Resumen Tema 8 Sensores Aplicados en Sistemas Domóticos PDF

Sensores aplicados en sistemas domóticos ======================================== 2. Sensores aplicados a sistemas domóticos ------------------------------------------ Para automatizar una vivienda o edificio, es fundamental identificar los cambios físicos o acciones a automatizar. Los sensores so...

Sensores aplicados en sistemas domóticos ======================================== 2. Sensores aplicados a sistemas domóticos ------------------------------------------ Para automatizar una vivienda o edificio, es fundamental identificar los cambios físicos o acciones a automatizar. Los sensores son dispositivos que captan señales del entorno, como viento, humo, temperatura y luz solar, mientras que los actuadores realizan acciones como subir o bajar persianas, encender o apagar luces, y activar alarmas. Un transductor convierte un tipo de energía en otra, traduciendo cambios físicos en energía eléctrica o mecánica. Los sensores, que son dispositivos de entrada, tienen tres componentes principales: 1. **Transductor de magnitud física**: Convierte variaciones físicas en señales eléctricas. 2. **Acondicionamiento de señal**: Prepara la señal del transductor para la etapa de salida. 3. **Etapa de salida**: Transforma la señal acondicionada en un formato adecuado para el actuador o controlador. Los sensores se clasifican en: - **Digitales**: Envían señales con solo dos valores (por ejemplo, un interruptor de luz). - **Analógicos**: Pueden enviar un rango continuo de valores (como la regulación de luz). - **Todo-nada**: Detectan si una magnitud supera un valor específico. 3. Detectores binarios y analógicos ----------------------------------- Los sensores binarios son dispositivos que convierten magnitudes físicas en señales binarias o lógicas, como encender o apagar. Existen varios tipos de sensores binarios: - **Final de carrera**: Detecta el final del recorrido de un elemento móvil, enviando señales para modificar el estado de un circuito. Se compone de una cabeza que detecta movimiento y un cuerpo con contactos. - **Sensor de proximidad**: Indica si un objeto está en una posición determinada, proporcionando una respuesta de sí o no. - **Presostato**: Abre o cierra un circuito eléctrico según la presión de un fluido. - **Sensor de nivel**: Determina el estado de llenado de depósitos de líquidos o sólidos. - **Termostato**: Controla un circuito eléctrico en función de la temperatura. Por otro lado, los sensores analógicos envían señales proporcionales a la cantidad medida, generando una señal analógica. Ejemplos incluyen sensores de sonido, temperatura y presión. ### 3.1. Termostato El termostato mide la temperatura en una ubicación específica, como una habitación, y envía la señal correspondiente para controlar dispositivos de calefacción, como radiadores eléctricos. Para su instalación en una vivienda, debe colocarse a un metro y medio del suelo y alejado de fuentes de calor directas, corrientes de aire y radiación solar, para asegurar lecturas precisas. 4. Sonda de temperatura ----------------------- Es un dispositivo que transmite la temperatura de un lugar a otro, convirtiéndola en una señal eléctrica que hará que llegue a otro aparato, también llamada sensor de temperatura o sonda térmica. Suele estar compuesta por un cable conector que va al dispositivo electrónico, una vaina metálica y la parte sensora Existen varios tipos de sondas de temperatura: - **Termopares**: Diseñados para medir altas temperaturas mediante cañas pirométricas. - **Sondas RTD o termorresistencias**: Funcionan basándose en la variación de resistividad de los metales con la temperatura. - **Termistores**: Compuestos por materiales semiconductores que responden a cambios de temperatura. Al elegir la sonda de temperatura más adecuada, se deben considerar características como: - **Rango de temperatura**: La temperatura mínima y máxima a medir y su estabilidad. - **Resistencia a vibraciones**: La construcción de la sonda influye en su resistencia a vibraciones; los termopares son menos sensibles a ellas. - **Precisión**: Las termorresistencias ofrecen alta precisión, aunque son más costosas. - **Condiciones externas**: Evaluar los efectos ambientales que pueden influir en la medición. - **Tiempo de respuesta**: Los termistores tienen el tiempo de respuesta más rápido ante cambios de temperatura. Estas sondas se utilizan para regular la temperatura en viviendas y procesos industriales, y deben instalarse en lugares adecuados, como en la zona norte de una vivienda, lejos de fuentes de calor. 5. Luminosidad -------------- Los sensores de luminosidad miden el nivel de luz en el interior o exterior de una vivienda y se utilizan para activar dispositivos como persianas y luces. Los interruptores crepusculares son un tipo de sensor que funciona en exteriores y puede resistir condiciones climáticas adversas, aunque no detectan cambios breves de luminosidad, como los faros de vehículos. Estos sensores solo responden a cambios significativos, como el amanecer. Además, es posible conectar dispositivos inteligentes a los sensores de luminosidad para mejorar su funcionalidad. ### 5.1. Gas Los sensores de gas son dispositivos de seguridad diseñados para detectar fugas de gas y prevenir el riesgo de explosiones. Deben instalarse a no más de un metro y medio del dispositivo que se desea controlar, en posición vertical, y lejos de corrientes de aire o fuentes de calor que puedan afectar su funcionamiento. La ubicación del sensor depende del tipo de gas a detectar: - **Gas natural (metano)**: Tiene una densidad inferior al aire, por lo que el sensor debe colocarse cerca del techo, a unos 30 centímetros de él. - **Butano y propano**: Tienen una densidad superior al aire, por lo que el sensor debe instalarse cerca del suelo, a unos 30 centímetros del mismo. 6. Inundación ------------- Para detectar inundaciones en una vivienda, se instalan sondas de humedad o detectores de inundación en áreas propensas a fugas, como sótanos o cerca de lavadoras. Estas sondas deben estar en contacto directo con el suelo y colocarse en zonas donde no haya riesgo de falsas alarmas. Si el suelo tiene pendiente, se deben situar donde el agua tiende a acumularse. La sonda se conecta a un detector que activa una alarma sonora al recibir la señal eléctrica. Debe instalarse en posición vertical, asegurando que los terminales metálicos estén en contacto con el agua para que la alarma funcione. El detector debe ser visible y no estar obstruido, y requiere conexión a la red eléctrica de 230 Vca. La sonda y el detector se conectan mediante un cable específico, manteniendo una separación máxima de 50 metros. El detector cuenta con indicadores luminosos que indican su estado de funcionamiento. ### 6.1. Humedad El sensor de humedad, conocido como higrómetro, mide el porcentaje de agua en el aire, superficies o materiales, y se utiliza cada vez más en sistemas de climatización. Este dispositivo mide tanto la humedad como la temperatura, datos necesarios para calcular la sensación térmica. Convierte las magnitudes de humedad en una señal eléctrica de entre 4 y 20 mA, utilizando un material semiconductor para determinar un valor numérico. Con esta información, el usuario puede ajustar el porcentaje de humedad según sea necesario. 7. Incendios ------------ Para detectar incendios en una vivienda, se instalan detectores de humo, que ofrecen seguridad al usuario. Existen dos tipos: - **Iónicos**: Detectan gases tóxicos invisibles al ojo humano. - **Ópticos**: Responden al aumento de opacidad del aire debido al humo. Los detectores deben instalarse en el techo, centrados y a 50 cm de cualquier obstáculo. Se recomienda colocar un sensor en cada habitación, priorizando zonas estratégicas para una instalación económica. En áreas propensas a falsas alarmas, como la cocina, se utilizan detectores de calor, que pueden ser termovelocimétricos o de máxima temperatura. Además, los anemómetros miden la velocidad del viento y pueden ser de cazoletas o molinete, siendo el de cazoletas el más común. Este dispositivo se utiliza en instalaciones domóticas, como la recogida de toldos, cuando la velocidad del viento supera ciertos valores. 10. De intrusión ---------------- Los detectores de intrusión, como hemos nombrado en el anterior punto, se activan en el momento en el que reciben movimiento sospechoso en la vivienda o donde está instalado, enviando la señal al centro de control. Hay varios tipos, como hemos nombrado: sensores de movimiento, sensores volumétricos o sensores perimetrales, entre otros ### 10.1. Detectores de movimiento Los sensores de presencia se utilizan para detectar movimiento, principalmente de personas, aunque también pueden captar animales. Tienen dos aplicaciones principales: 1. **Seguridad**: Detectan la presencia de intrusos en la vivienda. 2. **Automatización de iluminación**: Encienden o apagan luces en áreas específicas, como al acercarse a la puerta o al entrar al garaje. Existen dos tipos de detectores de presencia: - **Detectores de presencia**: Se instalan en esquinas superiores para maximizar la cobertura. - **Detectores volumétricos**: Detectan variaciones en radiación infrarroja o microondas. Los sensores de presencia están diseñados para evitar la detección de animales pequeños, reduciendo así las falsas alarmas. En caso de utilizar detectores volumétricos, las falsas alarmas pueden ser más comunes. Para mejorar la seguridad, se emplean sensores perimétricos que detectan la rotura o forcejeo de ventanas y puertas, formando una red de seguridad que abarca áreas específicas. 11. Infrarrojos --------------- Los sensores infrarrojos son dispositivos optoelectrónicos que miden la radiación electromagnética infrarroja de los objetos en su campo de visión. Se utilizan para detectar obstáculos, medir temperatura y localizar objetos, siendo comunes en sistemas de seguridad domótica para detectar movimiento, gas e inundaciones. También son útiles en sistemas de aire acondicionado, ya que pueden detectar cambios bruscos de temperatura y ayudar a regular la temperatura interna de un espacio. La radiación infrarroja es invisible para el ojo humano, pero los dispositivos electrónicos pueden detectarla. Su funcionamiento se basa en la entrada de radiación infrarroja a un fototransistor, donde materiales termoeléctricos, como nitrato de galio, convierten esta radiación en señales utilizables. 12. De presión -------------- Un sensor de presión es un dispositivo que mide la presión aplicada y convierte esta información en una señal de salida. La presión se define como la fuerza ejercida por un gas o líquido sobre una superficie, y se mide en unidades como pascal, bar y N/mm². Existen diferentes tipos de sensores de presión, clasificados según el rango de presión que miden: - **Sensores de presión manométrica**: Miden la presión en relación con la presión atmosférica. - **Sensores de presión absoluta**: Miden la presión en relación con una cámara de referencia. - **Sensores de presión diferencial**: Calculan la diferencia entre dos presiones. - \*\*Sensores de presión relativa \...