INSTITUTO T E C N O L Ó G I C O Y D E ESTUDIOS SUPERIORES D E MONTERREY CAMPUS MONTERREY

P R O G R A M A D E GRADUADOS E N INGENIERÍA

SISTEMA D E C O N T R O L D E U N A C A S A INTELIGENTE

TESIS

PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS ESPECIALIDAD EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA

R A Ú L CRESPO SAUCEDO

M A Y O DE 1994

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY CAMPUS MONTERREY

DIVISIÓN D E GRADUADOS E INVESTIGACIÓN P R O G R A M A D E GRADUADOS E N INGENIERÍA

Los miembros del comité de tesis recomendamos que la presente tesis del Ing. Raúl Crespo Saucedo sea aceptada como requisito parcial para obtener el grado académico de Maestro en Ciencias especialidad en:

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Comité de tesis:

M.C Sergio Omar Martínez C. ASESOR

,Ph.D. Graciano Dieck A. SINODAL

,M.C. JuanHinojosaO. SINODAL

APROBADO

FedericoViramontesB. Director del Programa de Graduados en Ingeniería

Mayo de 1994

DEDICATORIA

L a presente T E S I S la dedico a:

D l O S , porque me ha dado las fuerzas, sabiduría y tranquilidad para actuar en momentos difíciles de mi vida.

Mis P A D R E S , el Sr. Heraclio Crespo Sejas y la Sra. Delia de Crespo, por el gran apoyo que siempre he recibido de ellos y que siempre creyeron en mí.

Mis H E R M A N O S David, Maribel y Lisandro por su amistad y cariño.

GRACIAS.

V

AGRADECIMIENTOS

Mis sinceros agradecimientos a todas aquellas personas que intervinieron en la elaboración de la presente Tesis:

•

A mi asesor, el Ing. Sergio Omar Martínez, por enseñarme a expresar gran parte de mi potencial interior desarrollando nuevas ideas.

•

A mis compañeros Asistentes de Docencia con los que compartí buenas horas de mi vida.

•

A mis grandes amigos, de los que siempre tuve palabras de aliento y entusiasmo: Danny, Sergio, Víctor, Toño, Juan.

•

A una amiga, simplemente maravillosa, con la que compartí momentos agradables y fue mi fuente de inspiración. Gracias Laura Contreras.

A todos ellos, M I L G R A C I A S .

vii

EXTRACTO

PROBLEMA A RESOLVER A medida que la tecnología va avanzando, la forma de vida de las personas va cambiando también. Los tiempos modernos hacen que tanto el hombre como la mujer tengan que trabajar. En países desarrollados como Estados Unidos y Japón, por ejemplo, las personas generalmente salen temprano de la casa al trabajo y no regresan hasta la noche. Nadie administra los recursos domésticos durante el día. Nadie prende las luces de la casa cuando empieza a anochecer, nadie regula el aire acondicionado a consumos bajos de energía cuando no hay nadie en casa. Si los ladrones penetran en la casa, nadie se percata del hecho. Todas estas situaciones, nos presentan el problema ¿Como hacerle para que estando fuera de casa se puedan controlar los sistemas de iluminación, los sistemas de seguridad, sistemas de aire acondicionado y otros automáticamente? E l tener sistemas aislados, un sistema de seguridad por ejemplo, solo permiten funciones limitadas. ¿Como hacerle para que el sistema de seguridad puede interactuar con los sistemas de iluminación o con el sistema de teléfono, en caso de que haya una intromisión a la casa, de tal forma que si se detecta presencia ajena las luces empiecen a parpadear o bien el sistema pueda hacer una llamada de emergencia al trabajo del dueño de la casa indicando emergencia? Además, ¿Cuál seria la mejor forma de monitorear presencia, temperatura interna, externa, etc, que sirvan como retroalimentación para decidir acciones dadas en eventos domésticos? Viendo los estándares que se están perfilando en la automatización de casas, ¿ cuál sería el m á s adecuado de acuerdo a costo, instalación y operación?. Para tener un control adecuado, ¿habrá que hacer modificaciones a estos sistemas?, en fin, estos son los problemas que se pretenden solucionar en esta Tesis.

OBJETIVOS Uno de los objetivos del proyecto de Tesis es proporcionar una visión del estado del arte de la automatización de casas, analizando los diferentes estándares que empiezan a tomar rienda del mercado señalando sus ventajas y desventajas, sus beneficios y usos. Se pretende visualizar las diferentes tecnologías y filosofías que toman efecto, asi como la elección de la más adecuada de acuerdo a necesidades de ahorro de energía, seguridad y comodidad. El segundo objetivo es llevar a la práctica la aplicación del estándar X - 1 0 en la automatización de una casa por ser viable en costo y por su facilidad de adquisición de los componentes en el mercado. Se pretende integrar los sistemas de seguridad, control de iluminación y aparatos eléctricos a través de un Controlador X - 1 0 con el fin de obtener beneficios en cuanto a seguridad, administración doméstica, administración de energía y conveniencia. También se discutirán algunas opciones de control como ser video y audio,

ix

aire acondicionado, calentadores de agua, control de regaderas, control de puertas de garaje, etc con el fin antes mencionado. El tercer objetivo involucra el diseño de módulos de control inteligentes compatibles X-10 que puedan comunicarse en dos vias para tener un control de lazo cerrado debido a que los módulos X-10 comerciales fueron diseñados para trabajar en lazo abierto.

JUSTIFICACIÓN E l presente proyecto se justifica por los siguientes puntos que se señalan a continuación: •

Necesidad de integración de los sistemas aislados (seguridad, aire acondicionado, iluminación, aparatos eléctricos, etc) por medio de un controlador central con el fin de dotar "inteligencia" a estos sistemas para tener un mejor desempeño de los mismos y sacarles un mejor provecho en cuanto a administración de recursos domésticos.

•

E l constante aumento en costo de la energía eléctrica, hace que empecemos a adoptar sistemas automatizados que nos ayuden en el ahorro de energía. ¿Qué pasaría si el aire acondicionado estaría apagado cuando se estuviera fuera y no se lo estuviera utilizando? ¿Qué pasaría cuando el calentador de agua solo calentara cuando realmente se necesitara? ¿Qué pasaría cuando la iluminación se apagara cada vez que uno abandonara un cuarto? Pues bien, para empezar, las cuentas por los servicios de agua y electricidad disminuirían. Sin mencionar, que la carga para el generador de estos servicios disminuiría. Esto nos ahorraría dinero, y quizás el dinero de otros si suficiente gente adoptara estos sistemas. Por ejemplo, en los Estados Unidos, las pruebas indican que algunos productos utilizados en la automatización de casas pueden ser pagados por ellos mismos después del primer mes de su utilización. Después de ese tiempo, lo demás es ahorro de dinero.

A C E R C A D E L A TESIS El trabajo se divide en tres partes: la primera, que abarca desde el capítulo 1 al 4, trata a grandes rasgos la teoría involucrada en la automatización de casas, la segunda que abarca del capítulo 5 al 10, tiene un enfoque práctico al aplicar el estándard X-10 en la automatización de una casa y la tercera que abarca del capítulo 11 al 14 tiene que ver con la teoría y diseño de módulos inteligentes X-10 para ser utilizados en control de lazo cerrado. E l capítulo 15 presenta las conclusiones del proyecto de tesis, los resultados y evaluaciones de los dispositivos diseñados. El capítulo 1 trata principalmente sobre los conceptos de automatización de casas, las diferentes configuraciones de automatización propuestas, beneficios y usos que se pueden lograr con ellas.

E l capítulo 2 introduce los grupos y estándares más fuertes en el mercado de la automatización de casas, analizando ventajas y desventas de los mismos. El capitulo 3 muestra las dos filosofías que generalmente se adoptan en una automatización, se cuestionan sus pros y contras. El capítulo 4 pretende mostrar rápidamente las tecnologías que en general se están utilizando en una automatización de casas y como se integran a ella. El capitulo 5 empieza mostrando los componentes que un sistema automatizado debe tener, abarcando controladores, sensores e interfase. El capítulo 6 hace una descripción del funcionamiento y programación del Controlador HomeBase utilizado en el control de dispositivos en la casa. E l capitulo 7 versa sobre el sistema de seguridad y sus características, asi como los elementos que lo integran. E l capítulo 8 describe los dispositivos y módulos de control para la iluminación y aparatos eléctricos, asi como la forma de controlarlos. E l capitulo 9 describe opciones de control de ítems tales como aire acondicionado, sistemas de riego, calentadores de agua, puertas de garaje utilizando la tecnología X-10. E l capítulo 10 también describe opciones de control de los sistemas de audio y video y la utilización de cable coaxial y bajo voltaje para su comunicación. El capítulo 11 presenta los principios teóricos y manejo del TW523. E l capítulo 12 tiene que ver con el uso del circuito integrado PLIX-10. E l capítulo 13 describe el diseño de hardware y software de un módulo inteligente compatible X-10 para ser usado en lazo cerrado. E l capítulo 14 describe el diseño de hardware y software del controlador que maneja los módulos inteligentes del capítulo 13. El capítulo 15 nos presenta las conclusiones generales a las que se llegaron en la Tesis y la evaluación y resultados que se obtuvieron en el diseño de los dispositivos inteligentes.

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RESUMEN L a automatización de casas se refiere a sistemas o métodos donde los eventos pueden ser ejecutados o controlados sin pensamiento consciente. Estos eventos pueden ser: activar o desactivar aparatos eléctricos en tiempos programados, controlar la intensidad de iluminación y prenderlos o apagarlos automáticamente, tomar decisiones al violarse sistemas de seguridad (llamar automáticamente a la policía, activar alarmas sonoras, etc), controlar la temperatura del interior de la casa y muchas otras tareas que podrían ser adaptadas a las necesidades de cada persona. En el reciente mercado de la automatización de casas, se empiezan a perfilar varios grupos y estándares que proponen formas de controlar los dispositivos de la casa. Se tiene el grupo más grande, el X-10, que transmite y recibe señales a través de la línea de potencia de A C que ya está cableada en toda casa. Todo aparato que esté conectado a la línea de potencia puede ser controlado utilizando este medio. Hay otros grupos como el Smart House que propone cablear sus propios buses hogareños mediante cable coaxial para conectar a la misma los dispositivos a controlar. Otras presentan tecnologías de Radio frecuencia, Infrarrojo, fibras ópticas o una mezcla de ellas. Cada grupo o estándar tiene sus ventajas y desventajas, las cuales deben ser analizadas por el usuario para saber que tanta automatización le puede meter a su casa. Algunos sistemas son muy caros pero sofisticados, otros son más baratos pero más limitados. Después de hacer un estudio de factibilidad económica en un hogar promedio y de acuerdo a que tanta automatización realmente podría quererse, se escogió el sistema propuesto por X-10 para realizar una implementación en una casa estándar (mi casa). E l sistema controla la casa a través de un controlador inteligente programable a través de la computadora y es desactivada de la misma una vez programado para que funcione independientemente. E l controlador envía y recibe los comandos por medio de la linea de potencia. Los dispositivos controlados están conectados a módulos decodifícadores de señales X-10. Estos módulos pueden reemplazar los actuales toma-corrientes o switches estándares de una casa o bien ser enchufados a cualquier toma-corrientes. Debido a la configuración de lazo abierto del sistema X-10, se hizo el diseño de módulos X-10 inteligentes que puedan ser utilizados en configuración de lazo cerrado. Se utilizan los códigos propuestos en el protocolo X-10 para realizar esta tarea. Los módulos están basados en sistemas de microcontroladores.

xiii

Contenido página

DEDICATORIA.

v

AGRADECIMIENTOS.

vii

EXTRACTO.

ix

RESUMEN.

xiii

CONTENIDO.

xv

INTRODUCCION. I PARTE.

xix

TEORIA SOBRE AUTOMATIZACION DE CASAS.

1. AUTOMATIZACION DE CASAS. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

2

Definición de Automatización de Casas. Configuraciones de Automatización de Residencias. Beneficios. Usos. Referencias Bibliográficas.

2. GRUPOS Y ESTANDARES DE AUTOMATIZACION DE CASAS. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

X-10. Smart House. CEBus. Echelon. Home Bus System. 2.5.1 Por qué Automatizar una Casa con HBS. 2.5.2 Características del HBS. 2.5.3 Sistema Home Bus propuesto. 2.5.4 Banda Base. 2.5.5 Broad-Banda (Sub-bandaybandaFM.TV). 2.5.6 Ejemplo de Aplicación del HBS. 2.5.7 Organismos y Empresas Participantes. 2.6 Ventajas y Desventajas de estos Estándares. 2.7 Referencias Bibliográficas.

3. FILOSOFIAS DE AUTOMATIZACION D E CASAS. 3.1 3.2 3.3 3.4

1

Inteligencia Centralizada. Inteligencia Distribuida. Inteligencia Centralizada vs. Inteligencia Distribuida. Referencias Bibliográficas.

4. TECNOLOGIAS E N UNA AUTOMATIZACION DE CASAS. 4.1 Portadora de Línea de Potencio (Power Line Carrier).

xv

3 4 10 11 13

14 14 15 16 16 17 18 20 20 21 23 24 25 25 28

30 30 30 31 34

36 36

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

4.1.1 Problemas de la Portadora de Línea de Potencia. 4.1.2 Principio teórico. Coaxial. Bajo Voltaje. Radio Frecuencia. Infrarrojo. Fibras Opticas. Referencias Bibliográficas.

II PARTE.

APLICACION DE L A TECNOLOGIA X-10 E N E L CONTROL DE UNA CASA INTELIGENTE.

5. COMPONENTES DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO DEL HOGAR. 5.1 5.2 5.3 5.4

Controladores. 5.1.1 Control por medio de una Computadora Personal. Núcleo del Sistema. Dispositivos Controlados. Referencias Bibliográficas.

6. E L CONTROLADOR HomeBase. 6.1 6.2 6.3

6.4

6.5 6.6

7.2 7.3

7.4

46 48 48 30 51 51 53

54

Características del HomeBase. Sistema HomeBase. Especificaciones del HomeBase. 6.3.1 Panel Frontal. 6.3.2 Dispositivos Internos. 6.3.3 Especificaciones Eléctricas y Físicas. Software Event Manager. 6.4.1 Como funciona el Event Manager. 6.4.2 Base de Datos de Dispositivos. 6.4.3 Eventos. 6.4.3.1 Tipos de Eventos. 6.4.3.2 Tipos Lógicos. 6.4.3.3 Anidamiento. 6.4.4 Procesamiento de un Evento. Falla en la Energía Eléctrica. Referencias Bibliográficas.

54 55 56 56 56 56 57 57 58 58 59 60 63 64 65 67

7. SISTEMA DE SEGURIDAD DEL HOGAR. 7.1

36 37 38 40 41 42 43 44

Componentes de un Sistema de Seguridad. 7.1.1 Sensores. 7.1.2 Controlador de Seguridad. 7.1.2.1 Niveles de Controladores de Seguridad. 7.1.3 Dispositivos de Alerta. Zonas de Seguridad. Equipo Utilizado en el Sistema de Seguridad. 7.3.1 Consola Discadora de Seguridad Supervisada. 7.3.1.1 Discador de Teléfonos de la Consola de Seguridad. 7.3.2 Integración del Sistema de Seguridad de la Casa. 7.3.2.1 Asignación de Zonas de Seguridad. 7.3.2.2 Sensores de Puertas/Ventanas. 7.3.2.3 Detectores de Movimiento Infrarrojo. 7.3.2.4 Otros Accesorios Compatibles con el Sistema de Seguridad. Referencias Bibliográficas.

xvi

68 68 69 70 72 73 73 76 77 79 80 80 81 82 83 84

8. CONTROL DE ILUMINACION Y APARATOS ELECTRICOS. 8.1 8.2 8.3

8.4

8.5

8.6 8.7 8.8 8.9

Beneficios. Portes del Sistema. Tipo de Códigos de Identificación. 8.3.1 Código de Casa. 8.3.2 Código de Unidad. Módulos Utilizados en la Iluminación. 8.4.1 Módulo de Lámpara (Lamp Module). 8.4.2 Módulo de Swilch de Pared (Wall Switch Module). Módulos Utilizados en el Control de Aparatos Eléctricos. 8.5.1 Módulo de Aparato Eléctrico (Appliance Module). 8.5.2 Módulo de Toma-corriente de pared (Wall Outlet Module). Otros Módulos para el Control de Dispositivos Eléctricos. Dispositivos de Control de los Módulos. 8.7.1 Mini-controller. Interacción de los Conlroladores. Referencias Bibliográficas.

9. SISTEMA DE CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE. 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6

Ventajas. Sistema de Calentamiento y Aire Acondicionado. 9.2.1 Controles Electrónicos de HVAC. Calentadores de Agua. Sistemas de Riego. Control de lo Puerta del Garaje. Referencias Bibliográficas.

10. CONTROL DE LOS SISTEMAS DE AUDIO Y VIDEO. 10.1 10.2

10.3 10.4 10.5

Conceptos Previos. Sistema de Cable Coaxial. 10.2.1 Sistema Coaxial Dual. 10.2.2 Consideraciones en la Instalación de un Sistema Coaxial. 10.2.3 Configuración Estrella vs. Daisy Chain. Sistema de Bajo Voltaje. Control del Volumen de Bocinas usando X-10. Referencias Bibliográficas.

III PARTE.

DISEÑO DE DISPOSITIVOS DE CONTROL INTELIGENTES.

11. MODULOS DE INTERFASE DE L A LINEA DE POTENCIA. 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5

11.6 11.7

PL513/TW523 Power Line Interfaces. Transmisión de Códigos X-10 con el PL513/TW523. Recepción de Códigos X-10 con el TW523. Adiciones al Protocolo X-10. Entradas y Salidas Opto-ocopladas del PL513/TW523. 11.5.1 Salida de Referencia de 60 Hz Opto-acoplada (del PL513/TW523). 11.5.2 Entrada de la Señal Opto-acoplada (al PL513/TW523). 11.5.3 Salida de la Señal Opto-acoplada (del TW523). Diagrama a Bloques del TW523. Referencias Bibliográficas.

12. CHIP PLIX-10. 12.1

86 86 87 88 88 88 89 89 90 90 90 91 92 93 93 94 95

96 96 97 97 99 101 103 108

110 110 111 111 113 114 115 116 121

122 124 124 125 128 129 130 131 131 131 132 135

136

Descripción del Pinout del PLIX-10.

136

xvii

12.2 12.3 12.4 12.5 12.6

Ciclo de Escritura al PLIX. 121.1 Sincronización del Ciclo de Escritura. Ciclo de Lectura del PLIX. Detección de Falla de la Línea de AC. Conexión al TW523. Referencias Bibliográficas.

13. M O D U L O INTELIGENTE C O M P A T I B L E X-10. 13.1 13.2 13.3 13.4

13.5 13.6

De Módulo Tonto a Módulo Inteligente. Características del Módulo Inteligente. Descripción del Módulo Inteligente. Diseño del Hardware. 13.4.1 Sistema Transmisor/Receptor de Códigos X-10. 13.4.2 Sistema de Control. 13.4.3 Sistema de Disparo. 13.4.4 Sistema de Detección de Status. 13.4.5 Sistema de Filtraje de Ruido y Supresión de Picos. Diseño del Software de Control. 13.5.1 Subrutinas de Lectura y Escritura. Referencias Bibliográficas.

14. CONTROLADOR BI-DIRECCIONAL X-10. 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5

Características del Sistema. Descripción del Sistema. Hardware. Software. Referencias Bibliográficas.

138 140 141 142 142 144

146 146 147 149 150 150 152 153 154 155 155 160 161

162 162 163 164 167 170

15. CONCLUSIONES.

172

APENDICE I. Codificación y Estructura de la señal X-10.

176

APENDICE II. Ejemplos de Programas para el HomeBase.

180

APENDICE III.

Referencia de Localización de Averías en una Automatización de Casas con X-10.

186

APENDICE IV. Mercado de Controladores de Casas Compatible X-10.

190

APENDICE V . Dispositivos X-10 en el Mercado.

198

APENDICE VI. Codificación del Programa del Módulo Inteligente.

208

APENDICE VII. Codificación del Programa del Controlador Bi-direccional. BIBLIOGRAFIA G E N E R A L .

218 224

VITA.

228

xviii

INTRODUCCIÓN

Desde pequeño siempre me han fascinado las películas de Ciencia Ficción, en la que se ven sistemas automáticos que controlan casi todo. Desde puertas electrónicas, manejo automático de naves espaciales, robots que hacen un sin-número de tareas, etc. Esta Ciencia Ficción cada vez se va convirtiendo más en realidad. L o que antes parecía increíble ahora se está haciendo normal, de uso cotidiano. Es así, que poco a poco podemos percatarnos que la automatización está entrando a nuestras casas. Cada vez, vamos comprando aparatos con características de mayor programación y con un surtido amplio de funciones. La Tesis que está en sus manos pretende presentarles un panorama del estado del arte de la automatización de casas. Existen varios estándares que seguramente alguno de ellos será de interés para el lector. Se exploran las características, ventajas y desventajas de las mismas. Es un buen inicio para aquellos que están interesados en la automatización de casas. Por otra parte, el trabajo descubre formas de automatizar algunos sistemas de la casa como por ejemplo la iluminación, el aire acondicionado, los sistemas de riego, utilizando uno de los estándares, el X - 1 0 , que debido a su facilidad de instalación y su permanencia en el mercado desde hace varios años ha adquirido un gran número de adeptos especialmente en los Estados Unidos. Con el fin de obtener mejores resultados en la automatización con X - 1 0 , en la Tesis se presenta el diseño de módulos inteligentes que son compatibles con aquellos comerciales. L a característica principal de los mismos es que pueden ser utilizados en control de lazo cerrado. De esta manera, se pueden adquirir datos como retroalimentación para llevar a cabo un mejor control de eventos domésticos. Como complemento, se insertan algunos apéndices que podrían ser de mucha utilidad al lector interesado en automatización con X - 1 0 . Se presentan varios productos comerciales, tanto módulos como controladores que son utilizados con este estándar. Esta Tesis está destinado a todos aquellos que estén interesados en la automatización de casas o edificios. Y espero que les sea de mucha utilidad.

xix

I

PARTE

TEORIA SOBRE AUTOMATIZACION DE CASAS

1 AUTOMATIZACIÓN DE CASAS

¿Puede visualizar una casa con varios monitores de televisión, varias computadoras personales, una central de control, sistemas de comunicación, sistemas de seguridad y su propia red de área local? ¿Se imagina una casa que obtiene su calor desde 400 pies bajo tierra, que tiene paredes y pisos que almacenan el calor radiante durante el día y lo liberan en la noche, con ventanas que permiten que entre más calor de la que escapa? Tales casas existen. Hoy en día, se puede cambiar una casa ordinaria a un juguete complejo para adultos que responda a su dueño en casi todo. Para hacerlo más que un simple cuarto, esto podría tomar algo de presupuesto. Esto es posible sin ser necesariamente un genio tecnológico, porque los productos y sistemas que pueden hacer que esto sea viable están disponibles comerciaimente, y lo más importante es que están disponibles cada vez más al alcance de nuestros bolsillos. En las casas High-Tech [1] de hoy en día, uno podría encontrar por ejemplo: •

Bañeras con teléfonos incorporados y paneles de control a prueba de agua para seleccionar un masaje de hombros o música estéreo.

•

Camas programables activadas por voz con sistemas de audio y video incorporados y una cámara de vidrio para una ducha, jacuzzi y sauna.

•

Aparatos de ejercicio computarizados que despliegan el desempeño actual del usuario y las calorías quemadas y las comparan con los desempeños pasados. Pero hoy en día, hay sistemas más usuales como:

•

Refrigeradores con auto-monitoreo, auto-diagnóstico y descongelamiento según la demanda. Lavaplatos programables que pueden ser programados para lavar platos tarde en la noche para tomar ventaja de la electricidad.

•

Monitoreo de la respiración y latidos del corazón de los bebés que activan alarmas si alguno de ellos tiene problemas.

•

Sistemas de videodisco interactivo que usan una computadora personal y un monitor para proveer acceso página por página a programación educacional.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

2

Capitulo 1. Automatización de Casas

Obviamente, esta alta tecnología no es para toda casa, pero representa una tendencia que está empezando a infiltrarse en las casas típicas de los países económicamente desarrollados.

1.1 DEFINICION D E A U T O M A T I Z A C I O N D E CASAS Por definición, automatización se refiere a un sistema o método donde ¡os eventos

pueden ser ejecutados o controlados sin pensamiento consciente [2]. Las industrias comerciales han usado esta técnica por algún tiempo, creando productos superiores, más rápidos y más eficientes. L a automatización del hogar está diseñada para proveer de estos beneficios a una casa. La mayoría de nosotros ha tenido algo de automatización en nuestras casas por algún tiempo. E l termóstato prende el calentador o el aire acondicionado cuando la temperatura llega a un cierto punto. L a máquina constestadora de teléfono graba una llamada cuando estamos fuera. Los VCRs están programados para grabar un show de televisión mientras estamos fuera. Y el reloj despertador nos despierta en la mañana. Estas son algunas formas de automatización del hogar. Bueno, y luego ¿que más podemos hacer? Imagine regresando a la casa del trabajo tarde en la noche. Durante el trayecto hacia su hogar, llama a su casa por teléfono. Esta responde y le pregunta que le gustaría hacer. Usted toca un par de botones en su teléfono y el calentador se activa y empieza a calentar su casa. Un par de botones más, y su bañera se activa ajustándose a la temperatura que le agrada. Algunos botones más y la cena empieza a calentarse mientras la casa le hace oír las llamadas que tuvo en el día. Cuando va entrando el coche a su casa, las luces del porche se prenden. Presiona algunos botones y su sistema de seguridad se desarma. A medida que camina dentro de la casa, las luces se prenden en cada cuarto que usted ingresa. L a casa lo saluda y le pregunta por la orden de algún comando. Usted dice, "Música", y su sistema estéreo sintoniza su canción preferida del momento. Después de la cena, se dirige a su estudio donde el sistema de entretenimiento de la casa comienza a proyectar una película con sonido de alta fidelidad. Cuando ya tenga sueño y se dirija a la cama, usted dice, "Buenas Noches", y todas las luces dentro de la casa se apagan, la puerta del garaje se cierra, el termóstato se ajusta suavemente a una temperatura agradable y su sistema de seguridad se arma. Cuando el sistema estéreo lo despierta en la mañana con su música favorita, la bañera ya está lista y su café preparado. La mayoría de nosotros estamos enterados que esta es la realidad de alguna gente hoy en día. Vemos que mucha gente rica vive de esa manera pero la mayoría de nosotros debe esperar. Pues bien, el tiempo ha llegado, y no necesitamos esperar más. Con la tecnología disponible hoy en día, ahora podemos vivir como reyes. Los costos están dentro de nuestro presupuesto y, lo que necesitamos ahora es un poco de imaginación creativa.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 3

Capitulo 1. Automatización de Casas Aparte, el tener sistemas automatizados de este tipo, ayudan en el ahorro de energía [4]. ¿Qué pasaría si el aire acondicionado estaría apagado cuando se estuviera fuera y no se lo estuviera utilizando? ¿Qué pasaría cuando el calentador de agua solo calentara cuando realmente se necesitara? ¿Qué pasaría cuando la iluminación se apagara cada vez que uno abandonara un cuarto? Pues bien, para empezar, las cuentas por los servicios de agua y electricidad disminuirían. Sin mencionar, que la carga para el generador de estos servicios disminuiría. Esto nos ahorraría dinero, y quizás el dinero de otros si suficiente gente adoptara estos sistemas. Por ejemplo, en los Estados Unidos, las pruebas indican que algunos productos utilizados en la automatización de casas pueden ser pagados por ellos mismos después del primer mes de su utilización. Después de ese tiempo, lo demás es ahorro de dinero.

1.2 CONFIGURACIONES D E A U T O M A T I Z A C I O N D E RESIDENCIAS Hay muchas formas de llevar a cabo una automatización y el naciente negocio en este ramo propone muchos conceptos que tienen ventajas y desventajas. Dentro de la industria de la automatización, las expectativas se reducen a dos preguntas: ¿Cómo instalar y operar equipo de la manera más efectiva? y ¿Cómo debería ser usado este equipo para controlar los diversos medios ambientes?. Generalmente, toda casa tiene el diagrama de cableado estándar como se muestra en la figura 1.1 [2]. Cada aparato o equipo, como una lámpara por ejemplo, debe ser conectado sobre un lazo de circuito cerrado con los switches en el mismo lazo para su control externo. L a automatización está limitada a la posición en que los controladores remotos son acomodados. Si un switch no está en el lazo, se limita los controles de operación sobre el equipo mismo. Los equipos de audio/video solo funcionan con los televisores a los cuales están conectados. E l V C R solo funciona con el televisor al que está conectado, lo mismo sucede con las cámaras de video. E l cableado de bajo voltaje es usado principalmente para alimentar al equipo telefónico. Tales dispositivos como controladores de termóstatos, equipo computacional, sistemas de seguridad, etc, usan sus propias lineas de cableado dedicado de bajo voltaje. La figura 1.2 [2] muestra la configuración propuesta para instalaciones de algunos estándares como CEBus y Echelon. Se tienen tres componentes en el cableado de una configuración CEBus: Líneas de Potencia (PLBus), Twisted Paire (TPBus) y Coaxial (CXbus). Las líneas de potencia son los cables que se tienen en las paredes de toda casa y proveen la energía eléctrica de 60 Hz para la mayoría del equipo estándar. Los twisted pairs son las lineas telefónicas de bajo voltaje, el cableado de termóstatos, sistemas de seguridad y otros. E l coaxial es usado en cables de televisión. Este concepto no depende de los lazos de cableado. Un switch localizado en cualquier parte del cableado puede controlar las operaciones de un equipo localizado en cualquier otra parte. También usa "puentes" electrónicos para hacer la conexión de los tres tipos de cableado. Esto permite que el equipo presente en un tipo de cableado pueda comunicarse con otro presente en otro tipo de cableado.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 4

DE LA COMPAÑIA DE TELEFONOS MEDIDOR ELECTRICO

SISTEMA DE CABLE/ANTENA ENTRADA DE SERVICIO

CAMARA

0

VCR TV

PANEL DE SEGURIDAD

TELEFONOS

TERMOSTATO

MAQUINA CONTESTADORA

LAMPARA

CALENTADOR DE AGUA

na

LAVADORA

AUTO DIALER

INTERCOMS

IMPRESORA DETECTOR DE HUMO PANEL DE SEGURID.

FIGURA

SWITCH

1-1 Diagrama de cableado eléctrico estándar de una casa

o o

a a a

Capitulo 1. Automatización de Casas

Con este concepto, un termóstato remoto puede controlar el calentador, la ventilación y el aire acondicionado, los sensores pueden comunicarse con los sistemas de seguridad, las impresoras pueden ser conectadas remotamente a las computadoras, todo a través del mismo cableado de bajo voltaje. Los switches de luz no necesariamente tienen que estar en el mismo circuito con una lámpara para operarla, y además, pueden ser utilizados para operar otros equipos en el sistema. Otra diferencia importante es el uso de cableado coaxial dual. Uno de estos cableados provee de señales externas a equipos que lo usan como la T V por cable. El otro cableado sirve para distribuir las propias señales alrededor de la casa. Con este cableado, la cámara de monitoreo o el V C R puede ser visto en cualquier T V de la casa. Además, provee la capacidad de conectar bocinas y obtener el audio de salida desde cualquier localización en la que se tiene este cableado mientras se use un simple receptor en el cuarto. Los conceptos CEBus y Echelon usan microprocesadores y electrónica adicional dentro de switches, lámparas, aparatos y equipo. Esta electrónica adicional sirve para que los aparatos puedan comunicarse unos con otros. Otra configuración típica se muestra en la figura 1-3 [2]. Ésta utiliza equipo compatible con otro estándar denominado X-10. Mucho del cableado es similar a la de CEBus y Echelon. L a diferencia más significativa es que se añaden módulos X-10 en el cableado de la mayoría de los equipos. Estos módulos proveen las mismas funciones que la electrónica interna de CEBus y Echelon. L a principal diferencia es que estos módulos nos permiten usar el equipo y dispositivos que se tienen en forma limitada. Sólo se pueden prender y apagar aparatos y aumentar o disminuir la intensidad de luz de focos. La figura 1-4 [2] muestra la configuración propuesta por otro estándar denominado Smart House. E l cableado de bajo voltaje se extiende a cada pieza de equipo en el sistema a través de receptáculos a los cuales están conectados. Esto incluye a equipo que no requiere conexión a cableado de bajo voltaje. Muchos dispositivos pequeños requieren bajo voltaje para funcionar. Estos incluyen switches, sensores, teléfonos, intercoms, relojes, termóstatos, detectores de movimiento y otros. A medida que avanza la tecnología, la cantidad de energía requerida para que funcionen estos dispositivos se ha reducido y va a continuar disminuyendo. Este sistema también utiliza el cableado coaxial dual para distribuir señales de alta frecuencia a través de la casa.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 7

DE LA COMPAÑIA DE TELEFONOS MEDIDOR ELECTRICO DE CABLE/ANTENA

O

O

EÑTRJEA-BT SERV] CIO

VCR

01 CONTRO .ADOR

PANEL DE SEGURIDAD

SISTEMA DE AUDIO

o

O •ancz •••i_j

CAMARA D

TV

ra

I

UPSTREAM COAX

DOWNSTREAM COAX

ACOPLADOR DE FASE

TELEFONOS

MAQUINA CONTESTADORA

TERMOSTATO

DETECTOR DE MOVIMIENTO

SENSOR

El AIRE ACONDICIONADO

=

CALENTADOR DE AGUA

SWITCHES

LAVADORA

•

L°] le)

EHD-01 DETECTOR DE HUMO

FIGURA 1 -3 Configuración propuesta para el estándar X-10

SWITCH

LAMPARA

0

INTERCOMS

Ql [O I

CONTROLADOR

aaaa I pana \

a D •

DE LA COMPAÑIA DE TELEFONOS MEDIDOR ELECTRICO DE CABLE/ANTENA

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SISTEMA DE AUDIO

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SERV: CIO

CONTROL DE PUEN PANEL DE SEGURIDAD

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I

CAMARA

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0

UPSTREAM COAX

DOWNSTREAM COAX

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MAQUINA CONTESTADORA

KEYPAD

DETECTOR DE MOVIMIENTO

SENSOR

CALENTADOR DE AGUA AIRE ACONDICIONADO

nn

TERMOSTATO

INTERCOMS LAVADORA

JZL

FIGURA 1.4 Configuración propuesta para el estándar Smart House

O o

Capitulo 1. Automatización de Casas 1.3 BENEFICIOS [3]

SPGURIDAD

• • • • • • • •

Hacer que la casa se vea y suene como si estuviera viva, incluso si no se está en ella. Nunca regresar a una casa a oscuras de nuevo. La iluminación y los aparatos se prenden a tiempos diferentes cada día en MODO DE SEGURIDAD. Características de "Seguridad en la puerta del garaje". Iluminar completamente la casa con el toque de un botón en caso de oír ruidos sospechosos en la noche. Interfase a sistemas de alarma existentes y parpadeo de las luces si alguna de las alarmas de puertas o ventanas es activada. Control de la intensidad luminosa en escaleras y corredores. Alerta automática en caso de introducirse en el perímetro de la casa.

AHORRO DE ENERGIA • • • • • • • •

Ahorrar hasta el 40% de utilidad en las cuentas de servicios. Enfriar o calentar la casa solamente cuando se lo requiera. Control de la iluminación interna y externa automáticamente. Fijar la intensidad de luz de focos incandescentes. Control de calentadoras y frazadas eléctricas portables. Control de humidifícadores y desliumidificadores cuando se lo requiera. Control de abanicos de techo. Control independiente del aire acondicionado en cada cuarto.

EFECTIVIDAD E N COSTO • •

• • •

Control de la iluminación de escaleras o corredores desde otros puntos de control sin necesidad de cableado complicado. Se elimina la necesidad de sistemas de tiempo tales como timers para filtros de piscinas, timers para las luces del patio, timers para rociadoras, etc. Ahorro en gastos de cableado para iluminación externa de patios controlándolos desde localizaciones convenientes dentro de la casa. Control remoto de abanicos de ático sin necesidad de cableado especial. Organización de horarios automáticos para la iluminación, temperatura y humedad en casas de campo sin necesidad de timers ni cableado especial.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

10

Capitulo 1. Automatización de Casas

1.4

USOS

PIARIQ • •

•

• • • • • • •

Control de luces y aparatos en garajes independientes o construcciones lejanas desde la casa. Adecuar la iluminación de cuartos mediante la variación de intensidad luminosa o apagar algunos de ellos con el fin de ver confortablemente la TV. Hacer señales a una persona en otro cuarto mediante el parpadeo de las luces de los respectivos cuartos (aplicable a gente con problemas de sordera). Apagar luces de sol después de un tiempofijadopara prevenir sobreexposiciones de piel. Control de foquitos navideños. Apagar equipo de oficina en la noche (computadoras, máquinas de escribir.etc). Control de iluminación de plantas. Control de fuentes de agua para interiores y exteriores. Control de iluminación y calor enjaulas de mascotas. Programar las luces para recordar a uno tomar algún medicamento.

VESPERTINO • • • • • • • •

Tener a la tostadora u homo microondas preparando la cena cuando uno llegue del trabajo a la casa. Control de la iluminación de recreación y patio trasero. Control de mata-bichos eléctricos. Prendido automático de iluminación melancólica y de imagen. Avisar a los niños que la cena está lista prendiendo luces fuera de la casa. Prender la iluminación de corredores desde dentro de la casa cuando los invitados lleguen o salgan. Prendido automático de las luces cuando uno entre a un cuarto. Calentamiento automático de la cama de agua antes de ir a dormirse.

A L DESPERTAR • • • • •

Despertar con la música o canal de TV preferido. Abrir cortinas y persianas. Empezar a preparar el café. Prender el sistema central de aire acondicionado. Prender el calentador de agua.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 11

Capitulo 1, Automatización de Casas

EN LA NOCHE • • • • • • •

Bajar el trabajo de la central de aire acondicionado o calentador mientras se duerme. Apagado automático de aparatos de música o televisores cuando a uno le da sueño. Apagado automático de calentadores y frazadas eléctricas tarde en la noche. Controlar la intensidad de luces o apagarlas, automáticamente. Hacer funcionar limpiadores de lentes de contacto eléctricos por tiempos dados. Activar el monitoreo de niños pequeños en la noche y apagarlas en la mañana. Apagar algunos items en la casa en tiempos especificados en caso de dejarlos prendidos accidentalmente.

MISCELANEOS • • • • • • • • • • •

Control de iluminación fluorescente e incandescente. Control de la iluminación de acuarios. Control de cortinas y persianas. Control de la bomba y el filtro de piscinas. Control eléctrico de puertas electrónicas. Control de sistemas de riego. Cierre remoto de puertas. Control automático de puertas de garajes desde cualquier cuarto. Control de ventanas y puertas que funcionan con motor. Control de la temperatura interna de la casa. Etc.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 12

Capitulo 1. Automatización de Casas

1.5 R E F E R E N C I A S BIBLIOGRAFICAS [1]

Jurgen and T.S. Perry, "The High-Tech Home", IEEE Spectrum, May 1985, pp. 3540.

[2]

Gaddis D., Understanding & Installing Home Systems, second edition, 1991, Printed in Oklahoma City, Oklahoma.

[3]

Home Control Concepts, Home Automation Hacker's Bible, Book I, 1993, San Diego, CA.

[4]

Bruggeman and I. Sanders, " A Multifiinction Home Control System", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-29, No 1, February 1983, pp. 1-9.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 13

2 GRUPOS Y ESTANDARES DE AUTOMATIZACION DE CASAS

Antes de empezar a ver las posibilidades y requerimientos para la automatización de una casa, debemos examinar la industria misma. Hay un interés grande y creciente en el campo de la automatización de casas. Los interesados vienen de todas las áreas, desde fabricantes a comerciantes al por menor, instaladores, proveedores de servicios, agencias, constructoras, remodeladoras y usuarios de casas. Cada quien tiene sus propias razones para estar involucrado y muchos pueden estar principalmente interesados en el desarrollo de sistemas y estándares que respalden sus propios intereses. Dentro de la industria de automatización de casas, se han formado muchos grupos que respaldan sistemas específicos y estándares. E l término "estándar" describe las prácticas y condiciones que son usados comúnmente dentro de la industria. En otras palabras, si los productos y el equipo dentro de una casa van a ser capaces de comunicarse, lo harían adecuadamente si hablaran el mismo lenguaje. Hay dos vías en las que se desarrollan los estándares. Los estándares planeados son desarrollados mediante un acuerdo conjunto de entidades participantes. Los estándares defacto son desarrollados a través del gusto del consumidor y ellos votan sobre esos estándares comprando los productos que prefieren [1]. Algunos sistemas y estándares pueden proveer compatibilidad unos con otros, mientras algunos otros no. Como la industria por sí misma está en tempranas etapas de desarrollo, los estándares defacto o emergentes no pueden ser identificados en este momento. Esto quiere decir que no vamos a saber que estándares usa y respalda la mayoría de la gente hasta que realmente suceda. Por otra parte, se pueden identificar características y condiciones que son comunes a todos, y también se pueden definir las mejores vías disponibles para llevar a cabo un objetivo particular en este momento. A continuación se describen algunos grupos y estándares de automatización de casas que han tenido los más fuertes partidarios.

2.1 X-10 Este estándar está basado en los productos de un fabricante del mismo nombre, X 10. E l estándar X-10 se ha expandido considerablemente desde su introducción en 1978. Muchos otros fabricantes y grupos producen o venden productos compatibles con X-10, incluyendo Sears, Radio Shack, Stanley, Levitón, Advanced Control Technologies, Reflex, NuTone y Enerlogic por nombrar algunos. Sistema de Control de una Casa Inteligente 14

Capítulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas Los productos X - 1 0 utilizan el concepto de Portadora de Linea de Potencia (Power Line Carrier) [2] y actualmente están enfocados como dispositivos modulares del tipo plug-in, los cuales prenden/apagan y controlan otros productos a los cuales están conectados. L a mayoría de éstos están diseñados para proveer funciones de prendido/apagado y control de intensidad de iluminación. N o proveen algunas de las otras características de un sistema completo, tales como cambiar canales y controlar el volumen de un equipo de audio/video o la distribución de señales de audio/video por toda la casa. El X - 1 0 también tiene algunas limitaciones de comunicación. Los módulos X - 1 0 son susceptibles a la interferencia o "ruido" en el cableado eléctrico de la casa y la mayoría de los productos X - 1 0 no se comunican en dos vías como las otras alternativas lo hacen. Este grupo tiene la distinción de ser el más viejo, el más común y el grupo estándard mejor establecido. Podría ser también, el más efectivo en costo, especialmente en condiciones de ajuste, puesto que los productos son generalmente bajos en costo, simples en diseño y funcionalidad; y no necesitan requerimientos de cableado o instalación especiales asociados con otros estándares. Además, hay mucho más productos disponibles en el mercado que utilizan este estándar hoy en día. Este grupo propone compatibilidad con otros estándares emergentes en el futuro. Los productos actuales no tienen todas las características a desear pero definitivamente tienen un punto de inicio.

2.2 S M A R T H O U S E Este estándar está bajo el desarrollo de Smart House Limited Partnership. E l grupo SHLP, desarrollado como una sucesión de la National Association of Home Builders (NAHB) está principalmente respaldado por la inversión de numerosas constructoras de casas como también por las cuotas de compañías y fabricantes participantes de las utilidades. E l SHLP tiene la distinción de ser el segundo estándar de automatización de casas en llegar al mercado con sus productos. El estándar Smart House está propuesto a ser compatible con el CEBus u otros estándares en el futuro, pero actualmente presenta diferencias significativas. Este estándar utiliza el concepto de producto bajo licencia, con cableado especial, accesorios y equipo necesario para su instalación y su servicio. También requiere instaladores especialmente entrenados y proveedores de servicio para respaldarlo. E l estándar Smart House tiene algunas características fuertes. Con un equipo de constructores de casas, fabricantes y compañías detrás de él, podría tener el más fuerte respaldo. Incluso el gigante comercio Sears se ha unido al grupo Smart House. L a cantidad de investigación y desarrollo que ha involucrado este estándar está sorprendiendo y la línea de productos actuales es de primera clase. Quizás el punto más significativo es el enfoque de integración de sistema, con inteligencia construida dentro de la casa. Esto difiere de otros desabolladores de estándares que están enfocados principalmente en productos especializados y subsistemas que pueden ser añadidos a la casa. En comparación, podría ser similar a que alguien más esté tratando de crear un nuevo tipo de Sistema de Control de una Casa Inteligente 15

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

aparato fantástico de aire acondicionado de ventana mientras que Smart House está tratando de crear un aire acondicionado central. Por supuesto que ambos refrescarán la sala, pero si las características de unidad central no son importantes para uno, las unidades de ventana son más baratas de instalar. Como se mostró en este ejemplo, el estándar Smart House no es barato y está muy enfocado para nuevas casas. Podría ser caro adaptarlo a una casa ya existente. E l Smart House indica que una solución de ajuste efectivo en costo está bajo desarrollo y podría estar disponible comercialmente en 1995. Si se está construyendo una nueva casa y se tiene algo de dinero extra para gastar en lo mejor, el Smart House merece una atención cuidadosa. Pero, si se está tratando de automatizar una casa que fue construida tiempos atrás, se necesitaría esperar un tiempo si se quiere utilizar el estándar Smart House.

2.3 CEBus Este estándar está bajo el desarrollo de un grupo de fabricantes de equipo eléctrico y electrónico que buscan establecer un estándar Norteamericano. Este grupo fue formado y respaldado por la Electronic Industries Association (EIA), que incluye muchos de los fabricantes más grandes de equipo y dispositivos electrónicos. E l estándar propuesto por este grupo está enfocado principalmente en el concepto de "Portadora de Línea de Potencia", donde el control de la automatización está respaldado por el cableado eléctrico existente en la mayoría de las casas de hoy en día. E l grupo intenta también desarrollar y definir estándares para otros conceptos y tecnologías que están naciendo, tales como fibras ópticas en casas y comunicaciones múltiples a través de simples cables, alambres o fibras. Una condición que es particularmente favorable en este grupo es el desarrollo del CEBus como un estándar abierto. Esto quiere decir que cualquier fabricante de aparatos eléctricos y electrónicos podría fabricar productos compatibles de su propia pertenencia. Esto difiere de los estándares con productos bajo licencia, que están definidos como pertenecientes al originador; y que si se quieren desarrollar productos bajo esta licencia se tiene que pagar una cuota por los derechos de autor al originador del estándar. Quizás, las ventajas más significativas que este grupo tiene que ofrecer son el bajo costo potencial y las características de adaptabilidad en medios ambientes ajustables. Puesto que este estándar se está desarrollando para ser usado con el cableado ya existente en las casas, los bajos costos de instalación podrían estimular al consumidor a adoptarlo.

2.4 E C H E L O N Este grupo, formado en 1988, ha diseñado ciertos productos bajo licencia que pueden respaldar a un sistema de automatización de casas. E l enfoque de Echelon en la industria, involucra la producción de algunos computer-on-chips especializados que ellos llaman chips L O N . E l estándar Echelon promociona el uso de sus chips L O N en los productos de otros fabricantes. E l enfoque L O N permite que múltiples dispositivos se M

M

Sistema de Control de una Casa Inteligente 16

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

comuniquen a través de cualquier medio. Muchas de las características de diseño, capacidades, requerimientos y condiciones son paralelas a aquellas bajo desarrollo por la EIA y el CEBus. Las diferencias principales tienen que ver con el lenguaje y el protocolo de comunicación, así como ser producto bajo licencia. Los estándares Echelon son tecnológicamente superiores al X-10 en áreas importantes tales como comunicaciones. Como es un grupo bajo licencia, Echelon no está restringido por muchas de las condiciones que toman efecto en otros y está libre de hacer progresos consistentes. Esto quiere decir que muchos productos especializados podrían estar sólidamente disponibles antes que aquellos que utilicen CEBus u otros estándares, y Echelon podría ganar respaldo significante por esos tiempos. Además, los fabricantes que adopten este estándar tendrían que suscribirse a un concepto cerrado y bajo licencia lo que podría restringir la compatibilidad de sus productos con otros estándares. Además de los estándares señalados, muchos otros fabricantes y grupos extranjeros están intentando desarrollar estándares particulares. Los grupos más importantes son los de D2B, respaldados por los europeos y los británicos, y los de JEIDA (Japanese Electronic Industry Development Association), un grupo japonés. Como el grupo japonés es el más fuerte en el mundo de la electrónica, se presenta a continuación el estándar que proponen más a detalle.

2.5 H O M E BUS S Y S T E M (HBS) El H B S , una modificación del sistema ordinario de C A T V , es un sistema multiplexado por división de frecuencia que utiliza cableado coaxial simple. E l sistema incluye las siguientes dos bandas: la banda base, destinada para señales de control y la broad-band, destinada para señales de información a alta velocidad y para información visual [3]. Con el rápido avance de la microelectrónica en años recientes, ha proliferado el número de aparatos eléctricos inteligentes para casa que usan microprocesadores. E l deseo por el control efectivo y monitoreo de este equipo mediante computadoras personales y similares ha ido creciendo a pesar de que existe incompatibilidad entre las funciones de control para equipos de diferentes fabricantes que están promocionando la automatización de casas. Este hecho ha sido el cuello de botella en la promoción de Automatización de Casas e intenta estandarizar la interfase de varios aparatos eléctricos que se usan en la casa. Por eso, muchos fabricantes de electrónica de consumo, conducidos por un equipo de tres universidades japonesas han llegado a un acuerdo en el plan de estandarización después de dos años de elaboración. Basados en este plan de estandarización, si la interfase es diseñada con LSI (Large Scale Integration) y el costo se reduce de tal forma que se puedan instalar en varios equipos eléctricos del hogar, se instalarían tomas de corriente de información en las paredes cuando la casa sea construida. Así, los residentes podrían lograr el H A (Home Automation) ideal con tan solo adquirir el equipo necesario que sería enchufado a los toma-corrientes de información. Tal equipo podría incluir VCRs, computadoras Sistema de Control de una Casa Inteligente

17

Capítulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

personales, equipo audio-visual, procesador de palabras, aire acondicionado, equipo de seguridad, etc. Este plan de estandarización es apoyado por dieciseis compañías y tres universidades, y su efectividad ha sido probado por experimentos en las casas modelos. 2.5.1

POR QUE AUTOMATIZAR UNA CASA C O N HBS

La figura 2.1 muestra un sistema de información del hogar donde el equipo eléctrico y electrónico es conectado con los requerimientos básicos para tener una vida hogareña más confortable, más segura, más económica, más conveniente y más satisfactoria.

REQUERIMIENTOS BASICOS

SISTEMA FUNCIONAL

MAS CONFORTABLE

SEGURIDAD DE LA CASA

MAS SEGURO

AHORRO DE ENERGIA

MAS ECONOMICO

CONTROL DE LA CASA

MAS CONVENIENTE

MAS SATISFACTORIO

F1G. 2.1

ADMINIST. DOMESTICA

PASATIEMPOS (EDUCACION SALUD, RECREACION)

RELACION ENTRE LOS REQUERIMIENTOS BASICOS DE LA VIDA EN EL HOGAR Y EL SISTEMA FUNCIONAL

E l Grupo de Estudio del HBS clasificó los sistemas de aplicación en los siguientes cuatro sistemas y aún está haciendo estudios en campos relacionados con cada sistema [4]. 1) 2) 3) 4)

Sistema de Información de la Casa. Sistema de Manejo de la Casa. Sistema Audio Visual. Sistema de Seguridad.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 18

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

A fin de realizar la Automatización de Casas, el grupo investigó los medios para estandarizar la interfase LSI [3] y construir el sistema efectivamente. Se ha concluido que el "Home Bus System" es el medio que mejor se ajusta. Muchos experimentos han confirmado su utilidad bajo la configuración que se muestra en la figura 2.2.

Información de la casa

Audio/Video

Home Computer — l/F Personal Computer Videotexto

l/F —

:3¡¡h

I/F l/F

etc.

H O M E

l/F

Zontrolad.de Energía

l/F

VTR Video Disco

etc. Seguridad

B Administración de la casa

TV

U S

l/F

Cerraduras Electron.

l/F

Alarmas

Aire Acondicionado — I/F l/F —{Detector humo/fuego Calent. de Agua Iluminación

l/F — l/F

l/F M Lr l/F —

Cámara Inter-phone

etc. etc. Outlets de información

• FIGURA 2.2

Interfase LSls

CONSTRUCCION DEL HBS

Esta proposición apunta a estandarizar la parte central del sistema home bus e instalar la interfase LSI en equipo eléctrico y electrónico usado en toda casa, de tal forma que lo adopten muchos fabricantes.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 19

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

2.5.2 C A R A C T E R I S T I C A S D E L H B S 1. Puesto que el sistema utiliza solamente un único cable coaxial para la transmisión, el costo de instalación es bajo comparado con aquellos propuestos por otros. 2. Con la existencia de líneas de cable coaxial en la casa, se puede incorporar el sistema con pocas modificaciones. 3. E l sistema permite a los usuarios seleccionar una (o algunas) de las dos bandas del H B S para su uso particular. Así, se puede construir un sistema de bajo costo si se desarrolla un módulo dedicado para usos particulares tales como 'solo para control', 'solo para control de aire acondicionado y ventilación', etc. 4. L a estandarización del HBS permitirá que equipos de una gran variedad de fabricantes puedan ser conectados al bus del sistema para su uso eficiente, de tal forma que se mejore el funcionamiento en costo de todo el sistema. 5. Este sistema es fácilmente conectado a computadoras personales, tele-texto, sistemas de video interactivo, sistemas de redes de información para telefonía digital, etc. cuyos usos extensivos se anticipan en el futuro. 6. Este sistema es un sistema total que incluye no solamente el control de aire acondicionado y ventilación en la casa, sino también, sistemas de control prendido/apagado, sistemas de control de iluminación, sistemas de seguridad, etc. Incluye todas las funciones de otros sistemas propuestos hasta la fecha. 7. E l sistema es suficientemente flexible y adaptable para nuevo equipo que aparecerá en el futuro debido a la expandibilidad de sus terminales. 2.5.3 S I S T E M A H O M E B U S P R O P U E S T O El H B S ofrece un sistema de transmisión de información en las casas. Este sistema incluye las siguientes dos bandas: 1. Banda-base (principalmente para señales de control). 2. Broad-band (principalmente para señales de información de alta velocidad e información visual). Aunque el H B S consiste principalmente de líneas coaxiales en la casa, también puede incorporar fibras ópticas. L a asignación de la banda, una modificación del sistema ordinario de C A T V , se muestra en la figura 2.3. Este plan de asignación está basado en las asignaciones de frecuencias estándares en Japón. En áreas extranjeras como Estados Unidos o Europa, el H B S es aún aplicable sin ninguna modificación para la banda-base y con algunas modificaciones para las dos últimas bandas, la sub-banda y la banda de FM.TV.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capítulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

BROAD-BAND BANDA-BASE

9.6K FIGURA 2-3

SUB-BANDA

10M

BANDA FM-TV

75M

76M

Frecuencia (Hz)

Asignación de Bandas (en Japón)

2.5.4 BANDA BASE En el H B S , la banda base es usada como un canal de transmisión de dos vías para información digital. E l sistema es construido de acuerdo a las siguientes especificaciones, de tal forma que, cada terminal debería tener la misma función [4]. 1) Medio de Transmisión: 2) Máximo número de terminales: 3) Max. longitud de cable: 4) Topología de Red: 5) Datarate: 6) Formato de Transmisión: 7) Sincronización. 8) Nivel de la línea: 9) Lógica de transmisión: 10) Onda de propagación: 11) Paridad: 12) Estructura de byte:

5V

LSB

Cable coaxial (e.g., T V E F C X : 4 C - T V ) . 255 (expandible). 200 metros (para líneas coaxiales ya presentes en una casa). Bus. 9600 Bit/seg. Serial banda-base. Asincrona. 0 a 5 volts. Positiva. NRZ. Paridad par.

MSB

'1'lógico

DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0V bit de inicio

13) Acceso.

^ '0'lógico stop bit vacancia C S M A / C D (Carrier Sense Múltiple Access with Colusión Detection). Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

14) Característica de Transmisión: 15) Estructura del paquete:

Paquete, dos vías. Dos tipos.

1. Data-packet: cuando el bit 4 de C W es T .

r

DATA :

SA DACW 3C

CC

SA: dirección de la fuente (SA=01 a FF) expandióle a 2 bytes cuando SA=3F, 7F, B F ó FF. DA: dirección de destino (DA=00: broadcast). expandible a 2 bytes cuando DA=3F, 7F, B F ó FF. CW: palabra de control. expandible a 2 bytes cuando el bit 7 de C W es T .

DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 I •' 0: CW no expandible 1: CW expandible No Reservado 0: Sin encabezamiento 1: Con encabezamiento Versión Up No. 0: Sin ACK/NAK 1:ConACK/NAK

B C : contador de byte, 1 byte. Data: 1 a 255 bytes. FCC: código de chequeo de trama (check sum), 1 byte.

2. Command-packet: cuando el bit 4 de C W es'0'.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

DATA

/

\

•—S—i CMC

CMC

SA DA DW BC HD 1 OP1

n —

El primero

t

t

OPn FCC

—

El n-th

C M D : comando. OP: operando. SA, DA, CW, B C , FCC: igual que para el data-packet. Data: E l primer byte es el encabezado. De ahí, es posible el control de una secuencia continua de hasta un máximo de 255 bytes con comando y operación no pareada o con comando solamente. Dependiendo del tipo de encabezado, se puede usar un comando perteneciente al fabricante. 16) Detección de error: 17) Prioridad de paquete: 18) Detección de colisión.

Paridad y FCC. 4 niveles. Verificación de bit para cada periodo de bit.

2.5.5 BROAD-BANDA (SUB-BANDA Y BANDA FM.TV) Esta banda es usada para transmisión de dos vías de señales análogas y digitales de alta velocidad, y también incluye señales de video [5]. 1) Medio de transmisión: 2) Impedancia del cable: 3) Número de terminales: 4) Max. longitud del cable: 5) Alambrado: 6) Control de Canal:

Cable coaxial (e.g., T V E F C X : 4 C - T V ) . 75 ohms. Max. 16 (sujetos al número de splitters o distribuidores). 200 metros. Usa splitters y distribuidores como el sistema de C A T V ordinario. Por control de banda-base.

L a asignación de estas bandas se muestra en la figura 2.4.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

23

Capítulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

Frecuencia (Hz) Or— Banda-Base 9.6K 10M 11M 19M 30M 36M Sub-Banda

R

42M 48M 60M 66M

Inter-phone Audio Data de audio digital a alta velocidad Canal SB1 VTR Canal SB2 Canal SB3 Video Disco Audio

n

75M

Canal SB4 Cámara N Audio

Banda-FM V

90M VHF canales 1 a 3, 4 a 12 UHF canales 13 a 62

" Á Banda-TV 1

770M —

V FIG. 2.4

ASIGNACION DE FRECUENCIAS EN JAPON

2.5.6 EJEMPLO DE APLICACION DEL H B S [6] Asumiendo una casa de dos pisos que incluye sala de star, living, cocina y cuatro dormitorios, el grupo del H B S diseñó un prototipo experimental de H B S para acomodar una variedad de aplicaciones, y varios puntos básicos del sistema que han sido reunidos para la investigación. Se han desarrollado a través de experimentos, interfases de L S I estandarizados para el control de banda-base y toma-corrientes para piezas separadas de información provistas en la broad-band. Las señales para/desde cada sistema son transmitidos a través de la línea coaxial instalada en la casa. E l grupo del HBS construyó un prototipo para el módulo de interfase de la línea coaxial que transmite/recibe señales digitales, confirmándose su versatilidad. L a figura 2.5 ejemplifica la construcción del HBS. Sistema de Control de una Casa Inteligente

24

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

2.5.7 ORGANISMOS Y EMPRESAS PARTICIPANTES E l estándar H B S propuesto, fue realizado por el Grupo de Estudio del H B S . E l grupo fue organizado por el Centro de Desarrollo de Industrias Electrónicas Kansai (K.E.C) con la participación y la cooperación de las siguientes compañías e instituciones: Sanyo Electric Co. Ltd., Sharp Corporation, D X Antenna Co. Ltd., Nippon Gakki Co. Ltd., Matsushita Electric Industrial Co. Ltd., Matsushita Electric Works Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Namekawa Laboratory en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Osaka y el Instituto de Tecnología Fukuoka [7].

Sistema de Control de una Casa Inteligente

25

Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

2.6 V E N T A J A S Y D E S V E N T A J A S D E ESTOS E S T A N D A R E S

X-10 DESVENTAJAS

VENTAJAS

• • • • • • • •

Utiliza el cableado eléctrico de la casa. No requiere cableado o instalaciones especiales. Es el más efectivo en costo. Simple en diseño y funcionalidad. Mayor cantidad de productos en el mercado. Considerado el estándar "defacto". Se instala en casas viejas y nuevas. Futura compatibilidad con otros estándares.

• • • • •

Susceptible a interferencias o ruidos en el cableado eléctrico de la casa. La mayoría de los productos no se comunican en dos vias. No provee características de distribución de señales de audio/video. Limitaciones de comunicación. Se limita a funciones de prendido/apagado y control de intensidad luminosa.

SMART HOUSE VENTAJAS • • • •

DESVENTAJAS

Utiliza el enfoque de Integración de Sistema. Inteligencia construida dentro de la casa. Linea de productos de primera clase. Gran cantidad de investigación y desarrollo.

• • • • •

Producto bajo licencia. Requiere cableado especial, accesorios y equipo necesario para su instalación y servicio. Se requieren instaladores y proveedores de servicios especializados. Orientado a nuevas construcciones. Caro.

CEBus VENTAJAS • • • • • •

Respaldado por los fabricantes más grandes • de equipo y dispositivos electrónicos. Utiliza el concepto de "Portadora de Linea de • Potencia" (con el uso de cableado eléctrico • existente en toda casa). Pretende utilizar tecnología de fibras ópticas y comunicaciones múltiples. Es Estándar Abierto. Bajo costo. Características de adaptabilidad.

DESVENTAJAS Aún no se termina de fijar completamente el estándar por ser un estándar nuevo. Productos aún no disponibles en el mercado. Es el menos conocido por el consumidor.

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Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

ECHELON VENTAJAS • • • •

DESVENTAJAS

Utiliza computer-on-chips especializados en los aparatos y dispositivos electrónicos (llamados LONs). Permite la comunicación de múltiples dispositivos a través de cualquier medio. Características, capacidades y requerimientos similares a las de CEBus. Estándar superior a X-10 en el área de comunicaciones.

• • • •

Productos bajo licencia. Estándar en recientes inicios. Pocos productos disponibles en el mercado. Limita la compatibilidad de sus productos con otros estándares.

HOME BUS SYSTEM VENTAJAS • • • • •

DESVENTAJAS

Es un sistema multiplexado en frecuencia que • Requiere la conexión de cable coaxial usa cable coaxial simple. alrededor de toda la casa. Especializado en comunicación de • Relativamente caro. información y señales de audio/video. • Requiere la instalación de interfases con el bus en el equipo eléctrico y electrónico a Respaldado por las empresas japonesas más controlar. conocidas en el ramo de la electrónica. Incluye todas las funciones de otros sistemas propuestos hasta la fecha. Facilidad de conexión a computadoras personales, tele-texto, sistemas de redes de información de telefonía digital, etc.

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Capitulo 2. Grupos y Estándares de Automatización de Casas

2.7 R E F E R E N C I A S BIBLIOGRAFICAS [1]

Gaddis, Understanding & Installing Home Systems, Second edition, 1991, Printed in Oklahoma City, Oklahoma.

[2]

B . OT^eal Jr., "The Residential Power Circuit as a Communication Médium", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32, No 3, August 1986, pp. 567576.

[3]

Murata, T. Namekawa and R. Hamabe, " A Proposal for Standardization of Home Bus System for Home Automation", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-29, No 4, November 1983, pp. 524-530.

[4]

Hamabe, M . Murata and T. Namekawa, " A Revised New Proposal for Standardization of Home Bus System for Home Automation", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32, No 1, February 1986, pp. 1-8.

[5]

Hamabe, M . Murata and T. Namekawa, "Home Bus System Interface LSI and its Standard Protocol Example", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32, No 1, February 1986, pp. 9-19.

[6]

Hatori, K . Mokuno, K . Iida, R. Ochiai and T. Horie, "Home Informatization and Standardization of Home Bus", IEEE Transactions on Consumer Electronics, V o l . CE-32, No 3, August 1986, pp. 542-549.

[7]

Yoshitoshi, N . Ayugase and S. Harada, "Proposed Interface specifications for Home Bus", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32, No 3, August 1986, pp. 550-557.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 28

3 FILOSOFIAS DE AUTOMATIZACION DE CASAS

Con el fin de entender mejor la automatización de casas y los varios estándares que se proponen, se deben considerar las filosofías que se han desarrollado. En estos momentos, hay una división de filosofía que tiene que ver con la forma en que la automatización de casas debiera ser controlada, existiendo varios grupos que están compitiendo dentro de esta división. Estas filosofías son inteligencia centralizada e inteligencia distribuida [1]. Alguna gente considera que los sistemas de automatización de casas ya sea inteligencia centralizada o inteligencia distribuida se respaldan solas. Por supuesto que los productos que están disponibles hoy en día en el mercado no están diseñados adecuadamente como para tomar ventaja de ambos conceptos.

3.1 I N T E L I G E N C I A C E N T R A L I Z A D A L a inteligencia centralizada es un concepto que utiliza un solo controlador externo para operar múltiples dispositivos que están relacionados entre sí. Este controlador podría resultar caro, dependiendo de las posibilidades y capacidades que éste ofrezca. L a principal ventaja de un controlador centralizado es su habilidad de automatizar productos y equipo no inteligente. Por ejemplo, se puede enchufar un preparador de café estándar al sistema, y el controlador puede prenderlo o apagarlo en tiempos preprogramados, aún cuando el aparato por si mismo no tenga un timer u otro controlador electrónico. Las principales desventajas de la inteligencia centralizada en modo stand-alone son el costo del controlador y la vulnerabilidad del sistema [2]. Si el controlador falla, no solamente el café no estará listo en la mañana, sino también el calentador de agua, el aire acondicionado y cualquier otro equipo que esté conectado al sistema.

3.2 I N T E L I G E N C I A DISTRIBUIDA L a inteligencia distribuida utiliza microprocesadores instalados dentro del producto. Con esta condición, cada aparato o dispositivo tiene su propia inteligencia y no depende de fuentes externas para llevar a cabo su automatización. Un ejemplo de esto es el V C R que puede ser programado independientemente para grabar un programa durante la ausencia del usuario. Un preparador de café que utiliza inteligencia distribuida podría tener su propio microprocesador y podría ser programado independientemente para operar Sistema de Control de una Casa Inteligente 30

Capiculo 3. Filosofías de Automatización de Casas

a un tiempo prefijado. Ambos aparatos podrían operar mientras sean programados, sin importar si algún otro equipo en la casa se descomponga. Una de las principales ventajas es la independencia que cada dispositivo podría mantener. Si algún dispositivo falla, no afecta al resto del sistema. Cada fabricante puede desarrollar su producto para máxima operación sin control externo, y el consumidor no está limitado a los productos que han sido diseñados específicamente para un controlador particular o a un controlador específico diseñado para un producto particular. Entre la desventaja principal de una inteligencia distribuida está la necesidad de adquirir equipo nuevo. A fin de adquirir las últimas características y funciones que se desean, se tienen que reemplazar los aparatos y equipo actuales por modelos más nuevos y más inteligentes. Mientras muchos productos existentes podrían ser adaptables a través de algún controlador externo, la mayoría del equipo podría simplemente ser reemplazado por productos inteligentes.

3.3 INTELIGENCIA CENTRALIZADA vs. INTELIGENCIA DISTRIBUIDA Una ventaja que la inteligencia centralizada tiene sobre la inteligencia distribuida es que tiene capacidades superiores de memoria y procesamiento. Un controlador central típico podría tener mucha más capacidad de memoria y procesamiento que un típico dispositivo inteligente distribuido. Esto quiere decir, que el controlador centralizado tiene la habilidad de reunir y diagnosticar grandes cantidades de información, y proveer características de "inteligencia artificial" que no podrían ser posibles en muchos dispositivos inteligentes distribuidos. Por ejemplo, un simple termóstato podría prender el aire acondicionado cuando la casa se caliente, o podría ser programado para ajustarse automáticamente a ciertas horas del día. Por otra parte, el controlador central podría obtener información de sensores internos y externos, estado del tiempo, intensidad de luz solar, hora del día, etc, que podrían ser utilizados para abrir o cerrar cortinas o ventanas en vez de prender el aire acondicionado. Analizando grandes cantidades de información, el controlador puede "aprender" cuando ciertas condiciones parecen ocurrir de tal forma que pueda hacer sus propios ajustes de procedimientos y condiciones de operación. A medida que los costos de los chips de memoria electrónicos sigan disminuyendo, algún día los fabricantes podrían llegar a insertar cientos de megabytes de memoria dentro de productos como las simples tostadoras por solamente algunos dólares [3]. Quizás asi se podrían tener realmente tostadoras inteligentes. Pero a quien le importa? L o único que nos interesa por nuestro dinero es una tostadora que sea lo suficientemente inteligente como para tostar un pan y que tenga los mismos sentimientos que la mayoría de los otros dispositivos. Pero, ¿Por qué se necesita incluso automatizar la casa con dispositivos como las tostadoras? L a respuesta para la mayoría de nosotros sería que no lo necesitamos, pero lo queremos. Que pasaría si se está en el baño y se huele que el pan se está quemando? Si Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 3. Filosofías de Automatización de Casas

fuera conveniente, se correría a la cocina y se apagaría la tostadora; o sino se dejaría que el pan se quemara. ¿ No sería más conveniente si se le podría decir que se apagara por sí misma, sin necesidad de salir del baño? Asi quizás, haya una razón para automatizar algo tan simple como una tostadora. Pero, ¿Como se podría hacer esto? Con inteligencia centralizada, se tiene algún grado de control sobre el dispositivo, incluso si el dispositivo es tonto por sí mismo. E l controlador puede prender o apagar la tostadora controlando el receptáculo donde la misma está enchufada. Con inteligencia distribuida, la tostadora podría tener suficiente de su propia inteligencia para enviar y recibir comandos y podría prenderse o apagarse por sí misma. Ambas formas podrían trabajar adecuadamente. E l estándar Smart House tiene capacidad de inteligencia centralizada, de tal forma que no se necesita gastar mucho dinero en nuevos aparatos, pero se necesita una nueva casa para que estos viejos aparatos sean más inteligentes. Por otra parte, el CEBus tiene capacidad de inteligencia distribuida, lo que quiere decir que no se necesitaría comprar una nueva casa, pero se necesitaría comprar nuevos aparatos electrónicos. Echelon es un fabricante de chips. Ellos ganan dinero cuando los fabricantes de aparatos electrónicos usan sus chips en nuevos productos. Como se puede ver, Echelon soportaría la inteligencia distribuida. Luego ahí está el estándar X-10. Ahora se tiene un grupo con un punto de vista interesante. Ellos venden sus módulos a casas viejas y nuevas, además, éstos son utilizados con aparatos viejos y nuevos. A ellos no parece importarles que forma elijan. Mientras los otros están compitiendo sobre estándares y conceptos, X-10 simplemente sigue vendiendo sus módulos y desarrollando otro nuevos. Por supuesto que X-10 fue desarrollado en 1978 y aún está utilizando la misma tecnología. Asi que, ¿Cuál de estos estándares ganará? Hay gente que pagaría millones por saber la respuesta. Se sospecha que todos ellos serán exitosos y que ninguno ganará. L a inteligencia distribuida ya está aquí, está aquí para quedarse y está creciendo. Los fabricantes van a construir aparatos inteligentes, y ellos debieran hacerlo. Si la gente va a pagar una lavadora que pueda ser programada para lavar durante la media noche, el fabricante lo construirá. Puesto que no todos tenemos el mismo tipo de controlador, el fabricante no tiene que hacer el producto dependiente de un controlador externo. Por otra parte, si se tiene un calentador de agua que se apaga tarde en la noche para ahorrar energía, se podría necesitarlo para calentar el agua que será utilizado por la lavadora en la media noche. Con una pequeña cantidad de inteligencia, se puede indicar al calentador de agua que se prenda a una hora designada la cual se puede calcular basada en el tiempo que se estableció para que la lavadora se prenda.

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Capitulo 3. Filosofías de Automatización de Casas

Si el calentador de agua tuviera suficiente inteligencia, podría ser capaz de comunicarse con la lavadora. Entonces, si la lavadora tuviera más inteligencia, podría ser capaz de enviar un comando al calentador de agua y decirle a que hora activarse en la noche de tal forma que todo trabaje perfectamente. De esta forma, la inteligencia distribuida podría operar. Ahora se instala un calentador de agua solar en el techo. Con un poco más de inteligencia, se podría enseñar a la lavadora que pida agua caliente de los paneles solares durante el día y del calentador de agua durante la noche. Luego, añadiendo inteligencia artificial, la lavadora podría saber a que hora sale y se oculta el sol, que temperatura externa se tiene, como reconocer la voz del usuario y como hablarle con oraciones lógicas y claras. Aún así, la inteligencia distribuida trabaja perfectamente, pero la pregunta es si realmente se necesita tanta inteligencia en una máquina lavadora? Con toda esa inteligencia, que pasa si uno se va de vacaciones y le dice a la secadora de ropa que no funcione durante todo ese tiempo. Previamente se le dijo a la lavadora de ropa que se prendiera a media noche. ¿ La secadora escuchará a la lavadora y se prenderá a media noche o la lavadora escuchará a la secadora y se apagará durante toda la vacación? ¿ O uno tendría que tomar cartas en el asunto y re-programar todos los dispositivos al mismo tiempo? No importa que tanta inteligencia se añada a los aparatos, ellos necesitan estar organizados por un líder, como la gente. Con inteligencia centralizada, no solamente se puede obtener esa organización y liderazgo, sino que también se puede concentrar el costo y los efectos de un ingenio de inteligencia artificial en un solo paquete que podría proveer beneficios para todos los aparatos y dispositivos. Además, se puede garantizar que un simple dispositivo que es diseñado adecuadamente para recolectar y procesar información será más capaz de actuar inteligentemente que cualquier otro dispositivo independiente que se vale de sus propios recursos para realizar una función especifica. Muchos expertos en el ramo están de acuerdo que el último estándar emergente utilizará tanto inteligencia centralizada como distribuida. Esto quiere decir que cada dispositivo o producto instalado al sistema podría ser inteligente, y podría controlar sus propias operaciones siempre que sea pre-programado. A l mismo tiempo, un controlador central podría estar monitoreando los dispositivos, analizando información, y programando automáticamente ajustes a los dispositivos, basado en datos asimilados. De esta forma, el controlador central podría cambiar los comandos programados estándares de los dispositivos por otros que causen el cambio de sus operaciones.

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Capitulo 3. Filosofías de Automatización de Casas

3.4 R E F E R E N C I A S BIBLIOGRAFICAS

[1]

D. Gaddis, Understanding & Installing Home Systems, Second Edition, 1991, Printed in Oklahoma City, Oklahoma.

[2]

M . Fischetti, J. Horgan and P. Wallich, "The Superstructura: Designing for HighTech", IEEE Spectrum, May 1985, pp. 36-40.

[3]

Special Issue, " A History of Consumer Electronics Commemorating a Century of Eléctrica! Progress", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-30, No 2, May 1984.

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4 TECNOLOGIAS EN UNA AUTOMATIZACION DE CASAS

En esta sección se da una síntesis de los conceptos teóricos que abarcan varias tecnologías disponibles actualmente en la automatización de casas. Estas tecnologías se aplican en los controladores, en los medios de comunicación, en los dispositivos sensores, en los dispositivos transmisores y receptores así como en los dispositivos controlados.

4.1 P O R T A D O R A D E L I N E A D E P O T E N C I A (POWER L I N E CARRIER) Uno de los conceptos tecnológicos más interesantes está basado en un diseño conocido como Portadora de Linea de Potencia {Power Line Carrier) [3J. Este diseño no requiere de costos significantes ni cambios al cableado eléctrico ya existente en las casas. Además, combina el medio de control con la fíjente de alimentación, así que, una simple conexión puede servir para ambos propósitos. E l principio del concepto portadora de linea de potencia es simple. Con el uso de la linea de potencia de 60 H z existente, como la que se tiene dentro de la mayoría de las casas, se puede extraer una pequeña cantidad de potencia, luego "modularla", o cambiarla a frecuencias más altas y sobreponerla de regreso en la corriente utilizada en la casa. En el otro extremo del cableado, se sintoniza un receptor para sensar las modulaciones de alta frecuencia el cual puede ser programado para llevar a cabo alguna tarea en respuesta a ciertas señales recibidas. Esto nos da la habilidad de enviar y recibir señales entre varios dispositivos que están conectados al cableado eléctrico de la casa.

4.1.1 PROBLEMAS DE LA PORTADORA DE LINEA DE POTENCIA Hay muchos problemas con la portadora de línea de potencia. Primero, la línea de potencia no filtrada está sujeta a condiciones que comúnmente son referidas como "ruido". Este ruido consiste básicamente de señales indeseadas que están presentes en la misma línea de potencia con las señales deseadas. Muchas fuentes pueden generar ruido en la línea de potencia (ver apéndice III), aunque incluso muchas de ellas no están conectadas a la misma línea. E l cableado eléctrico estándar de una casa no está blindado y puede recoger algunos tipos de ruido como lo haría una antena. E l cableado es afectado también por intercoms inalámbricos, motores eléctricos, luces fluorescentes y cualquier otro dispositivo que crea un campo eléctrico significante mientras está operando. Debido a ésto y a las características de las lineas de potencia estándares, la cantidad de información que puede ser transmitida limpiamente es limitada. Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capítulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

En las tecnologías del tipo X-10, la transmisión de información es lenta y el tiempo de respuesta es afectado notablemente. Si las velocidades de transmisión usadas con esta tecnología fueran aceleradas paulatinamente, el ruido podría incrementar las razones de error a niveles inaceptables. En los estándares propuestos por CEBus y Echelon, ciertos cambios podrían hacer posible mayores velocidades sin pérdida substancial a causa del ruido. Aún así, estas velocidades de transmisión quedan cortas comparadas con las que se transmiten en cable Iwisíed-pair, coaxial u otro concepto de cableado. La alta velocidad es más importante en transmisiones de información, video y otros usos que involucran alta frecuencia. En tales casos, la pérdida de algunos caracteres podría distorsionar o alterar los resultados deseados. Incluso, en las transmisiones de audio donde la transmisión a bajas frecuencias es aceptable, la transmisión recibida podría estar sujeta a una notable distorsión. Con los productos X-10 y CEBus propuestos, los productos trabajan con ráfagas más grandes, o paquetes de señales (digital), al contrarío de la transmisión continua a alta velocidad (análoga). E l receptor identifica caracteres tratando a cada ráfaga como un byte o un carácter. Cualquier pico pequeño de energía o ruido que se pueda producir, está dentro o fuera de la ráfaga. Esto no produce ningún efecto al receptor al menos que éste esté a la misma frecuencia y sincronización con una ráfaga regular.

4.1.2 PRINCIPIO TEORICO La figura 4-1 ilustra la teoría de transmisión usada en el concepto X-10. L a señal X-10 involucra una serie de pulsos o ráfagas de 120 K H z con una duración de 1 ms en el punto de cruce por cero del voltaje de la línea de potencia de 60 Hz. L a ráfaga transmitida es una señal de 5 volts. L a presencia de una ráfaga de 120 K H z representa el binario 1, mientras que su ausencia representa el binario 0 [4] (para más detalles ver Apéndice I y Capítulo 11).

Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

Las ráfagas de alta frecuencia son enviadas por la línea de potencia y son recibidas por los módulos receptores que los decodifican. Los módulos receptores empiezan a escuchar a la línea de A C buscando una secuencia de bits cuando detectan el cruce por cero. E l concepto propuesto por CEBus usa un método referido como espectro expandido (spread spectrum). En este método, la frecuencia de transmisión es alterada a lo largo de un rango de frecuencias durante cada ráfaga. E l estándar CEBus involucra ráfagas que empiezan en 100 K H z y aumentan linealmente hasta 400 K H z en el lapso de 100 microsegundos. L a transmisión puede ser continua y no necesita estar sincronizada con el cruce por cero de la linea de potencia. Estas transmisiones cambian entre on y off, a las cuales se les denomina estados "superior" e "inferior". Ver figura 4-2. Con este estándar, no es la presencia o ausencia de señal la que determina el carácter, sino la longitud de tiempo que cada ráfaga permanece en el mismo estado. Un estado superior o inferior de 100 microsegundos representa el Binario 1. Un estado superior o inferior de 200 microsegundos representa el Binario 0. E l código de "fin de trama" es representado por un estado de 300 microsegundos. Un código de "fin de paquete" es representado por un estado de 400 microsegundos.

Superior

Inferior

Superior

Inferior

200 useg 100 useg 1

200 useg 1

0

0

Figura 4-2 Frecuencia Expandida

E l concepto problemas de ruido, CEBus permite que segundo, comparado

4.2

de espectro expandido hace de esta transmisión más resistente a permitiendo aún velocidades de transmisión elevadas. E l estándar el cableado de la línea de potencia soporte hasta 10,000 bits por con los 60 bits por segundo de la tecnología X-10.

COAXIAL

E l cable coaxial está especialmente diseñado para ser utilizado a altas velocidades, altas frecuencias y largas distancias de transmisión de señales de bajo voltaje. Este es el cable usado por las compañías de T V por cable y las redes de computadoras debido a sus Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

características de inmunidad al ruido. E l diseño del cable incorpora un conductor simple que está encapsulado en una tejido tubular de cables trenzados. Ver figura 4-3.

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•_ I®

oro nGgi (

•

Figura 4-3 Cable Coaxial

E l principio de un cable coaxial es simple. A bajas frecuencias, las líneas de potencia o cableado estándar no se comportan como buenas antenas. Pero a muy altas frecuencias (VHF) y ultra altas frecuencias (UHF), estos cables se comportan como buenas antenas. En los cables coaxiales, el tejido tubular está aterrizado. Esto tiene como fin absorber corrientes y campos indeseados presentes y proteger al conductor principal de captarlos como lo haría una antena. El cable coaxial se usa principalmente para audio/video o transmisiones de información a alta velocidad. No es diseñado para transmitir potencia eléctrica, pero provee superiores funciones en transmisiones de señales de información fuertemente cableadas. Algunos expertos creen que las futuras transmisiones de información serán por medio de Radio Frecuencia (RF), fibras ópticas o infrarrojo, pero esto podría ocurrir de aquí a un buen tiempo, mientras tanto, el cable coaxial seguirá siendo el estándar para la mayoría de los dispositivos de comunicación. L a presentación del cable coaxial viene en varias formas que son clasificadas de acuerdo al tamaño y a sus características. Los tipos más populares que se se usarán en la casa son conocidos como R G - 5 9 y R G - 6 . A primera vista, podría parecer que son los mismos, pero una comparación más detallada revela que hay cierta diferencia entre ellos que hace que sean utilizados con diferentes accesorios. En general, las compañías de T V por cable usan el menos caro que es el R G - S 9 , el cual es satisfactorio para las transmisiones de señales de cable de audio/video estándares. Sin embargo, cuando el R G - 5 9 es usado a altas frecuencias presenta pérdidas de señales más altas que el RG-6. Si se está instalando el cableado para su uso posterior en CEBus o Echelon, se debería usar al menos un cableado RG-6. Tradicionalmente, la instalación del cable coaxial por las compañías de cable suministra una simple salida eléctrica en los cuartos donde se planea tener el televisor. Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas UsuaJmente, es un cable del tipo RG-S9, el cual es dividido a localizaciones separadas por splitters de dos, tres o cuatro vías. Hoy en día, esto podría ser satisfactorio en la planificación de una automatización de casas debido a que mucho del equipo propuesto que requiere un segundo cable (el de regreso) no está disponible aún. De hecho, aún no se necesita un cable coaxial para que funcione una automatización de casas. Pero si se quiere una distribución completa en la casa de muchos canales de T V y radio disponibles hoy en día, este tipo de cableado sería la mejor opción.

4.3 B A J O V O L T A J E Muchos productos requieren una pequeña cantidad de energía y/o algunas capacidades de transmisión de información a baja frecuencia. Esto incluye a productos tales como teléfonos, termóstatos, sistemas de seguridad, bocinas, intercoms y otros. Los requerimientos de energía de estos productos son menores que otros dispositivos como focos incandescentes, refrigeradores, máquinas de lavar, etc. A menudo, éstos son diseñados para operar con una corriente pequeña de D C , de 5 a 24 volts. Para alimentar a estos productos, se usa el cableado de bajo voltaje. E l cableado de bajo voltaje puede ser caracterizado como una trenza de hilos sólidos, individuales, de diámetro pequeño con aislamiento de colores. E l alambre de cobre tiene las dimensiones más comunes entre el calibre 22 y el calibre 26, aunque se tienen disponibles también otros tamaños. Es usado, principalmente, cuando se requiere pasar bajo voltaje de un punto a otro. Por supuesto que una vez instalado, se podría usar adecuadamente como medio de comunicación. Como la portadora de línea de potencia, este cable podría suministrar la alimentación para la operación de un dispositivo y además suministrar comunicación entre dispositivos al mismo tiempo. L a principal diferencia es la cantidad de potencia que los dispositivos deben consumir. L a compañía de teléfonos lo ha estado usando de esa forma por un largo tiempo. L a gente en Smart House, CEBus y otros creen que algún día mucho más productos seguirán esta dirección. E l cableado de bajo voltaje comúnmente viene como pares aislados de alambres envueltos. A este cableado usualmente se refiere como "twisted-pair". Los twistedpairs vienen en una variedad de tipos. Este cableado puede venir desde un par de cables hasta cientos de pares abultados en un solo cable. E l cable puede ser apantallado o no apantallado. Los cables apantallados tienen una laminilla envuelta alrededor de ellas, que aterriza las señales y previene de algunos efectos de antena similares al diseño de los cables coaxiales. Los cables no apantallados no tienen la laminilla envuelta y pueden estar sujetos a algunos efectos de antena bajo ciertas condiciones. E l cable podría estar también balanceado o desbalanceado. Cable balanceado se refiere a que se tiene la misma cantidad de corriente circulando en ambos sentidos del par. E l cable desbalanceado tiene una señal más grande de corriente en uno de los pares que en el otro. Se prefiere los twisted pair que están balanceados y apantallados. Algunas de las aplicaciones del cableado twisted-pair se dan en los termóstatos y sistemas de seguridad que no requieren de cable apantallado. Estas aplicaciones usan principalmente estos alambres para cerrar un circuito de potencia de bajo voltaje y la Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

recepción de señales externas no afecta la operación. E l teléfono y la transmisión de información por medio de twisíedpair se da en baja frecuencia de tal forma que el ruido no es un problema significativo, y el cable no apantallado podría ser adecuado. Los usos futuros para este tipo de cableado podrían requerir que esté apantallado, pero actualmente se asume que el cable coaxial puede ser usado para aquellos propósitos.

4.4

RADIOFRECUENCIA

Un concepto que tiene un buen potencial para la automatización de casas involucra señales de radio frecuencia, o RF, para abreviar. L a R F es un buen medio para la transmisión de señales de alta frecuencia, tales como audio/video, información, comunicación y dispositivos de control. Su principal característica es el costo de instalación. Puesto que no requiere la instalación de ningún cableado especial en la casa, puede cumplir con muchos objetivos de automatización de una manera efectiva en costo. También, puesto que las ondas de sonido pueden penetrar las paredes, no requiere de un sitio de linea o tener las mismas condiciones de sala entre transmisores y receptores. L a principal desventaja es su requerimiento de fuente de alimentación, problemas de ruido y problemas de privacidad. Un creciente número de productos utilizan la RF como un medio de transmisión. Teléfonos inalámbricos, algunos sistemas de seguridad, transmisores de audio/video y controles de R F son algunos ejemplos [1]. Algunos de estos dispositivos pueden ser conectados a la línea de potencia para suministrar sus propios requerimientos de energía, pero se pueden comunicar entre módulos asociados por señales de RF. Las transmisiones de R F pueden evitar problemas de ruido e interferencia que podrían ser generados si los productos estuvieran utilizando la línea de potencia u otro cableado sin la necesidad de instalar un cableado dedicado especial. Las señales de R F no son lo suficientemente fuertes como para proveer una fuente de alimentación a la mayoría de los receptores, y aún los receptores deben ser conectados a otra fuente de alimentación. Con el fin de cumplir con los requerimientos de la F C C (Federal Communications Commission), los transmisores deben ser también de baja potencia, lo que quiere decir que no es posible una buena recepción de señales desde todas las localizaciones de la casa. El problema de privacía está basado bajo el hecho de que un receptor situado fuera de la casa podría captar transmisiones generadas en el sistema de la casa. U n transmisor ubicado fuera de la casa también podría afectar a los receptores que se tienen en el sistema de la casa. Los sistemas de seguridad de R F pueden ser saboteados desde fuera de la casa. Los conceptos de CEBus para R F proponen un alto grado de privacía, pero incluso aquellos podrían ser más fáciles de accesar que conectándose al cableado instalado dentro de la casa. E l concepto de R F podría ser una buena elección para teléfonos inalámbricos y controles remotos. Para sistemas de seguridad, éste ofrece protección de todo excepto de Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

los intrusos más expertos y equipados, pero es una buena solución si la reducción de presupuesto es importante. Para equipo de audio y video, la RF provee una buena calidad en medios ambientes protegidos de las interferencias. Para la mayoría de otras aplicaciones, aún no es adecuado y no muchos productos usan este medio actualmente. Una de las razones por la que la gente utiliza dispositivos de R F es evitar la necesidad de tender cableado especial. L a mayor queja que se tiene con los dispositivos de R F es la de las baterías. Algunos sistemas de seguridad son diseñados para alertar al usuario que las baterías están fallando, pero los sistemas no pueden cambiar sus propias baterías y no funcionarán hasta que uno lo haga. Si se está planeando usar mucho de R F para ahorrarse el costo de cableado, aún se tiene que tener costo de mantenimiento de baterías. En aplicaciones donde el presupuesto es más importante que la operación pico, la R F trabaja perfectamente. Desde el punto de vista operacional, los sistemas de automatización de casas, actualmente, podrían estar mejor adecuados al uso de controles remotos manuales y quizás teléfonos inalámbricos. Con controles remotos de RF disponibles, las funciones de RF son usadas para enviar señales desde la unidad manual al receptor que está enchufado a un toma-corriente estándar. Luego, el receptor re-transmite los comandos a través del cableado existente en la casa a otros switches y módulos.

4.5 I N F R A R R O J O L a tecnología infrarroja involucra el uso de luz como medio de transmisión para numerosos propósitos. En términos simples, las ondas de luz que están debajo del umbral de la vista humana pueden ser moduladas a muy altas frecuencias [2]. Aunque los ojos no pueden detectar la luz, un receptor que está sintonizado a esas frecuencias puede detectar la luz y cualquier modulación que esté ocurriendo. El infrarrojo es la tecnología usada en la mayoría de los controles remotos para televisión y audio/video hoy en día. En los sistemas de seguridad, como en los sensores de luz, un detector infrarrojo puede ser utilizado para detectar gente. Esto ocurre porque el cuerpo humano está constantemente irradiando energía en forma de calor. L a principal ventaja del infrarrojo es que es posible obtener transmisiones a altas frecuencias con velocidades de información altas, sin casi ninguna distorsión o susceptibilidad al ruido. Algunos expertos creen que en el futuro muchos de los requerimientos de información de audio, video y otros equipos serán del tipo infrarrojo. Las desventajas de este medio incluyen los requerimientos de fuente de alimentación. Otra desventaja es la direccionalidad y los requerimientos de posición de la linea. Puesto que la energía infrarroja no penetra las paredes ni da vuelta a las esquinas, el receptor debe estar apuntando directamente a la fuente de energía. Esto quiere decir que si se quieren utilizar controles remotos infrarrojos, se tendrá que terminar instalando Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

receptores en cada cuarto donde se los quiera utilizar. Luego, se tendrán que apuntar los transmisores remotos a los receptores para que trabajen adecuadamente. A pesar de los controles remotos, el infrarrojo podría ser la mejor solución. Como una alternativa de más bajo costo, hay productos que utilizan controles remotos de R F y un receptor de RF que puede re-transmitir señales infrarrojas. Este receptor puede ser colocado entre equipo estándar controlado por infrarrojo y actuar como un puente, permitiendo que los controles infrarrojos sean afectados desde cualquier parte de la casa. E l infrarrojo podría y quizás algún dia sea utilizado para otras aplicaciones que no sean controles remotos y detección de movimiento. Pero hoy en día, no hay otros productos comunes que usen la tecnología infrarroja en la casa.

4.6 FIBRAS OPTICAS Las fibras ópticas han sido un tópico caliente por muchos años. Fácilmente podrían adaptarse a transmisiones de información y comunicaciones en una automatización de casas. La tecnología de fibras ópticas involucra la transmisión de información mediante la luz, la cual es conducida a través de fibras de vidrio del grosor de un pelo. Debido a la naturaleza de la luz y a su alta velocidad, se podrían poner increíbles cantidades de información, comunicaciones, control y otros usos en una simple fibra, simultáneamente. Estas comunicaciones pueden ser transmitidas a largas distancias con poca pérdida y distorsión. Las fibras ópticas pueden proveer también privacidad, puesto que un intruso tendría que enlazarse físicamente a la fibra a fin de interceptar o interferir en una transmisión. Esta puede doblar esquinas o ir a donde sea que se instale la fibra [3]. Un estándar para las fibras ópticas está actualmente bajo desarrollo, el cual es conocido como Broadband Integrated Services Digital Network, o BISDN. Mientras que aún no se han explorado todas las capacidades de las fibras ópticas, los estándares presentes incluyen velocidades de transmisión tan altos como 1.5 Megabits por segundo. Comparado con el estándar de bajo voltaje que actualmente permite velocidades de 19,200 bits por segundo, la tecnología de fibras ópticas muestra una gran mejora. Los estándares de fibras ópticas podrían proveer de imágenes de video, tales como la imagen en vivo del que llama, así como transmisiones de voz y televisión, todo al mismo tiempo. Las fibras ópticas podrían respaldar adecuadamente la mayoría de las necesidades de automatización de casas en el futuro. Desafortunadamente, las condiciones y equipo necesario para su instalación son caros en estos momentos. Este alto gasto limita al mercado a producir dispositivos y equipo que podría ser utilizado en la automatización. Se piensa que las condiciones del mercado van a cambiar en el futuro y que las fibras ópticas al final van a terminar reemplazando el cableado de la línea de potencia. Pero como todavía está lejana esa realidad no se harán mayores consideraciones sobre esta tecnología en la automatización de casas. Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capítulo 4. Tecnologías en una Automatización de Casas

4.7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1]

Fischetti, J. Horgan and P. Wallich, "The Superstructura: Designing for High-Tech", IEEE Spectrum, May 1985, pp. 36-40.

[2]

Foltzer L., "Long-range Infrared Communications", The Computer Applications Journal, Circuit Cellar INK, Issue #35, June 1993, pp. 14-24.

[3]

Gaddis D., Understanding & Installing Home Systems, Second Edition, 1991, Printed in Oklahoma City, Oklahoma.

[4]

Rodríguez R., Análisis de la Línea de Corriente Alterna como Canal de Comunicación, Tesis ITESM, Agosto 1991.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

44

II

PARTE

APLICACION DE LA TECNOLOGIA X-10 E N E L C O N T R O L D E U N A CASA INTELIGENTE

5 COMPONENTES DE UN S I S T E M A D E C O N T R O L C O N X-10

Los componentes de una automatización de casas de ambos conceptos, inteligencia distribuida y centralizada, se agrupan típicamente en tres categorías: controladores, núcleo del sistema y dispositivos controlados. Ver figura 5-1. En esta segunda parte se aplica la tecnología X-10 en el control de una casa inteligente por ser la más barata en costo, por su facilidad de instalación y por la facilidad de adquisición de los dispositivos X-10 en el mercado. Como se menciona en el párrafo anterior, se utilizarán los tres componentes que forman el sistema de control de tal forma que sean compatibles y puedan integrarse fácilmente. Debido a que existe una variedad de dispositivos X-10 en el mercado para cada una de estas partes, se hace más factible su implementación en una casa. Además, la tecnología es efectiva en costo por lo que el presupuesto para una automatización está al alcance del bolsillo. Por otra parte, los productos son tan compatibles unos con otros que se facilita la integración de dispositivos al sistema en el futuro. Se hace una elección adecuada de los componentes ¡ntegradores del sistema viendo que puedan interactuar unos con otros. Se analizan las posibles conexiones para controlar dispositivos eléctricos así como sus limitaciones.

5.1 CONTROLADORES Todos los productos automatizados deben tener algún tipo de dispositivo de control. Este podría estar construido dentro del producto o ser provisto como un dispositivo externo. Con la finalidad de automatizar la mayoría de los productos caseros de hoy en día, se dependerá de un controlador externo. Muchos de estos controladores actúan también como dispositivos de interfase humano. Si después se reemplaza algún equipo por productos inteligentes, estos controladores aún se usarán para manejar este equipo y otros productos [1]. Las funciones de los controladores pueden ser operados por una variedad de métodos. Los controladores más simples pueden responder solamente a una entrada producida por una persona que presiona manualmente una tecla. Los controladores de media etapa pueden ser programados para iniciar tareas especificas bajo ciertas condiciones, tales como una hora definida, una fecha, una temperatura o una entrada de control remoto. Los controladores más avanzados pueden ser programados para llevar a cabo todas las mencionadas arriba y además monitorear numerosas condiciones procedentes de sensores remotos y otras fuentes. Sistema de Control de una Casa Inteligente

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ve

Capitulo 5. Componentes de un Sistema de Control con X-10

Estos controladores podrían tener alguna forma de inteligencia artificial que podría analizar la información de entrada y hacer ajustes a las respuestas estándares basadas en la combinación de información procedente de las fuentes. Con los controladores, una de las características más importantes es el dispositivo de interfase humano. Los dispositivos de interfase humano son aquellos productos que se usan para operar un controlador. Algunos ejemplos de dispositivos de interfase humano son los touch screens y los controles remotos. Algunos productos como ciertos controles remotos son diseñados para operar ya sea como controladores o como dispositivos de interfase humano. En este ejemplo, el control remoto podria ser capaz de ya sea enviar un comando de control directo a un dispositivo remoto o enviar un comando a un controlador separado que luego procesa la entrada y responde enviando otro comando al dispositivo que es controlado. Para los requerimientos de una casa promedio, lo mejor es elegir un controlador de mediana etapa. Para la implementación del sistema se eligió el controlador inteligente HomeBase cuyas características y alcances se detallan en el capítulo 6. Aparte, se hace uso de controladores no inteligentes que sirven al usuario como interfase humano para comunicarse con el controlador inteligente. Uno tiene que determinar que tipo o nivel de control se desea y se puede proporcionar. Se explorarán muchas opciones que nos permitirán empezar con un controlador de mediana etapa y actualizar más tarde sin mayores cambios al resto del sistema. 5.1.1 C O N T R O L P O R M E D I O D E U N A C O M P U T A D O R A P E R S O N A L El valor de tener computadoras personales para el control de una casa, en vez de unidades de control de casa dedicadas, depende de la utilidad de la computadora. Si todo lo que se quiere hacer es controlar el calentamiento y enfriado de la casa, entonces lo más adecuado es utilizar un sistema de control de energía [2]. Pero si se tiene una computadora personal o se quiere una computadora personal y se está tratando de justificar su uso (sacándole provecho a la inversión), el control de una casa es una buena respuesta. El propietario promedio de una casa no podría realizar los suficientes ahorros de energía como para justificar la compra de un sistema de control de casa dedicado por medio de computadora. Pero si una computadora personal que también entretiene y enseña pudiera ser usado para el control de casa, el costo llegaría a ser factible. Un problema significante que debe ser considerado con esta proposición es que la típica computadora hogareña no puede hacer nada más mientras está llevando a cabo tareas de control de casa; la computadora también debe permanecer continuamente prendida. En el peor caso, la computadora va ha estar enteramente dedicada al control de la casa. En el mejor de los casos, el usuario debe escoger entre interrumpir alguna tarea computacional para permitir que la computadora prenda el calentador de agua y hacer que los aparatos esperen hasta que la computadora no esté en uso. Las computadoras Sistema de Control de una Casa Inteligente

50

Capítulo 5. Componentes de un Sistema de Control con X-10

personales más avanzadas, que pueden hacer más de una tarea al mismo tiempo, pueden resolver este problema, pero a un alto costo. Sin embargo, para aquellos que no tienen o no quieren una computadora personal, se están ofreciendo controladores de casa dedicados por más y más compañías, aunque el mercado está naciendo aún. Algunas compañías que ofrecen este tipo de productos son: General Electric Co., Mitsubishi Electric Corp. de Tokyo, Levitón Manufacturing, X-10, Radio Shack, Home Control Concepts, Circuit Cellar, etc. (ver apéndice IV). La ventaja de tener una computadora personal es que muchos de los controladores inteligentes para automatización de casas que se ofrecen en el mercado pueden ser programados a través del puerto serial de la computadora. Una vez programados los controladores, la computadora puede ser desconectada del controlador para ser usada en otras tareas. De esta forma, es más fácil crear, modificar y borrar archivos con las tareas hogareñas programadas a ser ejecutadas por el controlador inteligente. En nuestro sistema de control se hace uso de una computadora personal con el único fin de programar los eventos que llevará a cabo el controlador inteligente, luego se lo desconecta de la micro para funcionar en modo stand-alone.

5.2 NUCLEO DEL SISTEMA El núcleo del sistema básicamente consiste del cableado y el hardware que es añadido al controlador. Esto incluye muchos tipos diferentes de cableado, transmisores, receptores, sensores y otros dispositivos que son diseñados específicamente para interfasearse con el controlador y con los dispositivos controlados [3]. De hecho, en la implementación del sistema de control mediante X-10 el cableado principal lo constituye la línea de potencia de 60 Hz Se hace uso de cableado de bajo voltaje para alimentar algunos dipositivos infrarrojos. El núcleo del sistema es una consideración importante porque ciertos diseños de núcleos de sistemas pueden ser inadecuados o incompatibles con otros diseños que podrían desearse más tarde. El costo de reemplazo podría ser elevado en futuras actualizaciones. En general, se intenta dar una mirada a las opciones más significantes e intentar identificar las características y desventajas, incluyendo compatibilidad y resultados de actualización.

5.3 DISPOSITIVOS CONTROLADOS Esta parte de la automatización incluye todos los dispositivos, equipo y otros productos que se esperan controlar en la casa. Aparatos tales como los televisores, estéreos e iluminación son productos que obviamente se integran al sistema. Otros productos integrados al sistema incluyen también calentadores de agua, sistema de H V A C

Sistema de Control de una Casa Inteligente 51

Capitulo 5. Componentes de un Sistema de Control con X-10

(Heating Ventilation and Air Conditioning), regadoras de patios, control de albercas y otros productos que pueden ser controlados mediante su integración al sistema. Los productos controlados merecen algo de atención especial. Hay tantos productos disponibles que funcionan con la linea de potencia de 60 hz que no sería posible cubrirlos en su totalidad en algo tan corto como en una enciclopedia. A lo largo del trabajo se explicarán las diferencias más significativas en los conceptos de los productos más comunes de tal forma que se se puedan hacer diseños compatibles con muchos de los tipos más comunes, incluyendo productos que ya se tienen.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

52

Capítulo 5. Componentes de un Sistema de Control con X-10

5.4 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1] David Gaddis, Understaiiding & Installing Home Systems, Second Edition, 1991, Printed in Oklahoma City, Oklahoma. [2] Home Control Concepts, Home Automation Hacker's Bible, Book I, 1993, San Diego, CA. [3] Perry, "Portia's Perfect Pad: Superhigh-Tech", IEEESpectrum, May 1985, pp. 56-63.

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53

6 EL CONTROLADOR HomeBase

En estos últimos años, varias empresas se están introduciendo en la Automatización de Casas, por lo que se empiezan a fabricar controladores "inteligentes" que presentan características similares para su compatibilidad. L a mayoría de estas empresas (ver Apéndice IV) están diseñando sus controladores para ser utilizados con tecnología X-10 pues es la que tiene mayor aceptación entre los usuarios de la automatización de casas. En este capítulo, se presenta a un Controlador particular, el HomeBase [1]. Este controlador es la parte inteligente del sistema de control de la casa que se está implementando en la presente Tesis. Se hace una descripción de sus características y especificaciones, así como el software (Event Manager) que lo soporta [2]. Se presenta la forma de programación de los eventos que van a ser utilizados en el control de la casa.

6.1 CARACTERISTICAS DEL HomeBase El HomeBase es un Sistema de Control de Casas que es programado mediante el uso de una PC. Una vez programado, la PC puede ser desactivada del Controlador para otros usos. Las características del HomeBase incluyen: • • • • • • • • • • • •

Sistema Inteligente de Control de Casa. Interfase con el usuario fácil de usar. Monitorea la línea de potencia y permite control IF-THEN. Comunicación X-10 de dos vías. Usa la PC para establecer el programa de la casa. Una vez programado, la PC puede ser desconectada o usada para otras cosas. Interfase amigable, tipo windows, con el usuario. Puede ser utilizado con un ratón. Reloj/Calendario de tiempo real que calcula la salida y puesta del sol. Backup de batería. No se pierden los programas en caso de pérdida de corriente. Un Mega-Controller permite el control de la línea, el cual es un controlador X-10 en pantalla que despliega el status de la casa. Características de programación avanzadas. IF-THEN-ELSE, AND/OR, Macros, Timers, Contadores, Banderas, anidamientos, etc. Característica de Super Secuencia: Una serie de comandos X-10 dentro de una ventana habilitados en un cierto tiempo pueden disparar un evento.

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54

Capítulo 6. El Controlador HomcBasc

• • • • • • • •

Característica de Registro: El programa puede registrar con hora y fecha cualquier evento que se especifique. Modo de seguridad: La luz del pórtico puede prenderse en aproximadamente el tiempo que se especifique, dándole a la casa un aspecto de vida real. Se añade capacidad completa de Infrarrojos con interfases adicionales de IR. Los comandos X-10 pueden disparar comandos IR. Los comandos X-10 pueden enviar palabras ASCII a la PC. Las palabras ASCII recibidas desde la PC pueden disparar comandos X-10 e IR. Puerto de expansión para futuros productos a añadirse. Se require una I B M PC o compatible con puerto serial para su programación.

6.2 S I S T E M A H O M E B A S E El sistema HomeBase consta de los siguientes accesorios: • • • . . • •

Un Controlador Inteligente HomeBase. Un adaptador de potencia de A C a DC con salida de 12 V DC a 500mA. Un cable de teléfono modular estándar. Un cable serial DB9. Un adaptador DB9-DB25. Diskettes con el software E V E N T M A N A G E R . Un módulo de interfase con la línea de potencia TW523 para enviar y recibir comandos X-10.

L a conexión del HomeBase y sus accesorios se muestra en la figura 6-1.

POWER TRANSFORMERl

AL PUERTO SERIAL DE LA COMPUTADORA!

POWER R O O - , ,

A

U

X

0 • •

J

P-l-l

© ©

•

•

TW523

DB9 MACHO D

OB9 HEMBRA ADAPTADOR DB9-DB25

FIG. 6-1 Conexión del Controlador HomeBase

Sistema de Control de una Casa Inteligente 55

Capitulo 6. El Controlador HomeBase

6. 3 E S P E C I F I C A C I O N E S D E L HomeBase [1 ] 6.3.1 P A N E L F R O N T A L El Panel Frontal contiene dos LEDs indicadores de status.

FIG. 6-2 Panel Frontal del HomeBase

Ambos LEDs están normalmente prendidos. E l L E D "XMIT" (verde) parpadeará cuando el HomeBase transmita un comando X-10. El L E D "REC" (amarillo) parpadeará cuando el HomeBase reciba un comando X-10. 6.3.2 DISPOSITIVOS I N T E R N O S E l HomeBase tiene Dispositivos incorporados que pueden ser usados en la programación de los Horarios de Trabajo: * * * * * * *

Status para 256 dispositivos X-10. 32 Timers con una resolución de 1 segundo. 32 Variables. 64 Banderas. 32 Niveles de Tiempo. 16MacrosIf. 16MacrosThen.

6.3.3 E S P E C I F I C A C I O N E S E L E C T R I C A S Y FISICAS Velocidad de transmisión: Formato de Dato: Alimentación. Tamaño físico: Display Panel Frontal: Panel trasero.

2400 bps asincrono. 8 Bits de Dato, no paridad, un bit de fin. 12 Volts De, 500 mA. 1.5" alto, 6.5" fondo, 5.5" ancho. 2 LEDs, Verde y Amarillo. Dos conectores RJ11 para teléfono mod. Un conector hembra DB9. Un conector hembra para fuente de alimentación.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 56

Capítulo 6. El Controlador HoincBase

6.4

SOFTWARE EVENT

MANAGER

El Event Manager [2] es la interfase con el usuario que corre en la computadora y nos permite crear los programas para usarlos con el Controlador HomeBase. Con el Event Manager, se pueden crear y editar programas que una vez cargados al Controlador, nos permiten un control total de la casa o la oficina. Para correr este software, se necesitan las siguientes características computacionales mínimas: • • • • •

Una I B M PC, PC-XT, PC-AT o una computadora 100% compatible con un puerto serial asincrono. Un Drive de discos doble lado-doble densidad (DSDD) de 5-1/4" ó floppy de 3.5" para la instalación del software. 512 Kbytes de R A M disponibles para su uso. Esta es la cantidad de memoria que está disponible normalmente para cargar un programa. Un disco duro con al menos 800 Kbytes disponibles. Sistema Operativo MS DOS 3.1 ó mas reciente.

Opciones Se recomiendan las siguientes opciones: • •

Una impresora para imprimir los programas. Un ratón. El Event Manager hace buen uso del ratón se se tiene uno disponible.

6. 4. 1 C O M O F U N C I O N A E L E V E N T M A N A G E R El siguiente diagrama de flujo muestra los pasos para crear un programa de trabajo y demuestra como el Event Manager trabaja con el HomeBase:

Sistema de Control de una Casa Inteligente 57

Capitulo 6. El Controlador HomeBase

INICIO

Creación de Base de Datos de Dispositivos

Creación del Horario l

J

Añadir/Borrar/Editar Eventos

Cargar el Programa al Controlador

FIN

6.4.2 B A S E D E D A T O S D E DISPOSITIVOS Antes de que se cree un Horario o Programa para el HomeBase, se recomienda crear una Base de Datos de Dispositivos. Esto le dice al Event Manager que dispositivos a controlar se tienen en la casa. Se pueden añadir, cambiar, borrar o editar más dispositivos en la Base de Datos de Dispositivos en cualquier momento. Los diferentes tipos de Dispositivos que el Event Manager puede usar se muestran abajo:

• • • • • • • •

Dispositivos X-10 (hasta 256) Timers (32) Niveles de tiempo (32) Banderas (64) Variables (32) Mensajes (16) Macros IF Macros T H E N

6.4.3 E V E N T O S Un evento consiste de una sección "IF" (condiciones), seguida por una sección " T H E N " (acciones). Si la sección IF es verdadera, entonces la sección T H E N es Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capitulo 6. El Controlador HomeBase

ejecutada. Si no, la sección T H E N es brincada. Las condiciones "IF" se pueden hacer mediante la combinación de los siguientes estados: • • • • • • • • • • •

Tiempo Salida de Sol/Puesta de Sol Fecha Estado de los dispositivos X-10 Una secuencia X-10 Estado de los Timers Estado de las Banderas Estado de las Variables Macros IF Entrada ASCII Variables del Sistema

6.4.3.1 T I P O S D E E V E N T O S El Event Manager maneja dos tipos de Eventos, el IF-THEN y el IF-THEN-ELSE. Tomando como ejemplo la siguiente proposición podemos ver el uso de ambos. "Juan, SI comes tus verduras, ENTONCES podrás ver la televisión, SINO te irás a ¡a cama". IF-THEN La forma más simple de un Evento es un IF-THEN: If la condición es verdadera Then ejecutar la acción End Si la condición es verdadera, se ejecuta la acción. Esta forma simple de un enunciado IF nos da la opción de ejecutar la acción(es) o brincarla. Por ejemplo, si la proposición del ejemplo fuera puesto en un enunciado IF-THEN, ésta se vería de la siguiente forma: If comes tus verduras Then podrás ver la televisión End

Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capítulo 6. El Controlador HomeBase Los IFs son fáciles de entender pues son usados constantemente en nuestras conversaciones. IF-THEN-ELSE El Event Manager también nos permite escoger entres dos acciones con la estructura IF-THEN-ELSE. If ¡a condición es verdadera Then ejecutar la acción 1 Else ejecutar la acción 2 End Si la condición es verdadera, se ejecutará la primera acción, si la condición es falsa, se ejecutará la acción que sigue al enunciado ELSE. Siguiendo con el ejemplo anterior, siguiente secuencia:

un enunciado IF-THEN-ELSE mostraría lo

If comes tus verduras Then podrás ver la televisión Else te irás a la cama End

6.4.3.2 TIPOS L O G I C O S El Tipo Lógico de los Eventos se refiere a si las condiciones IF van a usar A N D u OR cuando se están determinando si las acciones THEN/ELSE deben ser ejecutadas. AND EVENT If comes verduras and lavas los platos Then verás la televisión End

Sistema de Control de una Casa inteligente 60

Capitulo 6. El Controlador HomeBase

Si se escoge A N D , todas las condiciones deben ser ciertas antes de que se tome alguna acción. OR Si se escoge OR, solamente una condición debe ser cierta para que se ejecuta una acción.

EVENT If comes verduras or lavas los platos Then mirarás la televisión End Cualquier número de condiciones IF pueden ser combinadas para controlar cualquier número de acciones THEN. Por ejemplo:

E V E N T evento ejemplo If condición 1 verdadera and condición 2 verdadera and condición 3 verdadera and condición 4 verdadera Then ejecutar esta acción End

En este ejemplo, todas las condiciones deben ser ciertas antes que la acción T H E N se ejecute. Más de una acción puede ser ejecutada en la sección T H E N de un evento.

E V E N T evento ejemplo If condición 1 verdadera or condición 2 verdadera Then ejecutar acción 1 ejecutar acción 2 Else ejecutar acción 3 Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Capítulo 6. El Controlador HomeBase

ejecutar acción 4 ejecutar acción 5 ejecutar acción 6 End En este ejemplo, si la condición 1 es verdadera o la condición 2 es verdadera, se ejecuta la acción 1 y la acción 2. Si ninguna de las condiciones es verdadera, entonces se ejecutan las acciones 3, 4, 5 y 6. Un evento más significativo dispositivos reales. Por ejemplo:

podría usar condiciones reales para controlar

E V E N T evento ejemplo If Time is 6:00 P M . M T W T F . Then (X:Foco del Pórtico B 3) O N End En este ejemplo, cuando el tiempo sea igual a las 6 P M en cualquier día hábil pero no fin de semana, el foco del pórtico frontal se prenderá.

E V E N T evento ejemplo If (F:Alarma Activada) is S E T and Time is 6:00 P M . M T W T F . Then (X:Foco del Pórtico B 3) O N End

En este ejemplo, si la Bandera 'Alarma Activada' es activada y el tiempo es igual a las 6 P M en cualquier día hábil pero no fin de semana, entonces se prenderá el foco del pórtico de la casa.

Combinación A N D / O R El Event Manager puede usar combinaciones lógicas AND/OR. Como por ejemplo:

E V E N T A N D / O R Evento Ejemplo If (X:HacercaféCl)¡s ON -ANDTime is 6:00 A M . M T W T F . Sistema de Control de una Casa Inteligente 62

Capitulo 6. El Controlador HomeBase

or Time is 10:00 AM S

S

Then (X:Cafetera C 2) O N (X:Hacer c a f é C 1) Idle Delay 01:00:00 (X:Cafetera C 2) O F F End En este ejemplo, se define un switch 'Hacer café' como una dirección C 1 del tipo X-10. Se prende el switch en la noche solamente si la cafetera contiene agua y café. Si el switch está en estado O N (prendido) -AND-, son las 6 A M de un día hábil OR las 10 A M de un fin de semana, entonces se prende la cafetera, se pone el switch 'Hacer café' a un estado Idle(ocioso), luego se apaga la cafetera después de una hora. El Event Manager puede usar también combinaciones lógicas OR/AND. Como por ejemplo:

E V E N T O R / A N D Evento Ejemplo If (X:Alarma Activa L 1) is O N and Time is 6:00 P M S M T W T F S -OR(X:Alarma Activa L 1) is O F F and Time is 8:00 P M S M T W T F S Then (X: Puerta Frontal B 1) O N (X.Luz del Garaje B 2) O N End

En este ejemplo, se quiso que la luz exterior se prendiera a un tiempo diferente dependiendo en si el sistema de seguridad estaba activado. Si el sistema de seguridad está en O N (activado) y son las 6 P M , -OR-, el sistema de seguridad está en OFF (desactivado) y son las 8 P M , entonces se prenden las luces de la Puerta Frontal y del Garaje. Para ver más ejemplos de programas de control para el HomeBase referirse al Apéndice II. 6.4.3.3 A N I D A M I E N T O El anidamiento es una forma de añadir decisiones complejas en los Eventos. E l máximo número de eventos anidados que puede soporta el Event Manager es de 3. Se tendría el siguiente ejemplo para el anidamiento más sencillo:

Sistema de Control de una Casa Inteligente 63

Capítulo 6. El Controlador HomeBase

E V E N T Evento ejemplo If Condición 1 verdadera Then If Condición 2 verdadera Then If Condición 3 verdadera Then Ejecutar Acción 1 End End End

En este tipo de anidamiento, se debe cumplir que la condición 1, 2 y 3 sean verdaderas para que se ejecute la acción 1, de lo contrario no se ejecuta nada. 6.4.4 P R O C E S A M I E N T O D E U N E V E N T O Después de que se carga el Horario de Actividades o Programa al HomeBase, éste empezará a ejecutar el Primer Evento, checará las condiciones 'IF y ejecutará las acciones pertinentes, luego seguirá con el siguiente evento, ejecutará las acciones apropiadas y así sucesivamente hasta que se llegue al final del Programa. E l HomeBase saltará nuevamente al inicio del Programa evaluando el Primer Evento, luego el Segundo y así cíclicamente. Esto se puede visualizar en el diagrama de flujo de la siguiente página. Cuando un evento es evaluado, el HomeBase verifica si el tipo lógico del evento es A N D u OR. E l HomeBase usará el tipo lógico para evaluar las condiciones y decidir si tomará las acciones requeridas. Para eventos lógicos A N D , todas las condiciones deben ser verdaderas, para eventos lógicos OR, solamente una condición debe ser verdadera.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 64

Capítulo 6. El Controlador HomeBase

INICIO

N (PRIMER EVENTO)

EVENTO 1

EVENTO 2

EVENTO 3

(ULTIMO EVENTO)

EVENTO n

6.5 F A L L A E N L A E N E R G I A

ELECTRICA

El HomeBase tiene un respaldo de batería integrado que permite retener la información de su memoria en caso de que se tenga una falla en la energía eléctrica, o cuando se decida mover el HomeBase a otra localización. De esta forma, el Programa grabado en memoria no se borrará. E l HomeBase puede detectar cuando se tiene una falla en la energía eléctrica y nos permite actuar de acuerdo a tales situaciones. Cuando la energía se va de la casa, la mayoría de los equipos del tipo X-10 se apagarán, y cuando la energía regrese, el HomeBase puede pensar que estos dispositivos están aún prendidos, creando problemas de pérdida de sincronía. Si durante el tiempo que se tuvo la falla de energia se suponía que el Programa tenía que prender un dispositivo, el HomeBase nunca lo hará pues en ese momento no se tenía energía eléctrica. Por ejemplo, asumamos que se tiene un foco que se debe prender a las 6:15.

ON

| i |ti | 5:00

5:30

6:00

6:30

7:00

Sistema de Control de una Casa Inteligente 65

Capiculo 6. El Conlrolador HomeBase Desde las 6:00 hasta las 6:30, hubo falla de energía eléctrica:

ON

5:00

5:30

6:00

6:30

7:00

Cuando la energía regrese, el foco estará apagado porque nunca se leyó el comando O N a las 6:15. El HomeBase sabe que la energía falló y va a hacer lo siguiente: •

•

Hará una actualización con respecto al tiempo actual y forzará a cualquier dispositivo X-10 que tenga su bandera 'Play Catch-up' activada al estado que debería haber tenido en caso de que no hubiera habido falla de energía eléctrica. Activará la variable 'Power-Failure* para ser usada en el programa.

Durante el Power Fail Catch-up, ambos LEDs de la parte frontal del HomeBase parpadearán incesantemente. Después de la actualización, ambos LEDs estarán nuevamente prendidos. E l tiempo de Catch-up dependerá de que tanto tiempo duró la falla eléctrica y que tan largo es el Programa.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

66

Capítulo 6. El Controlador HomeBase

6.6

BIBLIOGRAFIA

[1]

Home Control Concepts, HomeBase User's Guide, HCC, San Diego, C A , 1992.

[2]

IHS Systems, Event Manager for HomeBase, Versión 1.34, San Diego, C A , 1992.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 67

7 SISTEMA DE SEGURIDAD DEL HOGAR

Los sistemas de seguridad suelen ser considerados como símbolo de status para los ricos. Hoy en día, se puede tener un sistema de seguridad en casa por menos de cien dólares. Los sistemas de seguridad son en la actualidad uno de los objetivos más importantes para los sistemas de automatización de casas promedio. Mientras otros sistemas asociados con la automatización de casas pueden ser cómodos y convenientes, el sistema de seguridad es visto a menudo como una característica de seguridad. Dependiendo de como esté diseñado el sistema de seguridad, éste también puede tomar parte en los sistemas de automatización de casas. Por ejemplo, un detector de movimiento que activa una alarma cuando se está fuera mientras el sistema está armado podría también prender la iluminación cuando uno entra a la casa o entra a un cuarto. E l mismo sensor podría avisar al controlador para que prenda el aire acondicionado o el calentador en ese cuarto también. De hecho, si hay un componente clave o subsistema en un ambiente de automatización de casas, ése es el sistema de seguridad. Si uno quiere que se prenda la iluminación, el calentador, el estéreo, la T V u otros dispositivos cuando se ingresa a algún cuarto, son los sensores de seguridad los que le dicen al sistema donde está uno. El dispositivo que prende la iluminación, el aire, el estéreo o aparatos eléctricos es el mismo que es usado para activar la alarma. Los buenos controladores de seguridad pueden hacer muchas de estas funciones de automatización, así como características de seguridad estándares. E l sistema de seguridad puede llegar a ser el corazón de una casa automatizada [2].

7.1 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD Un sistema de seguridad normalmente está compuesto de los siguientes tres componentes básicos: •

Sensores. Pequeños dispositivos mecánicos/eléctricos que son diseñados para cambiar estados bajo ciertas condiciones y "detectar" un problema potencial.

•

Controladores de Seguridad. Es el "cerebro" eléctrico del sistema. Básicamente monitorea el estado de los sensores y es diseñado o programado para inicializar ciertas reacciones a eventos particulares detectados por los sensores.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

68

Capítulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

•

Dispositivos de Alerta. AJarmas, anunciadores, sirenas u otro equipo que es operado por el controlador y que es activado cuando el controlador detecta un problema de los sensores. 7.1.1 S E N S O R E S

En forma básica, la mayoría de los sensores de seguridad son switches Normalmente Abiertos (N/O) o Normalmente Cerrados (N/C). Esto quiere decir que éstos son diseñados como un switch eléctrico para proveer ya sea un circuito cerrado (por el cual la electricidad puede pasar a través del switch) o un circuito cerrado (por el cual la electricidad no pasa a través de ella), mientras estén en un estado natural. Cuando ocurre un evento que activa el switch, éste invierte su estado. Un switch N/O se cierra mientras que un switch N/C se abre (figura 7-1) [2].

SWITCHES NORMALMENTE CERRADOS (N/C) Deslizados (Separados)

Normal (Separados)

Deslizados (Juntos)

SWITCHES NORMALMENTE ABIERTOS (N/O) Fig. 7-1 Switches N/C y N/O

Sistema de Control de una Casa Inteligente

69

Capítulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

7.1.2 C O N T R O L A D O R D E S E G U R I D A D El controlador es un dispositivo eléctrico complejo que en forma básica provee una pequeña corriente al sensor. Si se supone que el sensor está abierto, el switch mantiene el circuito abierto y nada pasa. De la misma forma, si se supone que el sensor está cerrado, entonces se tiene un circuito cerrado y no pasa nada. Pero si el sensor N/O se cierra o el sensor N/C se abre, el circuito dentro del controlador dispara una respuesta. La figura 7-2 muestra el principio básico de lo que el controlador está haciendo. Esta ilustración muestra un sensor N / O y un dispositivo de armado mediante llave que puede ser abierto o cerrado por el usuario. Si el dispositivo de armado está abierto y el sensor se cierra, nada pasa porque el circuito permanece abierto. Si el dispositivo de armado se cierra y el sensor permanece abierto, aún no pasa nada porque el circuito sigue abierto. Pero si el dispositivo de armado es cerrado y el sensor también se cierra, entonces se completa el circuito y suena la alarma.

Switch de llave

Batería/ Fuente de Alimentación

\ II Fig. 7-2 Diagrama tipico de un sistema de seguridad

Si el controlador tiene circuitería que puede ser conmutado por una llave, entonces éste puede hacer otras cosas. La figura 7-3 muestra un circuito con foco que fue añadido al sistema de seguridad. Cuando la llave es desactivada de la alarma de seguridad, el switch cierra el circuito del foco. Ahora cuando el sensor es activado y cerrado, se prende el foco en vez de la alarma.

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Capítulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

\

I /

O

Foco

Alarma

Switch de llave

Sensor

Batería/ Fuente de Alimentación

Fig. 7-3 Circuito de Sistema de seguridad con un foco

Estas figuras son solo para mostrar los principios de un sistema de seguridad. Un controlador moderno tiene circuitería más sofisticada pero el principio es el mismo. En muchos casos, en vez de proveer una circuitería de foco se provee un relevador. Ese relevador puede activar un foco u otro dispositivo que podría ser también alimentado por una fuente exterior separada. La figura 7-3 muestra un sensor N/O [2]. E l controlador es diseñado para activar una respuesta cuando el sensor N/O es cerrado. Una variación pequeña en el controlador podría proveer la misma respuesta si un sensor N/C fuera conectado y el circuito fuera abierto. Tal circuito es diseñado para tener corriente fluyendo todo el tiempo a través de él y se activa si la corriente es detenida mediante un circuito abierto. La mayoría de los controladores de seguridad son diseñados para manejar ambos tipos de sensores N / O y N/C. Ambos harán su trabajo pero hay algo que debemos considerar. Si un intruso puede tener acceso al cableado y corta el cable de un circuito N/O, entonces el sensor no completaría el circuito y por lo tanto llegaría a ser inoperativo. Por otro lado, si el intruso corta el cable de un circuito N/C, el circuito abierto podría inmediatamente disparar una respuesta. Por esta razón, la mayoría de especialistas de seguridad prefieren circuitos N/C. Con un sistema de seguridad inalámbrico, el controlador tiene un receptor conectado a su circuitería. E l receptor puede ser N/C ó N/O, aunque usualmente es N/O. Sistema de Control de una Casa Inteligente

71

Capitulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar Con este sistema, el sensor es conectado a un transmisor. Este puede ser diseñado para transmitir mediante Radio Frecuencia o sobre la línea de potencia. Cuando el sensor es activado, el transmisor envía una señal al receptor, el cual luego activa el circuito del controlador y se produce una respuesta. 7.1.2.1 N I V E L E S D E C O N T R O L A D O R E S D E S E G U R I D A D Hay dos niveles de controladores de sistemas de seguridad que son divididos en cuatro grupos [2]. Los niveles incluyen: (1) Subsistemas, los cuales operan independientemente de otros sistemas y pueden ser compatibles con otros sistemas en la casa pero no proveen soporte para los mismos; y (2) Sistemas, los cuales pueden manejar varios subsistemas en la casa incluyendo la seguridad. Estos dos niveles son definidos en los cuatro grupos siguientes: Subsistema de Bajo Nivel .- Este sistema usa un controlador que acomoda un número limitado de sensores y dispositivos de alerta y no puede ser programado para obtener variaciones en las respuestas. Este nivel incluye dispositivos de seguridad en modo standalone que no ofrecen características de integración con otros sistemas. El típico controlador de subsistema de bajo nivel puede manejar hasta 16 zonas de seguridad y puede inicializar una alarma si la seguridad fue violada. No es diseñado para manejar la iluminación u otros dispositivos, excepto dispositivos de alerta y no son expandibles más allá de un limitado número de dispositivos conectados. Este controlador es también un dispositivo de una sola vía. Solo puede recibir las señales de los sensores y solo puede transmitir a dispositivos de alerta. No puede recibir señales de dispositivos de alerta o transmitir hacia los sensores y no puede saber en que condiciones están en un tiempo dado. Subsistema de Alto N i v e l - Este sistema usa un controlador que puede ser expandido para manejar un mayor número de zonas de seguridad y dispositivos de alerta. Puede permitir algún grado de programación por parte del usuario. Por ejemplo, puede prender la iluminación en vez de las alarmas y puede ser programado para proveer algún control en el tiempo u otras respuestas a eventos dados. Funciona como un sistema en sí mismo, que puede ser parcialmente compatible con otros sistemas de automatización e incompatible con otros. El controlador puede usar comunicación de una sola vía, pero algunos tienen la capacidad de detectar las condiciones de sensores y dispositivos de alerta tales como las baterías bajas. Sistema de Bajo N i v e l Este controlador de sistema es diseñado para manejar un sistema completo de automatización de una casa y la seguridad es solo uno de los sistemas que maneja. Este controlador es a menudo expandido más allá de cualquiera de las necesidades que uno tenga, ya sea en zonas y dispositivos. E l controlador tiene algún grado de "inteligencia", y puede producir varias respuestas mediante el análisis de la información de entrada. A menudo requiere algún grado de programación para maximizar su potencial. Puede manejar una casa completamente automatizada, pero puede estar limitado en algunas áreas. E l controlador puede ser capaz de manejar comunicaciones de dos vías. Puede ser programado para checar ciertas condiciones del sistema periódicamente y de acuerdo a ello iniciar alguna respuesta. Sistema de Control de una Casa Inteligente 72

Capitulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

Sistema de Alto N i v e l - Como el Sistema de Bajo Nivel, este controlador es diseñado para manejar sistemas completos de automatización dentro de una casa, y la seguridad es solo uno de los sistemas que maneja. L a única diferencia con el sistema anterior es que tiene mayor capacidad de programación, mayor capacidad de manejar datos de entrada y salida. 7.1.3 DISPOSITIVOS D E A L E R T A Los dispositivos de alerta a menudo son alarmas de audio o sirenas que son diseñados para hacer mucho ruido cuando el sistema de seguridad es violado [5]. Los dispositivos de alerta no necesariamente tienen que hacer mucho ruido. Cuando el sistema de seguridad dispara una respuesta, ésta podría ser una pequeña luz que activa algo más en la casa, el parpadeo de todas la iluminación de la casa, un buzzer, una llamada telefónica a vecinos o a la policía o la combinación de estos u otras posibilidades más. E l equipo que responde a los sistemas de seguridad es clasificado como dispositivos de alerta.

7.2 ZONAS DE SEGURIDAD Si se está instalando un sistema de seguridad, se podría poner sensores en toda la casa, alrededor de todas las puertas y ventanas de cada habitación y conectar todos ellos a un solo circuito. Si se procede así, cualquier sensor podría disparar la misma respuesta como cualquier otro. E l controlador no tendría forma de distinguir entre un intruso rompiendo una ventana o el usuario caminando hacia otra habitación. E l controlador podría tratar a todos los sensores de la misma manera y proveer la misma respuesta a todos ellos. Los sistemas de seguridad modernos y los sistemas de automatización de casas tienen la habilidad de monitorear un grupo de áreas que son conocidas como "zonas de seguridad" [3]. Instalando cada sensor o grupo de pequeños sensores en circuitos individuales, el sistema de seguridad ahora puede distinguir entre un evento en un cuarto o en otro, o una violación de un sensor de ventana o puerta. Cada circuito que se provee al controlador de seguridad llega a ser una zona de seguridad separada. Se pueden tener muchos sensores conectados al mismo circuito de la zona de seguridad. A mayor número de zonas de seguridad que se tenga, el sistema de seguridad podrá distinguir mejor. Por ejemplo, si toda la casa ha sido alambrada a una simple zona, entonces cuando suene la alarma uno podría saber que la seguridad fue violada, pero no podría saber donde ocurrió la violación hasta que se haga una búsqueda en la casa. Si se alambra cada habitación como una zona separada, el controlador podría decirnos que habitación fue violada e incluso podría cambiar el sonido de la alarma para diferentes zonas. Si se tiene alambrado cada puerta y ventana como una zona separada, uno no solamente podría saber que habitación, sino también que puerta o ventana fue violada. El uso de zonas de seguridad es muy importante para los sistemas de seguridad. Ellos pueden ser importantes para la automatización de casas. Por ejemplo, digamos que Sistema de Control de una Casa Inteligente 73

Capitulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar se tienen sensores de puertas y ventanas y dentro sensores de movimiento en zonas separadas. Cuando se sale de la casa y se arma el sistema de seguridad, todos los sensores son activados para responder con una alarma. Cuando uno regresa en la noche, los sensores de puertas y ventanas continúan armadas para responder con alarmas. Los detectores internos de movimiento prenden la iluminación de los cuartos por donde uno camina, pero no suena la alarma. Si los detectores de movimiento y los sensores de puertas y ventanas estuvieran en el mismo circuito, entonces uno podría activar la alarma con el hecho de caminar dentro la casa. Como la mayoría de las cosas, a mayor número de zonas de seguridad que se desee, mayor será el costo de los sistemas de seguridad. Cada persona debe decidir cuantos zonas son necesarias para su sistema, las cuales pueden depender tanto del tamaño de la casa como del presupuesto que se tenga. Para características de una buena automatización dentro de un rango de presupuesto promedio, la figura 7-4 ilustra un concepto de zona moderado. En esta ilustración, las ventanas adjuntas están localizadas en una zona, la puerta en otra zona, el detector de movimiento interno está en la tercera zona y la puerta del armario está en la cuarta zona. Esto permitirá al controlador distinguir entre una puerta abierta, las ventanas en una habitación, movimiento dentro de la habitación o una puerta de armario abierta. Si una ventana es violada, uno podría saber inmediatamente que ventana fue y en que cuarto fue. También se pueden dejar las ventanas y puertas armadas para la alarma, mientras que los detectores de movimiento podrían prender la iluminación cuando uno ingresa a alguna habitación y la luz del closet se podría prender si se abre la puerta del closet.

Sistema de Control de una Casa Inteligente

74

Capítulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

Sensores de Ventana Zona 1 Sensor de Movimiento Zona 2 y Sensor de Puerta Zona 4

Sensor de Puerta Zona 3 Sensor de Puerta Zona 7

Sensor de Puerta Zona 8

Sensor de Movimiento Zona 6

Sensores de Ventana Zona 5 Fig. 7-4 Zonas de Seguridad

Si se va a conectar más de un sensor en la misma zona, se tendrá que alambrar el circuito de acuerdo al tipo de sensor. Puesto que los sensores N / C son diseñados para soportar un circuito cerrado, ellos deben ser alambrados en "serie" (figura 7-5). De esta forma, todos los sensores juntos van a completar el circuito y la activación de alguno de ellos romperá el circuito y se disparará una respuesta. Los sensores N / O se deben alambrar en circuitos "paralelos". De esta forma, cualquiera de ellos cerrará un circuito normalmente abierto si ellos son activados. No se deben mezclar sensores N/O y N/C en el mismo circuito.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 75

Capítulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

NORMALMENTE CERRADO (N/C)

SERIE

NORMALMENTE ABIERTO (N/O)

PARALELO

Fig. 7-5 Conexión de switches en serie y paralelo

Los sensores son conectados normalmente a uno de dos tipos de terminales del controlador, ya sea para respuestas "instantáneas" o "retrasadas" [ 4 ] . Las zonas instantáneas proveen una respuesta instantánea a una violación de seguridad y están normalmente conectadas a sensores de ventanas, algunas puertas y sensores detectores de movimiento. Las terminales retrasadas permiten un tiempo dado para que el controlador pueda ser desarmado antes de que responda. Estos son usados normalmente en puertas u otras áreas donde se necesita tiempo para ingresar y poder desarmar el sistema.

7.3 EQUIPO UTILIZADO EN E L SISTEMA DE SEGURIDAD En esta sección se describen los dispositivos que se están utilizando en el sistema de seguridad del hogar como parte de su automatización. Se exploran las características del equipo, capacidades, conexiones y compatibilidades con otros sistemas de automatización que se podría desear. La primero que se debe considerar es el tipo de controlador de seguridad a utilizar. El controlador podría ser la parte más limitante del sistema. Algunos controladores son diseñados para interfasear sistemas de seguridad con otros sistemas de automatización. Otros controladores pueden manejar solamente la seguridad. Los controladores de seguridad están disponibles para manejar varias zonas. Algunos controladores podrían no ser compatibles con ciertos tipos de sensores y dispositivos de alerta y podrían tener limitaciones para futuras actualizaciones. Luego, se debe considerar el nivel de seguridad y automatización que se desea. Hay numerosas dispositivos que trabajan en modo stand-alone que pueden detectar un Sistema de Control de una Casa Inteligente 76

Capitulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

problema y producir una alarma sin ser conectados a otros dispositivos. Desafortunadamente, éstos no se pueden ¡nterfasear adecuadamente con un sistema completo. Si se cuenta con un presupuesto apretado, ellos pueden ser la mejor solución. Pero si se está diseñando un sistema completo entonces será necesario un controlador de seguridad. Viendo las anteriores características y además de tener un controlador de seguridad compatible con el estándar X-10 se escogió el controlador de seguridad que comercialmente se llama Consola Discadora de Seguridad Supervisada [1] que integrado con el HomeBase se forma un subsistema de Alto Nivel. 7.3.1 C O N S O L A D I S C A D O R A D E S E G U R I D A D S U P E R V I S A D A La Consola Discadora de Seguridad Supervisada, compatible con el estándar X 10, puede ser instalada en cualquier parte de la casa que tenga línea de potencia. L a Consola viene acompañada con un Control Remoto de Radio Frecuencia [5]. Mediante la instalación de sensores remotos, la consola puede proveer 24 horas de seguridad al día. Puede monitorear hasta 16 zonas de seguridad y hacer sonar la alarma que lleva integrada cuando ocurre alguna violación. A continuación se mencionan algunas características de la Consola de Seguridad . •

Diseño Expandible. Permite añadir hasta dieciséis sensores de puertas/ventanas, módulos de lámparas, detectores de movimiento y/o otros accesorios que pueden ser integrados al sistema de seguridad de la casa.

•

Operación Supervisada. Rastrea el status de cada uno de los sensores de puertas/ventanas y alerta si hay algún problema (tales como alguna intromisión o baterías bajas).

•

Discadora con Voz Integrada. L a consola llama por teléfono a algún amigo o vecino para pedir ayuda y hace sonar el mensaje que fue previamente grabado por el usuario.

•

Compatible con el estándar X-10. Permite añadir al sistema otros controles remotos o incluso un timer para hacer ver a la casa como si estuviera viva cuando uno se encuentra fuera. La figura 7-6 muestra la Consola de Seguridad y su Control Remoto.

Sistema de Control de una Casa Inteligente 77

Capitulo 7. Sistema de Seguridad del Hogar

WIRELE5S SECtWITV SYSTEM

Tnr-Ti

M/TOMATIC MrrS! 15 ? ;Si. Ir a NEW ;No. Leer DAT02 del PLIX ,y saltar a LOOP

;HCODE = DATOl AND 15 ;Lecr DAT02 del PLIX

;FCODE = DAT02 AND 31 ;Módulo A l ya esta seleccionado? ;Si. Ir a FOLLOW ;No.

;HCODE = A ? ;No. Ir a LOOP ;Si.

CHK_HAIL_REQ: MOV MOV CALL JZ CALL EXIT1: JMP

;CHECAR POR HAIL REQUEST R0,#17 Rl,FCODE BYEQ ;FCODE = 17 ? (Código de Hail Req.) EXIT1 ;No. Ir a LOOP HAILREQUEST ;Si. Llamar subrutina HAIL_REQUEST LOOP

FOLLOW:

R0,HOUSE Rl,HCODE BYEQ ;HCODE = A ? CHK_SET_DIM ;No. Ir a checar por PRESET DIM ;Si. R0,UNIT

MOV MOV CALL JZ MOV

Sistema de Control de una Casa Inteligente 209

Apéndice VI

MOV CALL JZ JMP CHK SET DIM: MOV MOV CALL JZ DIM LOW: MOV CALL SETB SETB JMP

Rl,FCODE BYEQ MENU LOOP

FCODE = 1 ? No. Ir a MENU Si. Ir a LOOP

iCHECAR PRESET DIM R0,#21 Rl,FCODE ;FCODE = 21 ? (Código de Preset Diin Low) BYEQ CHK DIM HIGH ;No. Ir a checar PRESET DIM HIGH CONT,HCODE ;Si. CONT = HCODE FINDRESULT ;Llamar subrutina FIND_RESULT TIMER_RUN ;Prender bandera de TRO LEVEL ; Bandera de luz apagado JraLOOP LOOP ;CHECAR PRESET DIM HIGH R0,#29 Rl,FCODE BYEQ ;FCODE=29 ? (Código de Preset Dim High) CLRMODSEL ;No. Ir a C L R M O D S E L

CHKDIMHIGH: MOV MOV CALL JZ DIMHIGH: MOV ADD MOV CALL SETB SETB JMP

A,HCODE ;Si. A,#16 CONT,A ;CONT = HCODE + 16 FIND RESULT ;Llamar subrutina FIND RESULT TIMER RUN Prender bandera de TRO LEVEL Bandera de luz apagado LOOP ;IraLOOP

CLR MODSEL: CLR JMP

MODSEL LOOP

;Dcshabilitar selección de módulo ;Ir a LOOP

MOV MOV CALL JNZ CLR JMP

R0,#15 Rl,FCODE BYGT OPl MODSEL LOOP

;MENU DE OPCIONES

OPl.

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#16 ;CHECAR OPCION 1 Rl,FCODE BYEQ ;FCODE = 16 ? (Código All Units Off) OP2 ;No. Checar OPCION2 ALL_UNITS_OFF ;Si. Llamar subrutina ALL_UNITS_OFF LOOP ;IraLOOP

OP2:

MOV

R0,#24

MENU:

;FCODE > 15 ? (Si son comandos) ;Si. Checar OPCION 1 ;No. Deshabilitar selección de módulo ;Ir a LOOP

;CHECAROPCION2

Sistema de Control de una Casa Inteligente

210

Apéndice VI MOV CALL JZ CALL JMP

R l , FCODE BYEQ ;FCODE = 24 ? (Código de A L L Lights On) OP3 ;No. Checar OPCION3 A L L LIGHTS_ON ;Si. Llamar subrutina A L L LIGHTS ON LOOP :Ir a LOOP

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#20 Rl,FCODE BYEQ OP4 ON LOOP

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#28 Rl,FCODE BYEQ OP5 OFF LOOP

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#18 Rl,FCODE BYEQ OP6 DIM LOOP

;CHECAR OPCION5

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#26 Rl,FCODE BYEQ OP7 BRIGHT LOOP

;CHECAR OPC10N6

OP7:

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#22 ;CHECAR OPCION7 Rl,FCODE BYEQ ;FCODE = 22 ? (Código de All Lights Off) OP8 ;No. Checar OPCION8 ALL_LIGHTS_OFF ;Si. Llamar subrutina ALL_LIGHTS_OFF LOOP ;IraLOOP

OP8.

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#17 ;CHECAROPCION8 RÍ,FCODE BYEQ ;FCODE = 17 ? (Código de Hail Request) OP9 ;No. Checar OPCION9 HAILREQUEST ;Si. Llamar subrutina HAIL_REQUEST LOOP ;Ir a LOOP

OP9:

MOV MOV

R0,#21 Rl,FCODE

OP3:

OP4:

OP5.

OP6.

;CHECAR OPCION3 ;FCODE = 20 ? (Código de ON) ;No. Chochar OPCION4 ;Si. Llamar subrutina ON ;Ir a LOOP ;CHECAR OPCION4 ;FCODE = 28 ? (Código de OFF) No. Checar OPCION5 Si. Llamar subrutina OFF ;Ir a LOOP

FCODE = 18 ? (Código de DIM) No. Checar OPCION6 Si. Llamar subrutina DIM Ir a LOOP

FCODE = 26 ? (Código de BRIGHT) No. Checar OPCION7 Si. Llamar subrutina BRIGHT Ir a LOOP

;CHECAR OPCION9

Sistema de Control de una Casa Inteligente

211

Apéndice VI C A L L BYEQ OPIO JZ D1MJLOW JMP OPIO:

OP11:

LOOP1:

;FCODE = 21 ? (Código de Preset Dim Low) ;No. Chocar OPCION 10 ;Ir a DIM_LOW ;CHECAR OPCION 10

MOV MOV CALL JZ JMP

R(),#29 Rl,FCODE BYEQ OP11 DIMHIGH

MOV MOV CALL JZ CALL JMP

R0,#31 ;CHECAR OPCION 11 Rl.FCODE BYEQ ;FCODE = 31 ? (Código de Status Request) LOOP1 ;No. Ir a LOOP STATUS_REQUEST ;Si. Llamar subrutina STATUS_REQUEST LOOP ;Ir a LOOP

;FCODE = 29 ? (Código de Preset Dim High) ;No. Ir a OPCION 11 ;Si. Ir a D1MJHIGH

.************* SUBRUTINA A L L UNITS OFF ************************** ALL_UNITS_OFF: CALL OFF ;Llamar subrutina OFF RET ; Regresar de subrutina .************* SUBRUTINA A L L LIGHTS OFF ************************** ALL_LIGHTS_OFF: CALL OFF ; Llamar subrutina OFF RET ;Rcgresar de subrutina ;************* SUBRUTINA ALL_LIGHTS_ON *************************** ALL_LIGHTS_ON: CALL ON ;Llamar subrutina ON RET ;Regresar de subrutina . ****************** SUBRUTINA ON ********************************** ON: CLR TIMER_RUN ;Apagar bandera TRO CLR LEVEL ;Bandera de luz prendido MOV CONT,#0 ; 100% de iluminación RET ;rcgresar de subrutina .****************** SUBRUTINA OFF ********************************* OFF: CLR T I M E R R U N ;Apagar bandera TRO SETB LEVEL ;Bandera de luz apagado MOV CONT,#31 ;0% de iluminación RET ;Regresar de subrutina .***************** SUBRUTINA STATUS_REQUEST *********************** STATUSREQUEST: MOV C.P3.1 ;LeerpinP3.1 MOV STS,C JC STAT_ON ;P3.1 = 1 ? ;Si. Ir a STAT_ON Sistema de Control de una Casa Inteligente

212

Apéndice VI

STAT OFF: MOV CALL MOV CALL MOV CALL RET

V,HOUSE WRITE V,#23 WRITE V,#2 WRITE

MOV CALL MOV CALL MOV CALL RET

V,HOUSE WRITE V,#27 WRITE V,#2 WRITE

;No. Ir a STAT OFF ;DATO a enviar al PLIX = A ;Escribir DATO al PLIX ;DATO a enviar al PLIX =23 (Stat=Off) ;Escribir DATO al PLIX ;DATO a enviar al PLIX = 2 (Rcpct.=2) ;Escribir DATO al PLLX ¿Regresar de subrutina

STAT_ON: ;DATOaenviaralPLIX = A ¿Escribir DATO al PLLX ¿DATO a enviar al PLIX =27 (Stat=ON) ¿Escribir DATO al PLIX ¿DATOaenviaralPLIX = 2(Repct.=2) ¿Escribir DATO al PLIX ¿Regresar de subrutina

.******************* SUBRUTINA DIM ****************************** DIM: INC CONT Jncrcmentar CONT MOV R0,#30 MOV Rl,CONT CALL BYGT ¿CONT > 30 ? JZ EXIT2 ¿No. Ir a EXIT2 MOV CONT,#31 ¿Si. CONT = 31 SETB LEVEL ¿Bandera de luz apagado CLR TIMER_RUN ;Apagar bandera TRO JMP EXI2 ¿Ir a EXI2 EXIT2: SETB LEVEL ; Bandera de luz apagado SETB TIMER RUN ¿Prender bandera TRO CALL FIND_RESULT ¿Llamar subrutina FIND_RESULT EXI2: RET ¿Regresar de subrutina .******************** SUBRUTINA BRIGHT *************************** BRIGHT: DEC CONT ¿Decrenicntar CONT MOV R0,#-1 MOV R l , CONT CALL BYEQ CONT = -1 ? JZ EXIT3 No. IraEXIT3 MOV CONT,#0 Si. CONT = 0 CLR T I M E R R U N Apagar bandera TRO CLR LEVEL Bandera de luz prendido JMP EXI3 Ir a EXI3 EXIT3: SETB LEVEL Bandera de luz apagado T I M E R R U N SETB ¿Prender bandera TRO CALL FIND RESULT ¿Llamar subrutina FINDRESULT EXI3: RET ¿Regresar de subrutina .********•************* SUBRUTINA HAILREQUEST ******************** HAIL_REQ UEST: Sistema de Control de una Casa Inteligente

213

Apéndice VI MOV CALL MOV CALL MOV CALL RET

V,HOUSE WRITE V,#25 WRITE V,#2 WRITE

; DATO a enviar al PLIX = A .Escribir DATO al PLIX ;DATO a enviar al PLIX=25(Hail Acknowledge) .Escribir DATO al PLIX ,DATO a enviar al PLIX = 2 (Repct.=2) ,Escribir DATO al PLIX , Regresar de subrutina

; ************ RUTINA DE ESCRITURA A L PLIX ****************** WRITE: C A L L RDYLOW ;Esperar READY = 0 MOV MOV CALL MOV CALL MOV CALL MOV

R0,#0E0H R1,P1 BYORL R0,#0E0H BYANL R0,V BYORL P1,R1

C A L L RDYHIGH

;P1 OR OEOH (DIR=1,CS=1) ;(P1 OR0E0H) AND OEOH ;((P1 OR OEOH) AND OEOH) OR DATO ;P1 = ((Pl OR OEOH) AND OEOH) OR DATO ;Esperar READY = 1

CALL CLR_DIR_CS ;DIR=0, CS=0 RET

; Regresar de subrutina

UTINA DE LECTURA DEL PLIX ******************* READ: C A L L RDYLOW

;Espcrar READY = 0

MOV

;DIR=0, CS=1

P1,#0BFH

C A L L RDYHIGH

;Esperar READY = 1

MOV MOV CALL MOV

; P l AND 1FH ; DATO = P1 AND 1FH

R0,#1FH Rl.Pl BYANL V,R1

CALL CLR_DIR_CS ;DIR=0, CS=0 RET

; Regresar de subrutina

.****************** SUBRUTINA RDYLOW ************************ RDYLOW: MOV R0,#80H MOV R1,P1 CALL BYANL ;P1 AND 80H (MASK READY) MOV R0,#80H Sistema de Control de una Casa Inteligente 214

Apéndice VI

SALI:

CALL BYEQ JZ SALI JMP RDYLOW RET

;READY = 1 ? ;No. Regresar de subrutina Si. Ir a RDYLOW

.******************* SUBRUTINA RDYHIGH *********************** RDYHIGH: MOV RO,#80H MOV R1,P1 CALL BYANL ;P1 AND 80H (MASK READY) MOV R0,#80H CALL BYNE ;READY =/= 1 ? JZ SAL2 ;No. Regresar de subrutina JMP RDYHIGH ;Si. Ir a RDYHIGH SAL2: RET .******************** SUBRUTINA CLR DIR CS ******************** CLR_DIR_CS: MOV P1,#9FH ;DIR=0,CS=0 RET ;Regresar de subrutina ******************** SUBRUTINA FIND RESULT ******************* Encuentra la multiplicación: (CONT*259 + 259) y almacena el byte menos significativo en R E S U L T L O W y el byte más significativo en RESULT HIGH FINDRESULT: MOV MOV MUL MOV MOV MOV MOV MUL ADD MOV MOV ADDC MOV MOV ADD MOV MOV ADDC MOV CLR MOV SUBB MOV

A, #255 B, CONT AB RESULT_LOW,A RES ULT_HIGH,B A, #4 B. CONT AB A,RESULT_LOW RESULT_LOW,A A,B A,RESULT_HIGH RESULT_HIGH,A A,#03H A,RESULT_LOW RESULT_LOW,A A,#01H A,RESULT_HIGH RESULT_HIGH,A C A,U0 A,RESULT_LOW RESULT LOW,A Sistema de Control de una Casa Inteligente

215

Apéndice VI

MOV A,#0 SUBB A,RESULT_HIGH MOV RESULT_H1GH,A RET *** SUBRUTINAS DE OPERACIONES LOGICAS AND Y OR DE BYTES ******* ENTRADAS: R l Y RO SALIDA: R l BYANL:

MOV ANL MOV RET

A,R1 A,R0 R1,A

R l = R l AND RO

BYORL:

MOV ORL MOV RET

A,R1 A,R0 R1,A

R l = R l OR RO

**** SUBRUTINAS DE DESIGUALDADES LOGICAS DE BYTES ************* ENTRADAS: R l Y RO SALIDA: A (A= 1, VERDADERO), (A=0,FALSO) BYGT:

MOV INC CJNE JNC JMP

BYEQ:

MOV A,R0 ; CJNE A,R1BO,BZERO JMP BONE

BYNE:

; MOV A,R0 CJNE A,R1BO,BONE JMP BZERO

BZERO:

MOV RET

A,U0

BONE:

MOV RET

A,#0FFH

A,R1 RO A,R0B0,$+3 BONE BZERO

; R l > RO ?

;*********** SUBRUTINA DE INTERRUPCION DE EXTO Y EXT1 *************** EX0_EX1_ISR: MOV C,LEVEL MOV P3.0,C ;P3.0 = LEVEL MOV THO,RESULT_HIGH ;Cargar THO MOV TL0,RESULT_LOW ;CargarTL0 MOV C,TIMER_RUN Sistema de Control de una Casa Inteligente

216

Apéndice VI

MOV RETI

TRÜ,C

;TRO = T I M E R R U N ;Regresar de Interrupción

. ***** DEFINICION DE VARIABLES EN RAM INTERNA ************** ROBO EQU 00H RIBO OIH EQU HCODE EQU 22H .Código de Casa FCODE EQU 23H ;Código de Función HOUSE EQU 24H ;Casa UNIT EQU 25H ; Unidad del módulo V EQU 26H ;DATO CONT EQU 27H ;Contador de nivel de intensidad RESULT HIGH EQU 28H ;Valor alto de THO RESULT_LOW EQU 29H ;Valor bajo de TLO BIT 0 MODSEL ;Flag de selección de módulo BIT 1 STS ;Flag de Status LEVEL 2 BIT ;Flag de nivel 3 TIMER RUN BIT ;Flag para TRO P3.2 LEVEL_STATUS EQU END

ENTER

;FIN DEL PROGRAMA

Sistema de Control de una Casa Inteligente

217

APENDICE VII

1 REM *******PROGRAMA DE CONTROL DE MODULOS X-10 ******************** 2 REM *** ING. RAUL CRESPO S. ********************** 3 REM *** 1TESM. SEMESTRE ENERO-MAYO 1994 ********************** 10 DATA &H278,&H378,&H3BC 20 FOR P = 1 TO 3 30 READ DPORT: REM PUERTO DE SALIDA DE DATOS 40 SPORT = DPORT + 1: REM PUERTO DE ENTRADA DE STATUS 50 CPORT = DPORT + 2: REM PUERTO DE SALIDA DE CONTROL 60 ACTION = 0: REM BANDERA 70 OUT DPORT, &HFF: REM ESCRIBIR DATA=255 80 STATUS = INP(SPORT): REM Y LEERLO DE NUEVO 90 PRINT STATUS 100 OUT DPORT, &H0: REM ESCRIBIR DATA=0 110 IF (STATUS INP(SPORT)) THEN ACTION = 1: REM FLAG EL PUERTO 111 REM CONECTADO 120 PRINT INP(SPORT) 130 IF ACTION = 1 THEN GOTO 170: REM DEJAR RUTINA SI EL PUERTO FUE 131 R E M FLAGEADO 140 NEXT P: REM SI NO HUBO FLAG CHECAR EL SIGUIENTE PUERTO 150 PRINT "No se encontró al PLIX, cheque las conexiones e intente de nuevo" 160 END: R E M PARAR EL PROGRAMA SI NO SE ENCONTRO NINGUN PUERTO 170 PRINT "Se encontró el PLIX en la dirección "; HEX$(DPORT); "H" 180 PUP = 0: DUP = 4: NUP = 0: SUP = 0: REM DEFINE HIGH BITS 190 PDOWN = 8: DDOWN = 0: NDOWN = 2: SDOWN = 1: REM DEFINE LOW BITS 200 POWER = PUP: DIRECTION = DDOWN: NIBBLE = NDOWN: ENABLE = SDOWN 201 R E M VALORES INICIALES 210 CPORTV = POWER + DIRECTION + NIBBLE + ENABLE: REM INICIALIZA 211 R E M PUERTO DE CONTROL 220 OUT CPORT, CPORTV 230 PRINT 240 PRINT 250 PRINT "Escoja una función" 260 PRINT 270 PRINT "1 - Enviar una secuencia de sincronía" 280 PRINT "2 - Escribir una secuencia de comando" 290 PRINT "3 - Desplegar la última transmisión X-10 recibida" 300 PRINT "4 - Desplegar el status de la Linea de Potencia" 310 PRINT "5 - Terminar sesión" 320 PRINT 3301$ = INKEY$: IF 1$ ="" THEN GOTO 330 340 IF 1$ = "1" THEN GOTO 410 350 IF 1$ = "2" THEN GOTO 520 360 IF 1$ = "3" THEN GOTO 890 370 IF 1$ = "4" THEN GOTO 1240 Sistema de Control de una Casa Inteligente

218

Apéndice VII 380 IF 1$ = "5" THEN OUT CPORT, &HC: END: REM ESO ES TODO AMIGOS 390 GOTO 230 400 REM ****************************************^ 410 REM ENVIAR LA SECUENCIA DE SINCRONIA 420 REM ***************************************^ 430 PRINT "Escribiendo al PLLX estos bytes como una secuencia de sincronía..." 440 RANGE = 0 450 GOSUB 1480: REM ESCRIBIR RUTINA 460 GOSUB 1480: REM ESCRIBIR RUTINA 470 GOSUB 1480: REM ESCRIBIR RUTINA 480 RANGE = 31 490 GOSUB 1480: REM ESCRIBIR RUTINA 500 GOTO 230 510 REM **************************************^ 520 REM ESCRIBIR UNA SECUENCIA DE COMANDO 530 REM ************************************^ 540 PRINT "Presione el HOUSECODE apropiado (A-P)" 550 1$ = INKEYS: IF 1$ = "" THEN GOTO 550 560 IF (1$ > A N D 1$ < "q") THEN 1$ = CHR$(ASC(I$) - 32): REM CONV.A UPPER CASE 570 IF (1$ < "A" OR 1$ > "P") THEN GOTO 550 580 HCODES = 1$ 590 PRINT HCODES: REM ESTA ES TU ELECCION 600 PRINT "Inserte su selección de FUNCION " 610 PRINT 620 PRINT "Ingrese un número de 1-16 como un código de UNIT, o ..." 630 PRINT 640 PRINT "17 - A H units OFF 25 - All Lights ON" 650 PRINT "18- Hail Request * 26 - Hail Acknowlcdge *" 660 PRINT " 19 - Dim 27 - Bright" 670 PRINT "20 - Entended DATA * 28 - Status=ON *" 680 PRINT "21 - ON 29 - OFF" 690 PRINT "22 - Preset Dim * 31 - Extended CODE *" 700 PRINT "23 - All Lights OFF * 32 - Status Request **" 710 PRINT "24 - Status=OFF * " 720 PRINT "*=actualmente no manejados por módulos X-10 **=RF sólo gateway" 730 INPUT FCODE 731 IF (FCODE = 22) THEN 732 PRINT 733 PRINT "Elija nivel de intensidad (0-31)" 734 INPUT INTEN 735 IF (INTEN < 0 OR INTEN > 31) THEN GOTO 732 736 END IF 737 INTEN = 31 - INTEN 740 IF (FCODE < 1 OR FCODE > 32) THEN GOTO 600 750 PRINT 760 PRINT "Elija el número de veces a enviar el comando X-10 (1-30)" 770 INPUT REPEAT 780 IF (REPEAT < 1 OR REPEAT > 30) THEN GOTO 760 790 PRINT "Enviando estos bytes al PLIX para su selección ..." 800 CODE = ASC(HCODES) - 64: REM CAMBIA EL HOUSE CODE POR TABLA DE Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Apéndice VII 801 REM ENTRADA 1-16 810 GOSUB 1310: REM OBTIENE BYTE DE COMANDO ACTUAL DE LA TABLA 811 IF (FCODE = 22 AND INTEN > 15) THEN FCODE = 30: RANGE = INTEN - 16 813 IF (FCODE = 22 AND INTEN < 16) THEN FCODE = 22: RANGE = INTEN 820 GOSUB 1480: REM RUTINA DE ESCRITURA 825 IF (FCODE < 17) THEN CODE = FCODE 830 IF (FCODE < 17) THEN GOSUB 1310 ELSE RANGE = FCODE - 1 840 GOSUB 1480: REM RUTINA DE ESCRITURA 850 RANGE = REPEAT 860 GOSUB 1480: REM RUTINA DE ESCRITURA 870 GOTO 230 880 REM ********************************************** 890 REM DESPLIEGA LA ULTIMA TRANSMISION X-10 RECIBIDA 900 REM ************************************************************ 910 DIRECTION = DDOWN 920 GOSUB 1750: REM FIJAR DIRECTION 930 RANGE = 0: REM ESTO PERMITE A L PLIX MANEJAR EL PUERTO DE STATUS 940 GOSUB 1860: REM FIJAR DATA 950 FOR Z = 0 TO 1: REM OBTIENE 2 BYTES DEL PLIX 960 ENABLE = SUP 970 GOSUB 1800: REM FIJAR ENABLE 980 GOSUB 1640: REM CHECAR READY 990 IF READY = 0THEN PRINT"";: GOTO 980: REM BUSY 1000 NIBBLE = NDOWN 1010 GOSUB 1690: REM FIJAR NIBBLE 1020 RANGELO = INP(SPORT) 1030 NIBBLE = NUP 1040 GOSUB 1690: REM FIJAR NIBBLE 1050 RANGEHI = INP(SPORT) 1060 RANGE = 0 1070 IF (RANGELO AND &H10) = &H10 THEN RANGE = RANGE + &H1 1080 IF (RANGELO AND &H20) = &H20 THEN RANGE = RANGE + &H2 1090 IF (RANGELO AND &H80) = &H0 THEN RANGE = RANGE + &H4 1100 IF (RANGEHI AND &H10) = &H10 THEN RANGE = RANGE + &H8 1110 IF (RANGEHI AND &H20) = &H20 THEN RANGE = RANGE + &H10 1120 IF Z = 0 THEN PRINT 1130 IF Z = 0 THEN 1131 IF RANGE > 15 THEN 1132 RANGE = RANGE -16 1133 PRINT "Nueva Entrada ", 1134 ELSE 1135 PRINT "Vieja entrada ", 1136 END IF 1137 END IF 1142 IF Z = 0 THEN PRINT "HC="; ELSE PRINT "FC="; 1143 IF Z = 0 THEN 1144 SELECT CASE RANGE CASE IS = 6: PRINT "A", 1146 CASE IS = 7: PRINT "B", 1147 CASE IS = 4. PRINT "C", Sistema de Control de una Casa Inteligente 220

Apéndice VII 1148 CASE IS = 5: PRINT "D", 1149 CASE IS = 8: PRINT "E", 1150 CASE IS = 9: PRINT "F", 1151 CASE IS = 10: PRINT "G", 1152 CASE IS = 11: PRINT "H", 1153 CASE IS = 14: PRINT "1", 1154 CASE IS = 15: PRINT "J", 1155 CASE IS = 12: PRINT "K", 1156 CASE IS = 13. PRINT "L", 1157 CASE IS = 0: PRINT "M", 1158 CASE IS = 1: PRINT "N", 1159 CASE IS = 2: PRINT "O", 1160 CASE IS = 3: PRINT "P", 1161 CASE ELSE 1162 PRINT "ERROR", 1163 END SELECT 1164 ELSE 1165 SELECT CASE RANGE CASE IS = 6: PRINT "1", 1166 CASE IS = 7. PRINT "2", 1167 CASE IS = 4: PRINT "3", 1168 CASE IS = 5: PRINT "4", 1169 CASE IS = 8: PRINT "5", 1170 CASE IS = 9. PRINT "6", 1171 CASE IS = 10: PRINT "7", 1172 CASE IS = II: PRINT "8", 1173 CASE IS = 14. PRINT "9", 1174 CASE IS = 15: PRINT "10", 1175 CASE IS = 12. PRINT "11", 1176 CASE IS = 13: PRINT "12", 1177 CASE IS = 0: PRINT "13", 1178 CASE IS = l . PRINT "14", 1179 CASE IS = 2: PRINT "15", 1180 CASE IS = 3: PRINT "16", 1181 CASE IS = 16: PRINT "ALL UNITS OFF", 1182 CASE IS = 24: PRINT "ALL LIGHTS ON", 1183 CASE IS = 20: PRINT "ON", 1184 CASE IS = 28. PRINT "OFF", 1185 CASE IS = 18: PRINT "DIM", 1186 CASE IS = 26: PRINT "BRIGHT", 1187 CASE IS = 22: PRINT "ALL LIGHTS OFF", 1188 CASE IS = 30. PRINT "EXTENDED CODE", 1189 CASE IS = 17: PRINT "HAIL REQUEST", 1190 CASE IS = 25: PRINT "HAIL ACKNOWLEDGE", 1191 CASE IS = 21: PRINT "PRESET DIM LOW", 1192 CASE IS = 29: PRINT "PRESET DIM HIGH", 1193 CASE IS = 19: PRINT "EXTENDED DATA", 1194 CASE IS = 27: PRINT "STATUS ON", 1195 CASE IS = 23. PRINT "STATUS OFF", 1196 CASE IS = 31: PRINT "STATUS REQUEST", Sistema de Control de una Casa Inteligente

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1197 CASE ELSE 1198 PRINT "ERROR", 1199 END SELECT 1200 END IF 1206 ENABLE = SDOWN 1207 GOSUB 1800: REM FIJAR ENABLE 1208 GOSUB 1640: REM CHECAR READY 1209 IF READY = 1 THEN PRINT ".";: GOTO 1208: REM BUSY 1210 NEXT Z: REM OBTIENE OTRO BYTE DEL PLIX 1220 GOTO 230 1230 REM ************************************************************ 1240 REM DESPLIEGA EL STATUS DE LA LINEA DE POTENCIA 1250 REM ************************************************************ 1260 POWER = (INP(SPORT) AND &H40): REM LEE SPORT D6 (ACK PP. 10) 1270 PRINT "La linca de Potencia de AC está "; 1280 IF (POWER = &H40) THEN PRINT "ACTIVADA" ELSE PRINT "DESACTIVADA" 1290 GOTO 230 1300 REM ************************************************************ 1310 REM OBTIENE EL BYTE DE COMANDO ACTUAL DE LA TABLA DE 1311 REM TRANSLACION 1320 REM ********************************************* (CODE = 1) THEN RANGE = 6 (CODE = 2) THEN RANGE = 7 (CODE = 3) THEN RANGE = 4 (CODE = 4) THEN RANGE = 5 (CODE = 5) THEN RANGE = 8 (CODE = 6) THEN RANGE = 9 (CODE = 7) THEN RANGE = 10 (CODE = 8) THEN RANGE = 11 (CODE = 9) THEN RANGE = 14 (CODE = 10) THEN RANGE == 15 (CODE = 11) THEN RANGE == 12 (CODE = 12) THEN RANGE == 13 (CODE = 13) THEN RANGE == 0 (CODE = 14) THEN RANGE = I (CODE = 15) THEN RANGE == 2 (CODE = 16) THEN RANGE == 3 1460 RETURN 1470 R E M ************************************************************ 1480 REM RUTINA DE ESCRITURA 1490 REM ************************************************************ 1500 GOSUB 1860: REM FIJAR RANGE 1510 DIRECTION = DUP 1520 GOSUB 1750: REM FIJAR DIRECTION 1530 ENABLE = SUP 1540 GOSUB 1800: REM FIJAR ENABLE 1550 GOSUB 1640: REM CHECAR READY 1560 IF READY = 0 THEN PRINT ".";: GOTO 1550: REM BUSY 1570 PRINT RANGE, 1580 ENABLE = SDOWN Sistema de Control de una Casa Inteligente

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Apéndice VII

1590 1600 1610 1620 1630

G O S U B 1800: R E M FIJAR E N A B L E G O S U B 1640: R E M C H E C A R R E A D Y IF R E A D Y = 1 T H E N P R I N T : G O T O 1600: R E M B U S Y RETURN R E M ************************************************************

1640 1650 1660 1670 1680

R E M CHECAR READY R E M ************************************************************ IF ((INP(SPORT) A N D & H 8 ) = & H 8 ) T H E N R E A D Y = 1 E L S E R E A D Y = 0 RETURN R E M ************************************************************

1690 R E M FIJAR N I B B L E ( N D O W N = L O W E R 3 BITS N U P = U P P E R 2 BITS) 1700 R E M ************************************************************ 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 2000

C P O R T V = ((CPORTV A N D &HFD) O R NIBBLE) O U T CPORT, CPORTV RETURN R E M ******************************************* R E M F I J A R D I R E C T I O N (DUP=WRITE D D O W N = R E A D ) R E M ************************************************************ C P O R T V = ((CPORTV A N D & H F B ) O R DIRECTION) RETURN R E M ************************************************************ R E M FIJAR E N A B L E (SUP=CH1P E N A B L E D S D O W N = C H I P D I S A B L E D ) R E M ************************************************************ C P O R T V = ((CPORTV A N D &HFE) O R E N A B L E ) O U T CPORT, CPORTV RETURN R E M ************************************************************ R E M FIJAR D A T A ( R A N G E = D A T A ) R E M ************************************************************ O U T DPORT, (RANGE O R &HE0) RETURN R E M ************************************************************ R E M FIJAR P O W E R (PUP=ON PDOWN=OFF) R E M ************************************************************ C P O R T V = ((CPORTV A N D &HF7) O R POWER) O U T CPORT, CPORTV RETURN R E M ************* F I N D E L P R O G R A M A *************************

Sistema de Control de una Casa Inteligente

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BIBLIOGRAFIA GENERAL

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