.
Este trabajo trata de un proyecto
domótico, entonces, vale señalar que un proyecto es el conjunto de
actividades que precede a la ejecución de un producto, sistema,
proceso o servicio. Proyectar es establecer un conjunto de
procedimientos y especificaciones que, si puestos en práctica,
resultan en algo concreto o en un conjunto de informaciones.
¿En qué consiste este proyecto?
El problema principal consiste en
atender la necesidad de automatizar las funcionalidades básicas de
una vivienda de pequeño tamaño, empleando de manera eficaz un
controlador lógico programable. Para esto, únicamente un proyecto
detallado podrá responder a los diferentes interrogantes que
naturalmente surgen como consecuencia del uso de tecnología de
automatización industrial en un ámbito diferente.
Realizando un proyecto domótico de
manera detallada, es posible identificar los pasos necesarios para
llegar en un futuro al proyecto ejecutivo.
Pasos a seguir
- Investigar las diferentes tecnologías de automatización relacionadas a la domótica;
- Comprender el protocolo de comunicación MODBUS;
- Comprender las técnicas de supervisión y control mediante sensores y actuadores de un sistema domótico;
- Identificar las fases necesarias para la realización de un proyecto domótico utilizando PLC.
Realizando esto podemos tener conocimiento de las distintas herramientas disponibles y asi poder construir un prototipo utilizando dispositivos de una vivienda convencional.
Fases del Proyecto
El proyecto domótico es dividido en
tres fases: definición de las funcionalidades, planificación y
proyecto detallado.
Definición de funcionalidades
Se refiere al análisis previo al
desarrollo del proyecto. Ésta y la fase de planificación son las
más importantes del proyecto, ya que llevarlo a cabo correctamente
implica poder lograr un exitoso desarrollo del sistema domótico. En
esta fase se deben conocer detalladamente las necesidades y
expectativas del cliente. Determinar qué tipo de usuario (jóvenes,
personas mayores, discapacitados u otros) utilizará las
instalaciones, y en base a estos datos, estudiar las necesidades
actuales y futuras. Todo esto determinará las aplicaciones, redes y
dispositivos a instalar. Existen varias funciones que vuelven el
sistema exitoso cuando se realizan aplicaciones fáciles de usar y
mantener, con un costo acorde a las prestaciones ofrecidas y un
máximo de fiabilidad.
Planificación
Una vez que se conocen las
funcionalidades se realiza la planificación, es decir, se definen
las bases y condiciones de contorno para iniciar la siguiente tarea,
el proyecto detallado, realizando revisiones y actualizaciones si
fuere necesario. En el documento de planificación se deberá
describir:
- Materiales o componentes Hardware a utilizar: controladores, sensores, actuadores, elementos de comunicación, etc.;
- Mano de obra de instalación del sistema: en función a conexión de puntos de entradas, salidas y comunicaciones, incluyendo elementos auxiliares como tubos, cables, etc.;
- Mano de obra de ingeniería: encargada de la configuración de equipos, programación, servicios de puesta en marcha que puedan dejar el sistema totalmente operativo;
- Documentación y formación: diseños, descriptivos y manuales tanto para el usuario como para el mantenedor del sistema. La formación del personal que hará uso o mantendrá el sistema es un aspecto de suprema importancia.
Proyecto detallado
Una vez definidas las funciones y
características del sistema domótico, es decir, conocidos los
componentes necesarios para llevar a cabo la automatización, se
elabora el proyecto detallado. Este proyecto abarca el aspecto
constructivo, el cableado eléctrico y las lógicas a ser incluidas
en el PLC y en el sistema de supervisión y control.
En cuanto al proyecto eléctrico, a la
hora de realizar la conexión general del sistema domótico se debe
tener en cuenta que en muchos casos se requieren dos tipos de
tensiones: la alterna de 220 Vac, para las instalaciones
convencionales y para la mayoría de los actuadores, y la continua de
12 y/o 24 Vcc, correspondiente en exclusiva a la instalación
domótica en lo que respecta a algunos casos de sensores y
controladores (PLC).
Montaje del Proyecto
Materiales
Se utilizan los principales
dispositivos que definen a un proyecto domótico: PC (dispositivo
maestro), PLC (dispositivo esclavo) y una serie de sensores y
actuadores, dispuestos en una maqueta de la siguiente manera:
- 01 dormitorio (1 sensor de temperatura, dos interruptores, 1 lámpara, 1 ventilador, 1 toma);
- 01 cocina (1 interruptor, 1 lámpara, 1 toma);
- 01 sala (1 sensor de movimiento, 1 interruptor, 1 lámpara, 1 toma, 1 final de carrera, 1 cerradura eléctrica);
- Exterior (1 fotocélula, 2 lámparas).
Cabe destacar que para la selección de
estos dispositivos se tienen en cuenta su disposición en el mercado
paraguayo.
Método
En este trabajo se realiza el
intercambio de mensajes entre los dispositivos a través de un
protocolo de comunicación industrial denominado MODBUS.
Funcionalidades del Sistema Domótico
Las funciones domóticas a ser
implementadas son presentadas a continuación:
- Automatización de luces del exterior: Al no detectar luz, la fotocélula enviará una señal al PLC, activando las dos lámparas que se encuentran en los laterales de la vivienda. Las mismas serán desactivadas al percibir luz;
- Automatización de luces de la sala: Cuando se detecta presencia de personas en la puerta de entrada, a través de un final de carrera o en la sala a través de un sensor de movimiento, se debe encender automáticamente la luz;
- Automatización del ventilador situado en el dormitorio: Al percibir una temperatura de 25°C, el sensor de temperatura cerrará el contacto de entrada del PLC, lo cual permitirá activar la salida que corresponde al ventilador;
- Interruptores: Además de que las luces se enciendan automáticamente desde los distintos sensores, las mismas se pueden encender de manera manual, es decir, a través de los interruptores, como se efectúa normalmente;
- PC: Todos los componentes conectados al PLC pueden ser controlados y supervisados a través de la PC.
Prototipo construido para realizar las pruebas
Espero que este blog les haya sido útil.
