Resumen Tema 5 Sistemas Por Corrientes Portadoras PDF

TEMA 5 SISTEMAS POR CORRIENTES PORTADORAS ========================================= 1. Explicación del sistema técnico de automatización por corrientes portadoras ------------------------------------------------------------------------------ Los sistemas de corrientes portadoras utilizan la red el...

TEMA 5 SISTEMAS POR CORRIENTES PORTADORAS ========================================= 1. Explicación del sistema técnico de automatización por corrientes portadoras ------------------------------------------------------------------------------ Los sistemas de corrientes portadoras utilizan la red eléctrica de baja tensión de las viviendas como canal de información, operando a una frecuencia de 120 kHz y una tensión de 230V 50Hz. Se estandariza el sistema X-10, que permite la integración de componentes de diferentes fabricantes. Estos sistemas, que fueron de los primeros en implementarse para la automatización de funciones en hogares y edificios, son fáciles de programar e instalar, económicos y modulares, lo que facilita su uso en construcciones nuevas y existentes. Se caracterizan por ser descentralizados, permitiendo que los dispositivos se conecten directamente a la instalación eléctrica. El sistema X-10 es configurable, fácil de instalar y manejar, y compatible con dispositivos de la misma gama, independientemente del fabricante y su antigüedad, además de ser flexible y ampliable. 2. Configuración del sistema, topología --------------------------------------- El sistema X-10 abastece las necesidades del usuario de viviendas o edificios. Entre sus esenciales aplicaciones vemos: Seguridad técnica: Alerta fuga de gas, agua, corte suministro, incendios... Seguridad personal: Alarma de pánico, actuación por detectar sensores de seguridad... Comunicaciones: Aviso por teléfono, control por teléfono o internet\... Confort: Sistema descentralizado de pantallas táctiles, teléfono, horario del sol... Control energético: Control zonificado de temperatura, regulación y control de iluminación... ### 2.1 Sistema de transmisión La transmisión empieza con una acción, un ejemplo puede ser de encender o apagar. Está acción hace que se mande una señal codificada por la red eléctrica, entre el emisor y el receptor Codificación de la información, en cada receptor del X-10 los trenes de impulsos (son pulsos senoidales=120 y con una frecuencia = 120kHz, lo que duran 1 milisegundo (ms)). Cuando se crea, su envolvente entonces se convertirá en datos. Los trenes de impulsos se convierten en trenes de datos. Se suelen organizar en palabras de 4 o 5 bits. Hay un direccionamiento de elementos del X-10, cuando a través de la red eléctrica se manda un tren de impulsos (120 kHz o 120) en un instante correcto (0°, 60° y 120°) el receptor del X-10 deduce que coge un bit 1, pero si, en caso contrario, no recibe ningún impulso, deduce que coge un bit 0. Al grupo de bits que se adquieren por medio de las envolventes compuestas por diferentes trenes de impulsos que dan a los receptores los datos que se necesita para que se ejecute la acción, se llaman telegramas. El telegrama del sistema X-10 está compuesto por "palabras" que tienen datos en "bits" códigos binarios: código de casa, de inicio, numérico y de la función que realizar. Es necesario un código de casa y un código numérico para direccionar un dispositivo X-10. Su capacidad máxima es de 16x16= 256 componentes distintos. ### 2.2 Telegrama X-10 Compuesto por "palabras" que tienen datos en "bits" códigos binarios código de casa, código de inicio, código numérico y código de la función que realizar. ### 2.3 Topología El sistema X-10 utiliza la red eléctrica de la casa como medio de comunicación, sin necesidad de cables adicionales para conectar los dispositivos. Es un sistema modular y descentralizado, lo que significa que no requiere un dispositivo central para el control, aunque se pueden utilizar centrales domóticas y otros controladores para gestionar las acciones. Su topología es flexible, permitiendo modificar la ubicación de transmisores y receptores fácilmente mediante cambios en los códigos de identificación. Los dispositivos en un sistema X-10 incluyen acopladores, filtros, amplificadores, módulos de montaje en carril DIN, micromódulos, módulos enchufables, controladores y elementos de seguridad como sensores y alarmas. 3. Componentes del sistema -------------------------- El sistema básico de corrientes portadoras se compone de un emisor que envía un datagrama a través de la red eléctrica y un receptor que ejecuta la orden recibida. Cada elemento del sistema tiene un código único que permite a todos los dispositivos reconocer a quién va dirigido el mensaje. En el sistema X-10, se identifican tres tipos de elementos: 1. **Controladores o transmisores**: Emisores que solo envían órdenes. 2. **Módulos o actuadores**: Receptores que solo reciben órdenes. 3. **Receptores o emisores**: Dispositivos que pueden transmitir y recibir, incluyendo micromódulos bidireccionales y controladores avanzados. Estos componentes trabajan en conjunto para facilitar la automatización y el control de dispositivos en la instalación. ### 3.1 Controladores X-10 Están dentro del tipo de emisores, estos envían señales de actuación apoyados en programaciones planificadas por horas, acciones manuales o remoto... Están capacitados para enviar órdenes a 256 dispositivos. Para aplicaciones específicas, existen controladores entre los que destaca el maxicontrolador LCD, Ecobox... ### 3.2 Componentes auxiliares Su función es ajustar y capacitar la instalación eléctrica tradicional para poder introducir componentes X-10. También tienen que contar con elementos para poder acoplar las redes y los medidores para medir la señal. Como, por ejemplo: Filtro monofásico carril DIN. Acoplador o repetidor. Programador o verificador. Filtro o acoplador carril DIN ### 3.3 Módulos X-10 Están dentro del conjunto de los receptores. Tienen como objetivo controlar los dispositivos actuando sobre ellos. Tienen dos conmutaciones giratorias como son el código de unidad y el de casa así poder distinguirlos de los controladores. Estos solo pueden asignar a uno de los 256 componentes como máximo. » Se pueden distinguir tres formatos: micromódulos, carril DIN y enchufe. » Existen módulos con variedad de capacidad para maniobrar: Iluminación, persiana y aparato. - Módulos de aparato: » Hacen que se puedan actuar directamente sobre los elementos de potencia: Frigoríficos, hornos... Pueden incorporar relés de hasta 16 amperios. » Hay varios formatos: carril DIN, micromódulo, enchufables. - Módulos de persiana: Como, por ejemplo, usar motores de doble sentido, como los toldos o persianas. El formato más usado es el micromódulo, puesto que se puede usar con cualquier mecanismo del mercado. La carga máxima es 3 amperios, se podrían controlan hasta 600 W de motores. Por ejemplo, una persiana de 2,5 m tiene un motor y gasta aproximadamente 200 W. - Módulos de iluminación: Tienen añadido un triac o mosfet que regula simultáneamente con disminuir el consumo eléctrico. La carga máxima es de 700 W. Se pueden encontrar en formato de carril DIN, micromódulos, enchufables, de casquillo. ### 3.4 Controladores de infrarrojos y radiofrecuencia Este sistema X-10 cuenta con varios controladores por infrarrojos (IR) o radio (RF). Son los que hacen posible enviar comandos de control a los módulos X-10, por medio de un receptor RF se coge la señal inalámbrica y la mete en la red con el formato que necesitamos X-10. Decir que el maxicontrolador LCD también ejerce como receptor RF de mandos X-10. 4. Dimensionado del sistema y elementos de protección ----------------------------------------------------- La preparación de la instalación eléctrica para los sistemas X-10 requiere que el nivel de ruido sea bajo y que la tensión de la red sea al menos el doble que el ruido presente. Esto es crucial, ya que dispositivos que generan armónicos a diferentes frecuencias pueden interferir con las señales del X-10. Se identifican dos tipos de \"enemigos\" para el sistema: los armónicos, que producen ruido, y aquellos que atenúan la señal X-10, lo que puede afectar su funcionamiento. ### 4.1 Instalación de un filtro X-10 en viviendas. Cuando instalamos elementos X-10 en muchas casas de un mismo bloque o edificio, podemos encontrarnos que el controlador de una casa obstaculice e interfiera en el receptor de la otra. Esto se evitaría colocando en el cuadro principal de cada casa un filtro X-10 de carril DIN. Esto provoca que la señal del X-10 se bloquea para que no salga ni entra en la casa, y disminuye las señales que recibe de elevada frecuencia. ### 4.2 Instalación de filtros en red trifásica Cuando la instalación sea en una red trifásica, hay que considerar que puede ser que el receptor esté conectado a una fase y el controlador a otra diferente. Para evitar esto hay que acoplar la señal, de esta forma recibirán los datos del X-10. Para acoplarlas a otras fases se puede: Conectar acopladores DIN/ 3 filtro: Los controladores X-10 todos emiten el tren de impulsos tres veces (0 ms, 3,333ms y 6,666ms), pero en realidad únicamente requiere uno. La señal pasa de una fase a otra mediante un acoplador. Conectar un repetidor/acoplador: Se elimina la portadora X-20 externa, y se acopla la señal X-10 en este caso con componentes pasivos. Así se emite con máxima amplitud, regenerando la señal X-10. 5. Software de diseño y control ------------------------------- El sistema X-10 es fácil de entender y se puede integrar con un PC utilizando software adecuado, lo que lo hace más cómodo y flexible. Con conocimientos básicos de programación, se pueden enviar señales a los módulos X-10 mediante temporizadores o sensores. El PC actúa como el \"cerebro\" de la instalación, pero debe estar encendido, lo que implica un consumo de energía y posibles fallos. Para conectar el PC a la red eléctrica o PLC, se utilizan dispositivos que interpretan las señales entre el PC y los módulos X-10, ya sea a través de conexiones directas o inalámbricas. Ejemplos de interfaces que se conectan al puerto serie RS232 del PC incluyen CM17A, MR26A y CM11A. ### 5.1 Simbología X-10 Mostraremos a continuación la simbología de los fundamentales componentes de una instalación X-10 ### ### 5.2 Simbología controladores y comunicaciones Otros ejemplos de simbologías