iLitil,:::i
Sensores
CASO PRÁCTICO
situación de Partida
orientado hacia el sur
Un local comercial dispone de un escaparate
prácticamente todo el día Esta situaó""i".'U" f"t directa durante
en la que los
y
ción se acentúa en la época de primavera verano'
presente'
más
días son más largos y el sol está
proha observado que algunos de sus
El propietario del negocio
al sol de forma
Juctos se deterioran si se encuentran expuestos
de Ia luz sobre
directa
acciÓn
la
evita
continuada. El uso de un toldo
producen con asiSin embargo, como en Ia zona.se
"i"i..pt"t.
áriáui trun",
y extenráfagas de viento, es necesario recogerlo
esa
atenciÓn
evitar
á.rio tunruttenté varias veces al día. Para
el sistema de for.ontinuudu sobre él se ha decidido automatizar
ma que\unitone de\a irgrlren\e'ñ¿\E\
El
ve cc
toldo se recogerá y extenderá cuando la
::: :'
=--
to supere determinados umbrales'
-":'
' ':
en horaric ^
5e debe prever que el toldo esté recogido
': -"t-'
manu¿
-':
funcionamiento
el
previsto
Además debe estar
este caso' eL i--: :- ='
en
anular,
debiendose
t.
en
Para la misma tarea también se tendrá
da en la fachada del edificio'
cuenta
--
o
a
óúriuoo"t,
miento automático del sistema'
d-.
estudio del caso
primeras preguntas. Después, analiza ca1a
Antes de empezar a /eer esfa unidad de trabajo, puedes contestar las dos
deltema con el objetivo de contestar al resto de preguntas de esfe caso práctico'
1. De los mecanismos eléctricos que conoces, ¿cuáles
crees que son sensores? Nombre al menos 5 de ellos.
2. ¿Crees que los detectores de proximidad (capacitivos,
inductivos, fotoeléctricos, etc.) utilizados en la industria son sensores?
3. ¿Con qué mecanismo
se realiza el control manual del
4. ¿Cuál es el dispositivo
que se debe utilizar para evitar
que el toldo funcione en horario nocturno?
5. ¿Cuál es dispositivo que permite conocer la velocidad
del vlento?
---:
6. ¿Con qué sensor se controlará el toldo en
de la cantidad de luz recibida en la fachaca ::
mueble?
7. Sise quiere conocer cuáles
la velocidad
de '' e-::
cualquier momento y así actuar en consecLs¡a . =
sistema, ¿qué tipo de señal debe entreqa' ):-:
:
8. ¿A qué tipo de entrada se debe
toldo?
s-
coneci¿'
:-:
:
sor?
9. ¿Crees que se podría gestionar la bajaca :: :: l:
función de la temperatura del tnle':' :: :::.:
te?, ¿qué tipo de sensor es neces¿':-
1. Sensores
Los sensores son elementos que envían señales a través de las entradas del nodo
domótico.
En el mercado existen numerosos tipos de sensores. Desde los más simples, tipo
interruptor y pulsador, que envían señales de acciones manuales del usuario ha'
cia la instalación, hasta los más complejos que son capaces de detectar magnitu'
úldes físicas (temperatura, humedad, velocidad dei viento, humos, etc.)' A estos
timos también se les denomina detectores.
Muchos de los sensores pueden trabajar de forma autónoma para automatizar aisladamente determinados circuitos de la vivienda o de forma integrada en el sis'
tema domótico. En el segundo caso, los sensores pueden ser convencionales y utilizarse a través de las entradas del nodo domótico. o específicos para un sistema
domótico determinado (EIB, X10, etc.)'
1.1. Tipos de sensores
_nlr
Señal digital (Todo o Nada)
Dependiendo del tipo de señal enviada, los sensores pueden ser de dos tipos:
(1)
Digitales: rrabajan con señales que adoptan dos posibles valores: el máximo
y el mínimo (0). También son denominados comúnmente sensores "todo o
.r"du". Ejemplos de este tipo de sensores son los interruptores y pulsadores que se
encuentran Á las instalaciones convencionales y permiten abrir o cerrar un circuito eléctrico.
¡,rax
Señal analógica
Figura 2.1.
;
¡lr: i 2 l:¡er
Analógicos: envían una señal dentro de un rango de valores. Este tipo de senso,", p"áir"r, realizar diferentes acciones en función del valor enviado' A modo
un com'
de e¡emplo se puede decir que unregulaáor deluminosidnd o dimmer, tiene
portamiento similar al de un sensor analógico'
Los sensores analógicos necesitan alimentación eléctrica para su funcionamiento. Dependiendo del modelo y el tipo, esta alimentación puede tomarse directamente de la red eléctrica de 230 V o a través de una fuente de alimentación de
corriente continua de tensiones entre 12 y 24Ycc'
cn de un sensor digital.
t
Figura 2.3. Conexión de un sensor analógico
o en
Las señales analógicas se encuentfan estandarizadas en rangos de tensión
doy
nodos
sensores
entre
compatibihdad
rangos de corriená, facilitando así la
nrriticos de diferentes marcas comerciales'
saber
m
s
Estándar de tensión
Estándar de corriente
De0a10Vcc
De4a20mA
cos, los mayormenle
De -10 a +10 Vcc
De0a20mA
corriente el de 4 a 20 mA.
De2a10Vcc
Dela5mA
De0a5Vcc
De0a5mA
Dentro de los estánd¿res
f
Tabla 2.1.
El sensor analógico debe ser compatible con la enüada analógica del nodo do'
mótico. Es decir, no se puede conectal un sensor analógico de tensión en una en'
trada de coffiente, y viceversa. Además, es importante que tanto el sensor como
la entrada utilicen el mismo rango.
Aquí se muestra cómo se deben utilizar los estándares de tensión y corriente
para que haya plena compatibilidad entre los sensores y las entradas analÓgicas del nodo domótico.
Los ejemplos 1y 2 están correctamente configurados, ya que en ambos casos eí rango de tensión (en el primer caso) y el de corriente (en el segundo)
coinciden en ambos elementos.
Sensor
analógico
1
Entrada
Analógica
0-10v
'l
Entrada
Analógica
4-2OmA
Figura 2.4. Casos correctos.
Sin embargo, la conexión del caso 3 no es correcta, ya que un sensor que trabaja en teñsión no puede ser conectado en una entrada preparada para trabajar en corriente. En esta situaciÓn la entrada incluso se podría dañar de for-
ma irremediable.
es correcta, ya que a pesar de que ambos elementos trabajan con un estándar de tensión, tienen rangos diferentes. En este
caso la entrada analógica síque recibe señales del sensor; sin embargo, no es
La conexión del caso 4
tampoco
tratada adecuadamente en el nodo domótico , ya que los rangos de tensión
no son los mismos.
Entrada
Analógica
4-2OmA
Figura 2.5. Casos incorrectos.
¿'.:;','
¿i"'z¿c:.
en tensión el de 0 a 10 \
Entrada
Analógica
='
1.2. Sensores util¡zados en domótica
En el mercado existen numerosos tipos de sensores para utilizar en instalaciones
domóticas. Algunos simplemente captan señales que el usuario envía manualmente mediante sensores electromecánicos, como interruptores y pulsadores, y
otros son capaces de enviar dichas señales en función de valores de determinadas
magnitudes físicas (luz, calor, distancia, etc.).
Aquí
se muestran algunos de los utilizados en sisremas domóticos.
Sensores de accionamiento manual
Pulsadores e interruptores
tl*
\
Son los utilizados habitualmente en las instalaciones eléctricas convencionales.
Permiten la interrupción y el paso de corriente en un circuito eléctrico ante una
I
*.;Jo
Figura 2.6. lnterruptor y pulsador.
acción manual sobre éste.
En domótica existe una tendencia a utilizar pulsadores, ya que los nodos domóticos
permiten programar la forma de funcionamienro de la entrada, bien como pulsador,
bien como intemrptor e incluso como si fuera una señal de tipo analógico.
La simbología utilizada para este tipo de sensores en esquemas multifilares y unifilares es la siguiente:
saber
m
s
Sensor
Multifilar
lnterruptor
-{
Pulsador
-\
o
E,/
r-l
.{
ie:uerda que los esquemas unifi¿'es son utilizados para represena ubicación de mecanismos y
¡¿"alizaciones eléctricas sobre pla-
:¿'
^cs de instalaciones eléctricas de
-terlor.
Conmutador
f
Unifilar
Tabla 2.2.
Otros tipos de sensores de accionamiento manual
_._ts:*-}!L_
Eléctricamente se comportan como interruptores, pulsadores o conmutadores, sin
embargo, su accionamiento y funcionalidad externa se adaptan a aplicaciones específicas. Algunos sensores de este tipo son los pulsadores urilizados para la subida y bajada de toldos y persianas, o interruptores de llave para aplicaciones de se-
AV
guridad, etc.
" Frgura 2.7. Pulsador de persiana
-:e-!¡1or
e
Sensor
de llave.
Multifilar
Pulsador de persiana o toldo
-:. - práctico
I ::-r': -:--:
:_ -:-:--:
t<
inicial
le:cdosepuea
lnterruptor de llave
:¡^^rÁc
r
Tabla 2.3.
EAJ
Unifilar
1r
E
Sensores magnéticos
funciona'
Se utilizan para detectar la apertura y cierre de puertas y ventanas. Su
de un
proximidad
la
de
función
en
cierra
mienro es simple. U.1.o.1tucto se abre o
imán permanente sobre
é1.
g
Contacto
Contacto
\_
saber
m
s
Los contactos magnel cos l= :
tas y ventanas se PLec¿también para aPlicaciones
-:'-
-' -:"
c:.:--
fort y gestiÓn de energ ta Pc ' e = - plo, para desconectar el sistena ::
calefacciÓn si una Puerta o ventlna se encuentra abierta.
@/\
il
ñ
r
lmán
¡9r
lmán
,l' Figura 2.8.
lnterruptor magnético exterior.
t
Figura 2.9. lnterruptor magnético para empotrar'
es el
El símbolo utilizado para representar los sensores magnéticos de proximidad
siguiente:
Sensor
lnterruptor de proximidad
magnético
Multifilar
t"-\
Unifilar
ñt
-1
1
+ Tabla 2.4.
Si se desea aprovechar una entrada del nodo domótico para realizar una función
secon varias ventanas y/o puertas a la vez, es necesario utilizar una conexión en
y
ventanas
puertas
las
cuando
forma
De
esta
rie de los contactos de los sensores.
el
están cerradas, los contactos permanecen cerrados. Así, si una de e1las se abre,
detecpuede
ser
contacto 1o hace Ambién de forma inmediata y la falta de señal
tada por el nodo domótico para producir una acción'
por
Para que el dispositivo sea eficaz no se debe superar la distancia recomendada
el fabricante entre el contacto y el imán.
l¡l
¡ll
.(dtt
@9
ll3
Ell
d, H5
lnt-2
Separación máxima
recomendada por
el fabricante
A la central de seguridad
o nodo domótico
t
Figura 2.10. Conexión de interruptores magnéticos en ser¡e'
f
Figura 2,11. Ejemplo de fijación de un inte!'rLrot3'
magnético en una Puerta.
ACTIV¡DADES
1. lorprobación del funcionamiento de interruptores magnéticos.
.
Respetando la distancia recomendada por el fabricante, atornilla con dos tirafondos el contacto a un tablero de madera, y con uno solo el imán.
Coloca el conmutador del polímetro en la posición de medida de continuidad.
.
. Comprueba la continuidad en los bornes del interruptor con el imán paralelo a é1.
. lv4anteniendo las puntas de prueba del polímetro en los bornes del interruptor, retira el imán y comprueba
qué ocurre con la continuidad.
'l
1 Figura 2.13. Contacto cerrado. Con continuidad.
Figura 2.12. Contacto abierto. Sin continuidad.
2. Conexión de interruptores magnéticos en serie.
.
Sobre el panel de madera fija con tornillos tres interruptores magnéticos conectados en serie. Conectar el con-
junto, también en serie, con una pila y una lamparita adecuada a la tensión de dicha pila.
Lamparita de 4,5 V
Pila de 4,5 V
1 Figura
. Observa qué ocurre
2,'14. Conexión en serie de los tres contactos cerrados de
interruptores magnéticos.
con la lámpara si los interruptores están en la posición de reposo o alguno de ellos está
abierto.
Lamparita de 4,5 V
H---lñánN
(/-
-
Pila de 4,5 V
Figura 2.15. Cuando se desplaza el imán de cualquiera de los interruptores la lámpara se apaga.
Detectores de humo o fuego
utilizan en sistemas domóticos que requieren seguridad contra incendios' Los
primeros de[ectan fuertes concentraciones de humo que, presumiblemente, han
prosido producldas por un incendio. Lo segundos detectan las altas temperaturas
utiSe
duciáas por el fuego. Su disparo se debe ajustar para evitar falsos positivos'
hzan en aphcaciones de seguridad técnica en viviendas y edificios.
En función del sensor utilizado para la detección, los detectores pueden ser: folo'
Se
eléctricos, de temperatura o iónicos.
,/"
il.,,J
,.."!¡é;1y,
t" t,l"s'
f
Figura 2.'t6. Detector
eléctrico de humos.
foto- 1 Figura 2.17'
Detector de
t
Figura 2.18. Detector iónico.
temperatura o calor.
El símbolo para este tipo de detectores
es el siguiente:
Unifilar
Multifilar
Sensor
-@
Detector de humos o fuego
r
Tabla 2.5.
La instalación óptima requiere tantos detectores como estancias posea el lugar a
proteger. Sin embargo, si esto no fuera posible, se intalaría un número concreto
lrrgur", estratégicos, como pueden ser las habitaciones de las plantas superio"r, en una vivienda tipo duplex o similar.
res
'l
óptima.
Figura 2.19. lnstalación óptima.
'l
Figura 2.20. lnstalación mínima.
La señal de activación se envía al sistema domótico o central de alarma a través
de un contacto eléctrico que puede ser abiefto, cerrado o conmutado. Además,
dispone de un altavoz o zumbador que emite una indicación acústica cuando se
produce el disparo.
Necesitan alimentación eléctrica para su funcionamiento. Algunos modelos se
pueden conectar directamente a la red eléctrica de 230 V en cambio otros fun'
cionan mediante una pila o batería.
Unidad
2
Ambos casos quedan ilustrados a continuación:
230 V
230 V
w
L-4
'""''"'Ao"¡nu
'
Figura 2.2'1. lnterior de un detector.
:ll::ff.i,?:::,1i:
saber
m
Detectores de gas
s
_ls terectores de
gas, además de
: -i3creT del circuito eléctrico
r icarc, están dotados de
.==
de ra conexión de su
de
una
= acJsttca de emergencia.
se utilizan para la derección de escapes de gas en instalaciones domésticas. Dependiendo el tipo de gas a detectar: gas ligero (metano o gas narural) gas
o
pesado (butano o propano), su instalación se hace .n lu p"rtiuperior de la esrancia
en el primer caso y en la parte inferior en el segundo.
El símbolo en general para los derectores de gas es el siguienre:
Detector gas en general
r¡o
**
a
'l
e;X,
Figura 2.23. Detector de gas
Tabla 2.6.
Se utilizan en aplicaciones de seguridad técnica en viviendas y edificios.
Su montase realiza en lugares expuestos a fugas de gas como cocinas,
cuartos de calderas,
je
etc.
Su conexión es idéntica a la de los detectores de humos.
3
Detector de gas ligero
:
F gura 2.24.
:: ::
(gas natural o
Detector de monó-
¡¿.bono.
- -:_': -::
-i::::
o- oe oe
metano)
--\
\u
Detectores de monóxido de carbono
inodoro e incoloEl monóxido de carbono es un gas muy venenoso Y Que' al ser
es necesaria en
detectofes
ro, es difícil de detectar. La instalación de este tipo de
aquellos lugares con alto riesgo de concentración del gas'
y como máximo a
Deben instalarse del suelo a una distancia mínima de 1'5 m'
contacto eléctriun
de
disparo
Como orros derectores de gas, además del
1,9
-.
co, disponen de sistema acústico de señalización'
y edificios' siendo
Se utilizan en aplicaciones de seguridad técnica en viviendas
de humo y fuego es'
su conexión e|éctrica idéntica a ia vista para los detectores
tudiados anteriormente.
Detectores de inundación
de inundación, como
Se instalan en aquellas estancias de la vivienda con riesgo
en los que exislugares
cocinas, cuartos ie baños, sótanos, bodegas o en aquellos
ten canalizaciones y tomas de agua.
230 V
módulos: el cirLos detectores de inundación están formados por dos cuerpos o
posible del
cerca
más
lo
.rrlro de disparo y la sonda. Esta última debe instalarse
inmediata'
forma
de
5 y 1b0 m*, para la detección de la inundación
,,r"1o,
"r-rr"
La simbología utilizada para los detectores de inundación
es:
Unifilar
Multifilar
Sensor
fl
J14
Detector de inundación
11
Sonda de inundación
t
Tabla 2.7.
y edificios
Se utitizan en aplicaciones de seguridad técnica en viviendas
Módulo de disParo
*
f Figura 2.26. lnterior de un detector de inundación alimentado a
230 V y mediante batería interna'
'l
Figura 2,27. Detalle de un detector de inundación y su instalación'
eléctrica
De igual forma que otros detectores de tipo activo, necesitan alimentación
a la red
directamente
conectar
para su funcionamiento. Algunos modelos se pueden
siendo
pila
batería,
o
ca-bio otfos funcionan mediante una
de 230 V,
"r,
"lécrricu
y aseos. El contacrecomendable la instalación de estos últimos en cuartos de baños
anteriores'
detectores
los
en
visto
a
1o
ro de activación se utiliza de forma similar
Detectores de presencia o volumétricos (plRs)
T
Támblén conocidos como PIR (Passive Infrared), son dispositivos piroeléctricos
que disparan un circuito electrónico cuando se producen, en su.utrrpo de acción,
cambios en los niveles de radiación ante la presencia de una persona o animal.
En la domótica su uso está generalizado en aplicaciones de encendido automático de alumbrado y aplicaciones seguridad antiintrusos.
El símbolo para los detectores de presencia
' Figura 2.28. Detectores de presencia de pared, para caja universal y de techo.
Sensor
Multifilar
t
Detector de presencia
f
es:
PIR
112
Ii
Kcl
I
\ltt
Unifilar
114
re
Tabla 2.8.
En los circuitos de alumbrado sustituyen, o complementan, a los interruptores
convencionales para el encendido de lámparas.
L
230 Vca
-
L
N
'l
Figura 2.29. Conexión para
to
permanente.
230 Vca
-
N
funcionamien-
l
Figura 2.30. Conexión con interruptor (S1) para
corte de alimentación.
Necesitan alimentación eléctrica para su funcionamiento continuado y en ocasiones es necesario insertar un interruptor en serie para interrumpir dicha alimentación y anular así el funcionamiento del circuito.
Detector
de presencia
' Fqrü-¿ 231. Nector
:ft r'rsña,¿6,o er techo_
de presen-
Los detectores de presencia se instalan en techos y paredes, siendo necesario ajustar su campo de detección para que el disparo se realice en condiciones óptimas.
t
Figura 2.32. Detector de presencia instalado en pared.
Sensores de luminosidad
Detectan el nivel de luz que hay en el interior o exterior de una vivienda.
función de la luz ambiente. Por ejemplo: el encendido y apagado automático de lámparas, subida y
Se urilizan para controlar diferentes circuitos eléctricos en
bajada de persianas, etc.
5ensor
Detector de presencia
f
PIR
Multifilar
Unifilar
H\I
f.il
..-il
i
'f Figura 2.33. Sensor de luminosidad para interior.
I
Tabla 2.9.
Entre los diferentes modelos de sensores de luminosidad desaca el denominado
interruptor crepuscular, que es un dispositivo electrónico que permite gestionar
cargas eléctricas en función de la luz del sol. Esta característica 1o hace especialmente útil para la gestión de energía en circuitos de alumbrado público y sistemas
de iluminación (o de offo tipo) que se activen automáticamente al llegar el crepúsculo. Está diseñado con materiales muy resistentes que le permiten trabajar en
intemperie, en condiciones climatológicas adversas.
caso
práetico
inicial
El interruptor crepuscular es el dispositivo que se necesita en el ejemplo del caso practico inicial para evitar que el toldo pueda ser activado
por la noche.
saber nn
s
Los interruptores crepusculares drs-
ponen de tiempos fijos o ajustables
para el retardo a la conexión y a la
desconexión de la carga.
v
cabulario
lnterruptor magnético: Magnetic
SWitCh
t Figura 2.34. lnterruptor crepuscular para f Figura 2.35. Ejemplo de instalación
sor de luminosidad.
intemperie.
de un sen-
Su conexión es similar a la vista para otros detectores. Debe ser alimentado por
la red eléctrica y dispone de un contacto de utilización para la carga.
Detector de monóxido de
carbono, Carbon monoxide
detector
Detector de inundación, F/ood
detector
Detector de humo: Smoke
230 Vca
-
detector
Detector de calor: Heat detecfor
lnfranojos pasivos: Passive infrared
lnterruptor crepuscular:
Twi lig ht
switch
Detector de presencia: Presence
detector
Anemómetro: Anemometer
lnterruptor crepuscular
Termostato: Thermostat
Detector de incendios: Smoke
alarm
Sonda: Probe
Pulsador de persiana: Bltnc s,'. :c^
Enlrada. lnput
f
Salida: Output
Figura 2.36. Conexión de un detector de luminosidad.
Relé: Re/ay
ACTIVIDADES
3. Comprobación del funcionamiento de un interruptor crepuscular.
. Utilizando un interruptor crepuscular, conecta el contacto de utilización en serie con una lamparita de 4,5 V
según se muestra en la figura.
. Conecta una manguera a los bornes de alimentación.
. Coloca la tapa correspondiente para evitar contactos indirectos
con el cableado de alimentaciÓn.
Lamparita de 4,5 V
Pila de 4,5 V
t
.
.
.
Figura 2.37. Circuito a montar.
Conecta el interruptor crepuscular a la red de alimentación y observa lo que ocurre con la lámpara'
Cubre el sensor con un objeto opaco (tela, caja de cartón o similar)y observa lo que ocurre con la lámpara
después de un intervalo de tiemPo.
Con el interruptor crepuscular desconectado de la red eléctrica, realiza los ajustes de la sensibilidad y retardo de desconexión para variar los tiempos de conexión y desconexión del contacto de aplicación.
Retardo a la
conexión
Retardo a la
desconexión
f Figura 2.38. Ajustes del retardo del disparo y conexión
del interruptor crePuscular.
.
Conecta de nuevo el conjunto a la red eléctrica y observa cómo influyen estos ajustes en el encendido y el
apagado de la lámpara.
Sensores de viento (anemómetros)
Es un sensor meteorológico que permite medir la velocidad del viento.
T{ --
de
En aplicaciones domóticas los más utilizados son los denominados cmemómetros
pede
una
,oro|*r. En ellos el sistema captación está basado en el movimiento
q.r"n" dinamo mediante un rodete que gira en función del viento. Sin embargo'
lu u.t,rulidad existen también sistemas estáticos, aún demasiado caros, cuyo sistema de captación está basado en ultrasonidos.
La salida de la aplicación puede ser de tipo digital en algunos modelos o de tipo
es
analógico en otros. En el primer caso un contacto cambia de posición cuando
la
salida
el
segundo,
en
ajustada;
,.rp".idu una velocidad de viento previamente
(en tensión o en corriente) varía á"ntro de un rango de valores en función de la
velocidad. Esta señal se envía a un nodo domótico con entrada de tipo analógi-
"r,
I
+ Figura 2.39. Anemómetro de cazoletas (Cortesía All matic).
co, compatible con la del sensor.
En muchos casos el circuito de disparo está separado del elemento sensorSensor
Anemómetro con salida
digital
I
t
Unifilar
Multifilar
Figura 2.40. Anemómetro ultra-
sónico (Cortesía Young ComPanY).
fl
Ul2 114
l+l -\,,
caso
Anemómetro con salida
analógica
f
F
€
Figura 2.41. Partes de un circuito basado en sensor de
viento. f
inicial
anemómetro es el sensor necesario para enviar la velocidad del viento al sistema que controla el toldo.
El
Tabla 2.10.
Una de las principales aplicaciones de los sensores de viento en la domótica
recogida automática de toldos en función de la velocidad del viento.
'
práctico
es la
d( un
Recogloa de
2.42' Recogida
F¡gura 2.42.
Figura
Están diseñados para trabajar a la intemperie en ambientes climáticos adversos y
.e instaian en la pared en la que se encuentra el toldo o persiana a controlar'
toldo por anemómeto
caso
La
práctico
iniclal
temperatura del interior del esca-
parate del caso práctico inicial se
puede gestionar con un termostato.
Termostatos amb¡ente (sensor de temperatura)
Los termostatos son sensores que permiten ges[ionar circuitos eléctricos en fun'
ción de la temperatura y se utilizan desde hace años para controlar los circuitos
de calefacción y aire acondicionado de las viviendas y edificios, produciendo confort y gestionando de forma óptima e1 consumo energélico.
w
TJ
mmmm
t
s
óró (
1.-l
' '
'i'l r"1
o
ff=t
r.. -li
*' \r-l
ti
,^.
Yi
i
)'
I
I
J
\I
i
,l
Figura 2.43. Diferentes tipos de termostatos ambiente. Digital (GIRA), de rueda (Siemens
AG),
El símbolo utilizado para representar los termostatos en los esquemas es el si-
i
guienter
F¡gura 2.44. Cronotermostato
(Cortesía GIRA).
Multifilar
Sensor
I
f
12 )14
tl\ l----\
Termostato
I tn
I
¡rr
Unifilar
f,
Tabla 2.11.
Una evolución de los termostatos son los denominados cronotermostatos. Estos
disponen, además del circuito de disparo por temperalura, de un reloj horario que
permite geslionar, mediante un programa, el sistema de climatización de la vivienda durante las 24 horas del día, sin la intervención del usuario.
Los termostatos básicos disponen de un contacto Normalm ente Abierto (NA) libre de tensión para conüolar el circuito de climatización. Los de tipo digital o cronotermostaros necesitan ser alimentados (desde la red eléctrica o mediante pilas)
para el funcionamiento de su circuito elecrónico.
.- Figura 2.45. Control de calefacción
con f
Figura 2.46. Control de calefacción
termofato de <rueda> convencional. termostato
electrónico.
con t
Figura 2.47. Conexión de un termostato para el
control mixto de calefacción y refrigeración'
Algunos termostatos disponen de salidas para el conüol mixto de calefacción y
refrigeración.
Sensores
Con los termostatos
se puede
controlar cualquier sistema de calefacción que dis-
ponga de disparador eléctrico.
Termostato
ambiente
aaaa
Contactor I
rrfrr
-q
I
I
o
o
=
o
Cableado
o
3
o
Radiador de calefacción
CN
!D
o
t
Figura
2.¿18. Uso
de un termostato en una instalación de gas
1 Figura 2.49. Uso de un termostato en una instalación de calefacción
eléctrica.
natural.
1.3. Conexión de sensores a las entradas del nodo
domético
Como se ha estudiado en la unidad anterior, las entradas son los puntos de cone'
xión por los cuales el nodo domótico recibe las señales de los sensores. Así, de la
misma forma que éstos, las entradas pueden ser de tipo dlgltal o analógico.
Aquí se muestran algunos ejemplos de cómo se conectan los sensores a 1os diferentes tipos de entradas.
Entradas digitales o binarias
La conexión de los sensores a las entradas binaria se hace según están disribuidas éstas en el nodo domótico, además del tipo de corriente y tensión para la que ffabajan.
Estas son algunas de las posibilidades de conexión:
Entradas libres de tensión
Son entradas que no necesitan un referente de tensión para captar las señales. En
el1as los dos bornes de cada sensor se conectan de forma directa con los dos bor'
nes de cada una de las entradas. Son sencillas de conectar, pero se requiere dos
cables por cada entrada, ya que no dispone de un borne común'
Entrada
Nodo domótico
Enlrada2
1
@t1@
@e@
Entrada 3
@
13@
<- Figura 2.50.
Sensores
tensión.
Entradas libres de
Entradas con referencia de tensión
qrmñ
rl::. *rl[ ]rq]l--tE
lri:,
::r-:- -;l'ei
-i::¡ ::-:: o:la
::-::-:'aD¿lan
-:,::
Este tipo de entradas necesita una referencia de
tensión para captar la señal procedente de los sensores. Dependiendo del tipo de
di.h".'"Lr"r.ia se puede tomar desde la fasede_ la red eléctrica (L1), si"rrrrudu,
trabalan z:o v.", o desde el
positivo (o negativo) de la propia fuente de alimenta.io^ "
d"l nodo domótico, si
trabajan a 12 o 24 Ycc.
s
manUal
conocer a qué
las entradas del
:omótico.
Nodo domótico
t1 t2 t3 t4 t5 t6
@@@@@@@
t7
Sensores
230 Vca
f
Figura 2.51. Entradas con referencia a L1 de red
de 230 V.
24Vcc
+
Nodo domótico
11 l2 t3 t4 t5
t6
@@ @@@@@@@
17
Sensores
f
Figura 2.52. Entradas con referencia a positivo de
alimentación de 24Vcc.
En este último caso, si es necesaria una fuente de alimentación
externa auxiliar
para alimentar actuadores y sensores en el sistema,
será pertinente unir la masa
de esta fuente con la del sistema domótico.
Fuente de
alimentación
externa
Nodo domótico
24Ycc
--+
_?o
@@
@
V""
+ lt1
@t@
t2
@
13 l4 t5
t6
@@@@
17
@
Sensores
,+
f
Figura 2.53. conexión de sensores a una fuente
de arimentación auxiriar.
.*,ql
r:;:--:!
Sensores
Los sensores de tipo activo pueden alimentarse directamente de la fuente del nodo
domótico, siempre que no superen la corriente para la que ésta ha sido diseñada.
Nodo domótico
24Vcc
t1
t3
l4
t5
t6
17
@@@@@@@
@
f
12
Figura 2.54. Conexión de sensores activos a las entradas binarias.
m
saber
Entradas analógicas
Son los puntos de conexión a través de los cuales el nodo domótico recibe las señales de los sensores analógicos.
Como ya se ha estudiado al comienzo de esta unidad, el tipo de señal (en tensión
o en corriente) del sensor analógico debe coincidir con el de la entrada.
s
Algunos nodos domóticos permiten configurar el tipo de señal de
las entradas analógicas. Esto se
puede hacer mediante una configuración hardware (microrruptores)
o a través de software.
En función del tipo de sensoq la conexión puede hacerse de diferentes modos:
Conexión de sensores analógicos de tres y cuatro hilos
Los sensores analógicos de este tipo utilizan dos de los hilos para la alimentación
eléctrica y uno para la salida. En este caso es necesario conectar el bome de masa
de la entrada analógica, con el negativo de la alimentación.
En el caso de la conexión de sensores analógicos de 4 hilos, dos son para la alimentación en corriente continua o altema (dependiendo del modelo) y otros dos
son los de salida de señal. Esros dos últimos disponen de una polaridad (* y -) y
es necesario tenerlo en cuenta para su conexionado a la entrada analógica.
caso
práctico
inicial
enviar en todo momento
la velocidad del viento al sistema
domótico, es necesario utilizar un
Si se desea
anemómetro analógico, que
se
conecte a una entrada del mismo
t¡po.
Nodo domótico
cc
_:ou +
@
ln - Analog 2
ln - Analog 3
a@ a@
Sensores
analógicos
€
Figura 2,55. Conexión de d'ie-
rentes tipos de sensores ana og c3{
a las entradas analóqicas.
Unidad,
ACTIVIDADES
I
1.
FINALES
Sobre un panel de madera de dimensiones adecuadas, monta una canalización con tubo corrugado como
la de la figura.
Tubo corrugado
de 20 mm
E
C)
Caja de protección
1l)
f.-
xo
o-
\
\
Regleta \\
Cajas de
empalmes
f'l Figura
F¡gura 2.56,
2.56' Dimensiones
D¡mensiones de la canalización.
canalización.
t
Figura 2.57. Ubicación de la canalización y cajas de empalme.
I 2' Sobre la canalización de la actividad
anterior monta el circuito para el encendido de dos lámparas mediante un detector de presencia. La instalación debe dispone de un interruptor de corte general para anular el funcionamiento del sensor.
L
N
lnt. corte
lnterruptor de presencia
t
Figura 2.58. Esquema de conexión.
Detector
de presencia
i1
f
Figura 2.59. Ubicación de los elementos en el panel de pruebas.
ffi
l'.l.i
t
Sensores
I 3. Basándote en el circuito de la activrdad anterior dibuja el esquema necesario para que el circuito disponga
de dos modos de funcionamiento: automático y manual. En el modo automático la activación de las lámparas se realizará con el detector de presencia y en el manual mediante un interruptor'
f
Figura 2.60. La conmutación entre modos se debe realizar mediante un conmutado
14.
meRealiza el montaje propqesto en la Práctica Profesional de esta unidad, para el encendido de lámparas
diante un interruptor crepuscular.
I5.
En una instalación domótica se van a utilizar un conjunto de sensores activos y electromecánicos. El nodo
domótico dispone de un conjunto de entradas que funcionan por referencia de tensión al positivo de
24 V. Además, se utiliza una fuente de alimentación externa para la alimentación de 24 Vcc de los detectores y actuadores que funcionen a esa tensiÓn'
Se pide dibujar cómo se conectarían los diferentes sensores a las entradas del nodo domótico, sablendo
que el cronotermostato funciona a 230 Vca y los detectores de incendios y gas a24Vcc.
Fuente de
arimenración
I
")t"tl"
II
-!4v** ,
la a lla
Nodo domótico
t1 t2
13
t4
15 16
1
ala e ó é a e al
I [2 114r
:2_)1o th{rto.
\l
-\,,
t_gl
Lit
\,, q \ ,, ,' \
I
\l
'\
'l' Figura 2.61. Esquema para la conexión de sensores al sistema domótico'
I 6. Dibuja el esquema de conexión de los sensores
del circuito anterior, sabiendo que la interfaz de entradas
del nodo domótico está preparada para recibir señales de una fase (L) de una red de 230 Vca.
I 7. Busca en lnternet
las características de un tipo de detector, por ejemplo de gas propano, de tres fabrican-
tes diferentes y observa si existen diferencias técnicas y de conexionado.
I g. Busca información
sobre estaciones meteorológicas adaptadas a la domótica. ¿De qué tipos de sensores
están dotadas?, ¿cómo se realiza el ajuste de umbrales de disparo?
¡ 9. Busca información sobre los siguientes
dos, iónico
I
y
efectos físicos: piroeléctrico, infrarrojos, radiofrecuencia, ultrasonihall, y di qué tipo de sensores utilizados en domótica los utilizan.
10. Encuentra información sobre lo que
es una resistencia LDR y en qué tipo de sensor tiene aplicaciÓn.
uniaao
z
Encendido de lámparas mediante
interruptor crepuscular
OBJETIVOS
.
Montar y comprobar el funcionamiento de un interruptor crepuscular para el
control de un circuito de lámparas. lnsertar elementos añadidos para el control
manualy la gestión de la energía.
PRECAUCIONES
.
.
.
Antes de conectar el panel a la red eléctrica asegúrate de que todos los conductores y aparatos que intervienen en el circuito están conectados correctamente.
No manipules las conexiones sin desconectar previamente el panel de la red'
ldentifica adecuadamente los bornes del órgano de mando y el contacto del
nterru ptor crepuscu la r.
i
DESARROLLO
Caso 1- Encendido automático de lámparas con interruptor crepuscular
1. Sobre el panel realizado en la actividad 1 de esta unidad, fija el interruptor crepuscular y las lámparas según se muestra en la figura.
f
2.
Figura 2.52. Montaje a realizar.
alavez las cuatro
Realiza las conexiones siguiendo el siguiente esquema. El interruptor crepuscular debe encender
lámparas en paralelo.
L
N
lnterruptor crePuscular
t
Figura 2.63. Esquema de conexión del interruptor crepuscular'
f
j ,, ,
i r'l
sensores
iÍili1,rr::¡
3. Prueba el functonamiento del circuito tapando con un paño o una caja el interruptor crepuscular.
4. Observa que el apagado de
las lámparas, una vez
que el interruptor crepuscular recibe de nuevo la luz, no es ins-
tantáneo.
Caso 2 - Control manual del encendido
5. Para encender las lámparas manualmente se añade un interruptor en paralelo con el contacto del interruptor crepuscular. El esquema a seguir es el siguiente:
L
N
f
f
Figura 2.64. Esquema del circuito con interruptor de activa-
ción manual de las lámparas.
6.
El
Figura 2.65. Ubicación del interruptor ma-
nual.
nuevo interruptor se debe ubicar debajo de la caja de registro que está a la derecha de la caja de protección.
7. Prueba el funcionamiento del circuito. Comprueba que las lámparas se encienden de forma automática cua-do
cubres con el paño del interruptor crepuscular y de forma manual con el nuevo interruptor.
Caso 3- Gestión de la energía por discriminación horaria
8.
En esta variante del circuito se desea que todas las lámparas se activen con interruptor crepl¡scu ¿. c€l': l-e dos
de ellas se apaguen cuando llegue una determinada hora nocturna. El esquema del circui:o es e s :- É-:.:
L
N.
f
Figura 2.66. Esquema con interruptor horario.
f
Figura 2.67. Ubicación del interruptor horario.
9. En el panel de pruebas sustituye el interruptor de encendido manual de las lámparas por el interruptor horario, y
conéctalo en el circuito según se muestra en el esquema.
10. Programa dicho dispositivo para que se dispare desde las 3:00 h a las 9:00 h.
1
1. Con el interruptor crepuscular cubierto con el paño prueba el funcionamiento del circuito, forzando el disparo
del interruptor horario a horas nocturnas y diurnas.
Unidad
2
MUNDO TÉCNICO
Sistemas de alarma en el hogar
Los sistemas de seguridad y alarma tienen gran presencia en el hogar, siendo los equipos antiintrusión (antirrobo) y contra incendios los que más interés levantan
entre los propietarios de los inmuebles.
En el mercado existen diferentes soluciones para este
tipo de sistemas de alarma, desde los más sencillos, que
funcionan en modo localy utilizan un sistema acústico o
luminoso para la disuasión (en el caso de los sistemas
antirrobo) o señalización (en el caso de alarmas contra
incendios).
I
Figura 2.68. Configuración básica de un sistema de alarma.
Central
Teclado
Es la parte inteligente del sistema y debe estar alimentada
desde la red eléctrica. A la central se conectan todos los
elementos periféricos (teclado, sirena y sensores). Las más
Permite programar, activar y desactivar la alarma mediante un código secreto. El teclado puede estar incorporado en la propia caja de la central. Algunos sistemas disponen de una pantalla LCD que informa de los eventos
que ocurren en el sistema de alarma.
completas permiten la conexión a la lÍnea telefónica y
buses domóticos.
a
Sirena
Sensores
Es un disposrtivo acústico y luminoso que se activa cuando se dispara el sistema de alarma. En general suele ser
independiente de la central para su fácil instalación en el
exterior de la vivienda. Algunas centrales incluyen su pro-
Son los dispositivos que captan las señales de alarma. Se
ubican en puntos estratégicos de la instalación para detectar todo tipo eventos, movimiento, rotura de cristales,
fuego, humo, gases, etc. Dependiendo del tipo de central, pueden ser cableados o de radiofrecuencia.
pia sirena ínterna.
{-Fiichec-Boucñe
t\--
'Él:...
iqi
Wü@A&
t
Figura 2.69. Central de alar-
ma.
'l
Figura 2.70. Teclado.
t
Figura 2.71. Sirena.
'l Figura 2.72. Sensor de
ventana.
tui
m
Sensores
Según el modo de funcionamiento
Según el tipo de señal
. De humo
. De gas
. De inundación
. De luminosidad
. De viento
. De temperatura
. lnterruptor
. Pulsador
.
.
Conmutador
lnterruptor
magnético
Conexión a las entradas del nodo domótico
1. En función deltipo de señal que entregan, los sensores son : _y
_
2. Si la entrada de un nodo domótico dice que acep-
ta una señal de 4 a 2O mA, ¿qué tipo de sensor se
le puede conectar?
a)
Digital.
b)
Analógico.
c) Cualquier tipo.
3. ¿Qué necesitan para su funcionamiento los sensores de tipo activo?
4. Un PIR es:
5. El interruptor crepuscular es un detector de:
6. ¿Qué parte de la estancia es el lugar óptimo para
poner los detectores de humo?
a) La pared.
b) Elsuelo.
c)
El
techo.
7. Los sensores
de viento se llaman también:
8. Las entrada binarias son de tipo analógico:
a) sí.
b) No.
9. Un sensor de rango 0 a 10 V debe conectarse:
a) De presencia.
a) En una entrada digital.
b) Luminosidad.
b) En una entrada analógica de corriente.
c) De inundación.
c)
En una entrada analógica en tensión.
