CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA

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1 CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA TITULACIÓN: E.T.I.E.I. AUTOR:. DIRECTOR: D. Pedro Iñiguez Galbete. FECHA: 06 / 07

2 Índice INDICE MEMORIA DESCRIPTIVA 1.- OBJETO EMPLAZAMIENTO DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Arquitectura del Sistema Hardware del Sistema Software del Sistema Organigrama Descripción Áreas del Sistema Área de Seguridad Control de Fugas Detección de Intrusiones Control de Inundación Detección de Humos Área de Climatización Área de Control Control de Iluminación Control de Riego Control de Sonido Control de Toldos Control de Persianas OPERACIÓN DEL SISTEMA Objeto Operación de las Áreas Área de Seguridad Detección de Gases Control de Intrusión Control de Inundación Detección de Incendios

3 Índice Área de Climatización Área de Control Control de Iluminación Modo Normal Modo Seguro Control de Riego Control de Sonido Control de Música Control de Toldos Control de Persianas DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Módulos SIMONVIS Módulo de Control Módulos de Alimentación Módulo de Entradas 24V Módulo de Salidas 24V Módulo DIMMER Módulo Modem Sensores y Actuadores Detector de Inundación Fuente de Alimentación 12V Sonda de Inundación Electroválvula de Agua Detector de Gas Límite Inferior de Explosividad Electroválvula de Gas Detector de Presencia Principios Físicos de los Detectores de Presencia Detector de Humo Tipos de Detectores de Humo Principios Físicos de los Detectores de Humo Termostato Anemómetro

4 Índice Videocámara de Vigilancia Sensor de Luminosidad Principios Físicos de los Sensores de Luminosidad Central de Sonido Regulador de Sonido Módulo Emisor de Avisos Altavoces COMUNICACIÓN DEL SISTEMA Bus RS Protocolo MODBUS Ejemplos de Comunicación Lectura de Detector de Presencia Escritura en Termostato Trama de Error MEMORIA DE CÁLCULO 7.- CONEXIÓN DE EQUIPOS Tabla 1.- Referencias Equipos Tabla 2.- Conexiones Módulo de Control MC Tabla 3.- Conexiones Módulo de Control MC Tabla 4.- Conexiones Módulo de Control MC Tabla 5.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E1M Tabla 6.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E2M Tabla 7.- Conexiones Módulo de Salida 24V S1M Tabla 8.- Conexiones Módulo de Salida 24V S2M Tabla 9.- Conexiones Módulo de Salida 230V S230-1M Tabla 10.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E1M Tabla 11.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E2M Tabla 12.- Conexiones Módulo de Salida 24V S1M Tabla 13.- Conexiones Módulo de Salida 24V S2M Tabla 14.- Conexiones Módulo de Salida 24V S3M Tabla 15.- Conexiones Módulo de Salida 230V S230-1M Tabla 16.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E1M

5 Índice Tabla 17.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E2M Tabla 18.- Conexiones Módulo de Entrada 24V E3M Tabla 19.- Conexiones Módulo de Salida 24V S1M Tabla 20.- Conexiones Módulo de Salida 24V S2M Tabla 21.- Conexiones Módulo de Salida 24V S3M Tabla 22.- Conexiones Módulo de Salida 230V S230-1M DIAGRAMAS FUNCIONALES Área Seguridad Función Modo Alarma Función Detección de Incendios Llamada a Modem Función Detección de Gases Función Control de Intrusión Función Final de Intrusión Función Control de Inundación Área Climatización Función Control de Climatización Función Clima Planta Área Control Función Control Iluminación Función Configuración Diurna Función Configuración Nocturna Función Activar Luces Modo Seguro Función Control de Sonido Función Música Plantas Función Música General Función Música Modo Seguro Función Control de Riego Función Control de Toldos Función Control de Persianas Función Persianas en Modo Seguro

6 Índice 9.- CONFIGURACIÓN PANTALLAS Pantalla Principal Pantalla Visualización Captura Pantallas Captura Visualización Captura Configuración Teléfono Pantallas Climatización Pantalla Visualización Configuración Temperatura Temporizado Captura Pantallas Climatización Captura Pantalla Visualización Captura Setup Clima Captura Configuración Temperatura Captura Conexión Desconexión Pantallas Iluminación Pantalla Visualización Configuración Día / Noche Modo Seguro Captura Pantallas Iluminación Captura Pantalla Visualización Captura Configuración Día/Noche Captura Modo Seguro Pantallas Control de Riego Pantalla de Visualización Setup Captura Pantallas Control de Riego Captura Pantalla de Visualización Setup Pantallas Control de Sonido Pantalla Visualización Pantalla Setup Captura Pantallas Control de Sonido

7 Índice Captura Pantalla Visualización Captura Setup Captura Control de Sonido Captura Modo Seguro Pantallas Control de Toldos Pantalla Visualización Captura Pantallas Control de Toldos Captura Pantalla Visualización Captura Setup Pantallas Control de Persianas Captura pantallas Control de Persianas Captura Pantalla Visualización Captura Modo Seguro CÓDIGO 11.- PLANOS P0.- Emplazamiento P1.- Distribución Planta Baja P2.- Distribución Planta Primera P3.- Distribución Planta Segunda P4.- Situación Equipos Planta Baja P5.- Situación Equipos Planta Primera P6.- Situación Equipos Planta Segunda ESQUEMAS E01.- Organigrama Funcional E02.- Módulo de Control E03.- Módulo de Alimentación 72W E04.- Módulo de Entradas 24V E05.- Módulo de Salidas 24V E06.- Módulo de Salidas 230V 10A E07.- Módulo DIMMER

8 Índice E08.- Fuente de Alimentación 12V E09.- Módulo Modem E10.- Detector de Gas E11.- Detector de Humo E12.- Detector de Inundación E13.- Electroválvula de Agua E14.- Central de Sonido E15.- Regulador de Sonido PRESUPUESTO PLIEGO DE CONDICIONES CONDICIONES GENERALES Reglamento y Normas Materiales Reconocimientos y Ensayos Personal Ejecución de Obra Plazo de Ejecución Libro de Ordenes Interpretación y Desarrollo del Proyecto Obras Complementarias Modificaciones Obra Defectuosa Medios Auxiliares Conservación de las Obras Recepción de las Obras Recepción Provisional Plazo de Garantías Recepción Definitiva CONDICIONES FACULTATIVAS Contrato Responsabilidades Rescisión del Contrato Liquidación en caso de Rescisión del Contrato

9 Índice CONDICIONES ECONÓMICAS Fianza Abono de la Obra Precios Revisión de Precios Penalizaciones ANEXOS REFERENCIAS

10 MEMORIA DESCRIPTIVA

11 Memoria Descriptiva MEMORIA DESCRIPTIVA 1.- OBJETO El objeto de este proyecto es el diseño, instalación y puesta en marcha de un sistema de domótica para una vivienda, diseñando el sistema para alcanzar los niveles de confort y seguridad deseados. 11

12 Memoria Descriptiva 2.- EMPLAZAMIENTO El proyecto esta englobado en la promoción de dos viviendas ubicadas en Viehla, concretamente en la población de Vilamós. 12

13 Memoria Descriptiva 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Los sistemas domóticos se componen de tres grandes apartados, que son: Controladores Actuadores Sensores El controlador se encarga de la gestión de las señales que sena enviadas desde los actuadores y censores, actuando según hayan sido programados y enviando las acciones a los mismos para que actúen en el sistema. El grupo de actuadores de una instalación recibe las ordenes del sistema de control y realiza una acción determinada sobre la instalación, por ejemplo abrir una válvula o activar un climatizador. Los sensores son los equipo que comunican al centro de control o controlador la información por la que están diseñados para que el centro de control actúe en consecuencia. 13

14 Memoria Descriptiva 3.1- Arquitectura del Sistema El modo en como se organice el sistema domótico se le llama la arquitectura del sistema y tiene básicamente dos grandes grupos, si bien siempre se puede obtener una opción mixta. En primer lugar hay una Estructura Centralizada en la cual un controlador gestiona todas las funciones y acciones de los sensores y actuadores. Para la ejecución de este proyecto se ha elegido este tipo de configuración. Otra opción es la Estructura distribuida en la cual no aparece un controlador como tal sino que cada elemento se comunica directamente con el resto de elementos del sistema mediante un bus de comunicaciones. 14

15 Memoria Descriptiva 3.2 Hardware del Sistema El hardware del sistema de control se ha basado en la tecnología aportada por SIMON, concretamente se ha pensado en base a los módulos de domótica que ofrece las serie SIMON VIS, si bien los actuadores y sensores serán de diferentes fabricantes, según sea la necesidad para cada caso. La serie SIMON VIS esta basada en una Arquitectura Centralizada: un controlador centralizado recibe información de múltiples sensores y, una vez procesada, genera las órdenes oportunas para los actuadores. El Sistema de Control será cableado. Todos los sensores y actuadores están cableados a la central, ocupándose del control de todo el sistema. La elección de este producto es debida a la modularidad que presenta, siendo fácilmente extrapolable a cualquier otro sistema son una configuración similar, ya sea como control domótico o por ejemplo el control vía PLC de cualquier industria. La jerarquía del sistema esta basada en un PC que se comunica con el Módulo de Control, mediante un puerto serie RS232. Tres Módulos de Control gestionaran todos los actuadores de la vivienda. Los Módulos de Control irán conectados entre si mediante los conectores de RS485 y gestionarán tres grandes áreas : Seguridad, Climatización y Control. Dentro de cada área tendrá los controles específicos de cada una. Se pretende establecer de esta manera una programación en la que se puedan establecer prioridades entre áreas fácilmente y que se puedan generar rutinas que se aprovechen en el resto del sistema. 15

16 Memoria Descriptiva 3.3. Software del Sistema Los sistemas domóticos están desarrollados por empresas, las cuales cada una utiliza su propio software para la comunicación entre el PC y el sistema de controlador, actuador y sensores. Debido a este hecho, los sistemas de programación no están en código abierto con lo que resulta muy difícil el conseguir dichos programas para desarrollarlos si no se obtiene todo el conjunto de hardware y software. Por este motivo se ha optado por programar una simulación de software mediante VISUAL BASIC el cual nos permitirá ver como se comportaría el sistema en una instalación real, desde la respuesta de señales a como se comunica el módulo de control con los sensores y actuadores. 16

17 Memoria Descriptiva Organigrama En el organigrama representado por la figura 1.-Diagrama de Bloques se representa todo el sistema a desarrollar en este proyecto, mostrando las áreas que serán tratadas a lo largo de este documento. 17

18 Memoria Descriptiva DIAGRAMA DE BLOQUES PC MÓDULO DE CONTROL SEGURIDAD CLIMATIZACIÓN CONTROL Detector Gas Control Intrusión Control Inundación Control Incendio Aire Acondic. Control Calefac. Control Iluminac. Control Riego Control Música Control Toldos Control Persianas 18 Figura1.- Diagrama de Bloques

19 Memoria Descriptiva Descripción Áreas del Sistema A continuación se va a desarrollar la explicación de cada bloque del sistema y la interacción entre los demás bloques del sistema desde un punto de vista general, sin entrar a la operativa de la misma Area de Seguridad Control de Fugas de Gas Detección de Intrusiones Control de Inundaciones Detección de Humos 19

20 Memoria Descriptiva Control de Fugas de Gas Este punto controla mediante Detectores de Gas, posibles fugas en la vivienda, enviando la señal pertinente al Centro de Control y actuando en el punto conflictivo mediante electroválvulas. Se prevé que los gases detectados sean los comúnmente utilizados en las viviendas (gas natural, gas butano, propano, etc), de esta manera no se cierra la posibilidad de instalar diferentes suministros de gas, sin detrimento de la seguridad detectando fugas de distintos tipos. El sistema de Control de Fugas de Gas esta compuesto de las electroválvulas y los detectores de fuga de gases. Por motivos de seguridad las electroválvulas no son de rearme automático, teniendo que rearmar el equipo manualmente, evitando de este modo cualquier error mecánico que pudiera abrir la electroválvula cuando todavía no se hubiera solucionado el problema. En caso de detección de gases el sistema responderá enviando una señal por parte del Detector de Gases al Módulo de Entradas, el cual pasa la señal al Módulo de Control. Este, trata la información y envía una señal vía el Módulo de Salidas cerrando las electroválvulas necesarias. Se envía señal de alarma al teléfono seleccionado. 20

21 Memoria Descriptiva Detección de Intrusiones Dentro del Área de Seguridad, el apartado de detección de intrusiones es quizás el que mas fácilmente se justifica para introducirlo en un sistema de control domótico. Mediante detectores de presencia, cámaras de video vigilancia, grabaciones de video y alarmas tanto acústicas como visuales, se pretende dotar a la vivienda de un sistema de seguridad que permita disuadir a cualquier individuo de entrar en la vivienda. Los sensores de presencia instalados serán volumétricos y servirán tanto para la detección de intrusiones como para acciones distintas como el encendido y apagado de luces. Debido a la limitada distancia de detección de estos equipos según las dimensiones de la estancia, se dispondrán de varios sensores para cubrir toda la superficie. En el mercado existen diversas soluciones todo lo complejas que se deseen para solventar este apartado, ya sea contratando vigilancia a empresas especializadas como otras soluciones. Este sistema no pretende abarcar todo el rango de seguridad que las empresas especializadas pueden ofrecer, sino que se disponga de un primer filtro de cara a la detección de posibles intrusiones y poder avisar directamente al propietario, quedando la posibilidad de control mucho mas amplia mediante dichas empresas sin estar en detrimento del sistema propuesto. 21

22 Memoria Descriptiva Control de Inundación El Control de Inundación es uno de los puntos los cuales dan motivos para la instalación de un sistema domótico. Una fuga de agua es siempre un problema para cualquier vivienda, pero si esta fuga se produce en una segunda residencia y sus propietarios no están presentes puede suponer un problema de incalculables consecuencias. Por este motivo este apartado se hace imprescindible en el sistema propuesto, dotándolo de un sistema de seguridad global, sumado al control de fuga de gas, muy completo. Desde un punto de vista técnico, mediante Detectores de Inundación, se controlan las posibles fugas en la vivienda, enviando la señal pertinente al Centro de Control y actuando en el punto conflictivo mediante electroválvulas. Las electroválvulas elegidas se rearmaran automáticamente una vez que no se detecte fuga alguna, permitiendo restablecer el suministro automáticamente. En caso de detección de fuga el sistema responderá enviando una señal por parte del Detector de Inundación al Módulo de Entradas, el cual pasa la señal al Módulo de Control. Este, trata la información y envía una señal vía el Módulo de Salidas cerrando las electroválvulas necesarias. Se envía señal de alarma al teléfono seleccionado. 22

23 Memoria Descriptiva Detección de Humos Los sistemas de detección de incendios son muy amplios. Dependiendo en que fase se quiere detectar el incendio el sistema se configurará de una manera u otra. Las etapas de un fuego se dividen en cuatro, que son por orden de aparición en un incendio: 1. Etapa Latente 2. Humo Visible 3. Etapa de Llamas 4. Etapa de Calor Se ha escogido detectores para la etapa 2, la Etapa de Humo Visible. En el resto de etapas o el fuego es muy incipiente y los detectores han de ser muy sofisticados, lo que supone un aumento del precio de los mismos o en el resto de etapas el fuego ya esta muy avanzado y la alarma puede que no sea tan efectiva. Para la detección de la Etapa de Humo Visible se utilizan sensores ópticos. Estos detectores tienen un diodo semiconductor que emite luz y un fototransistor que la recibe constantemente. Cuando el humo se interfiere entre los dos, se deja de recibir luz y se dispara el detector. Se dispondrán detectores en todas las plantas localizando el máximo número en las zonas de mayor riesgo, ya sean cocinas o en el salón, donde hay chimenea y el riesgo de incendio es evidente. Para este punto en concreto se habilitará el Módulo de MODEM en el caso que se dispare una alarma por humo, llamando al teléfono seleccionado. 23

24 Memoria Descriptiva Área de Climatización La monitorización del sistema de climatización, nos va a permitir programar todas las temperaturas de confort que se desean en la vivienda, ya sea de manera global o especificar temperaturas distintas para las diferentes áreas de la vivienda. Una de las funciones que se incorporan es la posibilidad de efectuar el encendido del sistema vía llamada telefónica, de esta forma al ser una segunda residencia se podrá activar todo el sistema sin tener que estar insitu, con las ventajas que ello supone. La posibilidad de programar tiempos de conexión y desconexión desde el software, nos permite hacer un uso mas racional de la climatización. Si bien para esta área se han creado dos sistemas diferenciados, Aire acondicionado y calefacción, el control de los mismos vendrá de los termostatos que se distribuirán por la vivienda, activando los equipos de climatización mediante el Módulo de Control. 24

25 Memoria Descriptiva Área de Control Control de Iluminación Control de Riego Control Sonido Control de Toldos Control de Persianas Control de Iluminación El sistema de control de iluminación, va a permitir controlar desde el software diferentes parámetros referido a las luces. Gracias a la instalación de diversos detectores ya sean sensores de luminosidad o de presencia, la utilización de la iluminación se podrá hacer desde un punto de vista mas racional, utilizando la energía donde sea necesaria y apagándose en los lugares donde no se encuentre nadie. La introducción de reguladores de intensidad permitirá una mayor sensación de confort en la vivienda, pudiéndose regular al gusto del propietario, ya sea desde el software, manualmente o desde el mando a distancia por infrarrojos que se incorporará al sistema. La iluminación en un a vivienda es sinónimo de presencia en la misma, de este modo se utilizará el encendido de las estancias de manera aleatoria como sistema de seguridad, haciendo ver que la vivienda esta ocupada. 25

26 Memoria Descriptiva Control de Riego Uno de los problemas con los que se encuentran las viviendas de segunda residencia, es el mantenimiento de sus jardines y el correcto regado de los mismos. Por la situación de la vivienda, localizada en el Vall D Aran, debido a los altos índices de pluviométrica que se recogen, es mas que necesaria la introducción de un control de humedad para la activación o desactivación del riego, de esta manera se optimiza al máximo el agua gastada para tal propósito. Será posible programar todos los servicios mediante electroválvulas de agua, controladores de humedad y temporizadores, todo ello controla desde el Módulo de Control. 26

27 Memoria Descriptiva Control de Sonido Los sistemas de control musical, pueden ser todo lo sofisticados que uno desee, abarcando todos los equipos multimedia de la vivienda. En el caso que se trata, se aprovecha el sistema domótico para controlar el volumen de la vivienda, sin pretensiones de configurara un sistema de control multimedia. Las posibilidades que nos da el sistema domótico son muy interesantes para el control musical. Aprovechando los detectores de presencia, nos va a permitir programar el control de volumen de diversas maneras, ya sea por plantas, por zonas preprogramadas, poner música solo en las estancias en las que se encuentren ocupadas o sencillamente habilitar el hilo musical para toda la vivienda. Se propone la posibilidad de controlar la instalación de un hilo musical, mediante el sistema de control, de esta forma podremos poner música en diferentes estancias de la casa y quitarla en otras. Las Centrales de Sonido controladas por los Módulos de Control, distribuirá las configuraciones a los distintos Reguladores de Sonido. 27

28 Memoria Descriptiva Control de Toldos La gestión del extendido y recogida de los toldos va a permitir que las condiciones de confort que se desean en la zona de tapado de los toldos sea mucho mejor que si se hace manualmente. Por extensión, el poder controlar remotamente los toldos nos permitirá alargar la vida de los mismos al poder evitar fuertes ventiscas que los puedan romper o nevadas abundantes que por el peso puedan romper las telas. Mediante sensores de lluvia así como anemómetros que controlen la fuerza del viento, termómetros y demás sensores de la vivienda nos va a permitir realizar el control deseado sobre la vivienda. 28

29 Memoria Descriptiva Control Persianas Para una correcta gestión de la energía que se consume en la vivienda, la posibilidad de controlar las persianas supone un ahorro importante a la hora de conectar calefacciones o aires acondicionados. Se va a disponer de Detectores de Luminosidad que se van a encargar de dar señal a las persianas para abrirse y poder aprovechar al máximo la luz natural. Siguiendo en la línea de algunos apartados, las persianas también pueden jugar un papel en la seguridad de la vivienda. Configurando sus aperturas y cierres puede parecer que la vivienda esta ocupada, cuando en realidad no haya nadie. 29

30 Memoria Descriptiva 4. OPERACIÓN DEL SISTEMA 4.1. Objeto El objeto de este capítulo es el de desarrollar la operativa de cada módulo, explicando en cada caso los diferentes MODOS de funcionamiento así como las interacciones con los restantes módulos, quedando definido el funcionamiento del sistema. 30

31 Memoria Descriptiva 4.2. Operación de las Áreas Área de Seguridad Este módulo tendrá prioridad sobre las otras dos áreas, es decir, independientemente de las acciones que se estén ejecutando, si se recibe una señal del ÁREA DE SEGURIDAD, se actuará sobre el sistema entrando en MODO ALARMA y realizando las acciones pertinentes para cada caso. En este módulo cada alarma que se genere tendrá asociada una ALARMA ACUSTICA. Por extensión, para poder alertar del incidente se dispone de un MODEM el cual puede programar hasta 4 números de teléfono distintos, efectuando una llamada a uno de los teléfonos programados. Para cualquier tipo de alarma, una vez desactivada y solucionado el problema, el sistema volverá a activarse en MODO NORMAL, recuperando las variables programadas por el usuario antes de la activación de la alarma en cuestión. 31

32 Memoria Descriptiva Detección de Gases En caso de recibir la señal de fuga de gas a través de los detectores de fuga de gas, el sistema activará el MODO ALARMA. Se enviará la señal a las electroválvulas de gas para que se cierren automáticamente, cortando de esta forma el suministro. A la vez se realizará una llamada a uno de los cuatro teléfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestión. Una vez los detectores de gas no estén activados por la disminución de la concentración de gas, se podrá rearmar las electroválvulas, abriendo de nuevo el flujo de gas y el sistema permitirá que el usuario pase de manera manual del MODO ALARMA a MODO NORMAL de funcionamiento. En el caso de que se intente rearmar las electroválvulas o se intente entrar manualmente del MODO ALARMA a MODO NORMAL, si los detectores todavía detectan presencia de gas el sistema no permitirá realizar el cambio. Se tiene que tener en cuenta que una vez rearmadas las electroválvulas y pasado a MODO NORMAL, según las especificaciones del fabricante en relación al detector de fuga, se necesitan 5 minutos para que el equipo pueda de nuevo detectar fugas. Durante este periodo el sistema no podrá detectar perdida de gas. 32

33 Memoria Descriptiva Control de Intrusión Para que el control de intrusión se active, deberemos poner el sistema en MODO SEGURO, momento en el cual todos los equipos implicados en la detección de intrusiones, se activarán. Si en ese MODO un detector de presencia es activado, pasaremos de MODO SEGURO a MODO ALARMA. Una vez entrado en MODO ALARMA se emitirá una ALARMA ACÚSTICA y mediante el MODEM se realizará una llamada al teléfono configurado por el usuario. Las cámaras se conectarán y empezaran a grabar las estancias activadas o todas las zonas en las que se hayan instalado las cámaras, quedando registrado en el sistema de almacenamiento dispuesto para este cometido. Hasta que no se desactive el MODO ALARMA de manera manual, las videocámaras no pararán de grabar. En el supuesto de que las persianas estén bajadas se abrirán y se activará la ALARMA LUMINOSA, la cual encenderá y apagará las luces de la vivienda como sistema de aviso. 33

34 Memoria Descriptiva Control de Inundación En caso de recibir la señal de fuga de agua a través de las sondas y los detectores de inundación, el sistema activará el MODO ALARMA. Se enviará la señal a las electroválvulas de agua para que se cierren automáticamente, cortando de esta forma el suministro. A la vez se realizará una llamada a uno de los cuatro teléfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestión. Una vez los detectores de agua no estén activados se rearmará automáticamente las electroválvulas, abriendo de nuevo el flujo de agua y se pasará de MODO ALARMA a MODO NORMAL de funcionamiento. 34

35 Memoria Descriptiva Detección de Incendios El sistema de detección de incendios, pasara de MODO NORMAL a MODO ALARMA en el caso que se activen los detectores de humo instalados en la vivienda se activará la ALARMA ACUSTICA. Se realizará una llamada a uno de los cuatro teléfonos programados por el usuario, avisando de la alarma en cuestión y se cerrará la electroválvula de gas como mediad de seguridad. En el supuesto de que el detector de humos deje de estar activado, se pasará de nuevo a MODO NORMAL y se reestablecerá el sistema. 35

36 Memoria Descriptiva Área de Climatización En esta área estarán englobados el control del aire acondicionado y la calefacción. El interés de esta área radica en la posibilidad de programarlo a distancia así como la programación de tiempos de encendido y apagado. El sistema de aire acondicionado se controlará por zonas, pudiendo tener temperaturas distintas en las diferentes plantas. Mediante temporizadores se podrá controlar los encendidos y apagados de las distintas zonas programadas, independientemente de si se ha llegado o no a las temperaturas de confort programadas. Para cada zona programada, se tendrá que dar un valor de confort. Una vez alcanzado dicho valor el aire se apagará. También se tendrá que especificar si el sistema se encenderá o apagará de manera temporizada y en caso afirmativo, en cuanto tiempo se temporizará. 36

37 Memoria Descriptiva Área de Control Para este MÓDULO, se introduce un MODO de funcionamiento nuevo, el MODO SEGURO. Este MODO generará acciones de protección pasiva, las cuales nos facilitará a la hora de proteger nuestra vivienda. La interacción de los diferentes bloques del MÓDULO DE CONTROL funcionando en MODO SEGURO, nos va a permitir dar la sensación de que la vivienda esta ocupada, atajando en gran medida la posibilidad de una intrusión en la vivienda. 37

38 Memoria Descriptiva Control de Iluminación El control de iluminación podrá trabajar en dos MODOS distintos, el MODO NORMAL de funcionamiento el cual controlará las luces de la vivienda según se le haya programado y el MODO SEGURO, que una vez activado formará parte de la seguridad pasiva de la vivienda Modo Normal El encendido y el apagado de las luces se controlará mediante sensores de presencia, de esta manera el encendido y apagado de las luces es mucho mas racional, ahorrando energía en los lugares donde no se detecta nadie. Este MODO dispondrá de dos configuraciones distintas: Configuración Diurna Configuración Nocturna En el caso de la Configuración Diurna, el encendido de la luz esta condicionada a la señal que envíe el Detector de Presencia correspondiente y además la señal que nos envíen los sensores de luminosidad, de esta manera si el día es muy soleado y la estancia no necesita luz, no se encenderá. En la Configuración Nocturna, el encendido o apagado de las luces solo dependerá de los detectores de presencia los cuales habilitaran o no el encendido de las luces. 38

39 Memoria Descriptiva Modo Seguro En MODO SEGURO se podrá programar el encendido y apagado de las luces cuando no haya nadie en la vivienda, dando la sensación de que haya presencia de gente o que están despiertos. 39

40 Memoria Descriptiva Control de Riego Debido a la situación de la vivienda y los datos actuales de pluviometria, es necesario hacer un uso racional del agua. Como la zona en cuestión recibe muchas precipitaciones a lo largo del año, es interesante hacer el diseño pensando en activar riegos solo si la humedad del suelo lo necesita, de esta manera, aunque este programado un riego para una hora en concreto y la humedad del suelo lo desaconseja, no se dará la señal a las electroválvulas. El diseño de control de Riego, se basará en una programación de los tiempos de regado, controlado a su vez con sensores de humedad, los cuales validarán o no, la orden de regado. 40

41 Memoria Descriptiva Control de Sonido Este apartado gestionará dos bloques. Un o seria el control de la música y otro bloque gestionará las alarmas reproducidas, así como las medidas de seguridad Control de Música El sistema de control gestionará la activación de los altavoces, los cuales se podrán encender de manera global, así como activarlos por zonas. Aprovechando los detectores de presencia, si se detecta que en una planta no hay nadie, se podrá desconectar el sistema de altavoces de la planta o de una zona en concreto y por el contrario, si se detecta movimiento, se puede programar la activación de altavoces a medida que se detecta movimiento. Para este diseño se crean dos MODOS de trabajo uno MODO DINÁMICO, descrito en el párrafo anterior y otro MODO ESTÁTICO, en el cual se enciende la música en toda la vivienda. Dentro del apartado de seguridad pasiva, el control de la música de manera automática, puede jugar un papel importante, para hacer creer que la vivienda esta ocupada. Se podrán programar diferentes tiempos de conexión / desconexión de la música, ya sea de manera global o en algunas zonas de la casa. 41

42 Memoria Descriptiva Control de Toldos Los toldos que se dispongan en la vivienda se podrán controlar desde el sistema de control. Para este efecto se dispondrán de controladores de temperatura, lluvia y viento. Si la temperatura, velocidad del viento y humedad en la zona, son los indicados, los toldos se plegarán o desplegarán, según convenga. Uno de los principales problemas que afectan a los toldos, son los fuertes vientos y las lluvias o nevadas, que pueden romperlos. Mediante anemómetros y controladores de humedad, se controlará el plegado y desplegado de los toldos, tal y como se especifica en el párrafo anterior. 42

43 Memoria Descriptiva Control de Persianas La automatización del sistema de persianas de basará en el control de la luminosidad y de la lluvia. Se pretende que las persianas se cierren por dos motivos, ya sea por la luminosidad, lo cual si no hay luz no hay motivo para dejarlas abiertas y otro caso es si llueve pudiendo evitar que los cristales se ensucien. Siguiendo en la línea del resto de bloques de control, las persianas también actuarán de MODO SEGURO, con lo que se podrán programar para abrir y cerrar automáticamente a diferentes horarios, dando la impresión que la vivienda está ocupada. 43

44 Memoria Descriptiva 5.- DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS A continuación se detallan los diferentes equipos que conforman el sistema, con sus características de funcionamiento así como la interconexión entre ellos, expresada en sus esquemas correspondientes. En el esquema E01.- Organigrama Funcional, se presenta la interconexión de todos los módulos de SIMONVIS utilizados para la ejecución de este proyecto así como la interconexión entre los tres módulos de control y el PC. 44

45 Memoria Descriptiva Módulos SIMON VIS Módulo de Control Este es el módulo principal del sistema y tiene las siguientes características: 128 Entradas 128 Salidas Conexión a PC vía puerto RS232 Programa en EEPROM Dicho módulo dispone de dos partes diferenciadas, el Modulo de Control y el Módulo de Interfase E/S. El Módulo de Control dispone de 6 conectores de entrada en su parte superior donde se conectará el Módulo de Alimentación (entradas 0V / 24V), dos entradas para la conexión del módem o de temporizadores (RS485 +-) y por último dos entradas mas para la conexión de una batería adicional (BAT+, BAT-). En la parte inferior del módulo se disponen de 12 conexiones que nos permiten la conexión de 8 Módulos de Salida. El Módulo de Control hace la función de recibir las señales de los Módulos de Entrada y mediante el puerto RS232, comunicarse con el PC el cual le da la acción pertinente para que actué sobre el Módulo de Salida indicado. Entre los Módulos de Entrada/Salida y el Módulo de Control tenemos el Módulo de Interfase E/S, que nos gestiona todas las señales que envía o recibe el Módulo de Control. El citado módulo tiene capacidad para 8 Módulos de Entrada, los cuales a su vez tiene capacidad para 16 señales de entrada, con lo que disponemos de hasta 16 * 8 = 128 señales de entrada. 45

46 Memoria Descriptiva Del mismo modo el Módulo de Interfase E/S dispone de una conexión de 8 Módulos de Salida, los cuales a su vez pueden conectar 8 señales de salida. Dispondremos de un total de 8*8=64 señales de salidas desde este módulo, que sumadas a las 8 conexiones para los Módulos de Salida que dispone el Módulo de Control tendremos las 128 salidas. Ver esquema E02.- Módulo de Control donde se presenta el citado módulo y la forma de conectarlo a los diferentes equipos. 46

47 Memoria Descriptiva Módulos de Alimentación Se disponen de dos Módulos de Alimentación de potencia distinta, uno de 72 W y otro de 15 W. Estos dos módulos nos permitirán alimentar todos los módulos del sistema. Las características de los módulos son las siguientes: Módulo de Alimentación 72W Entrada 230 V 50 Hz Salida 24 V CC, 3 A Fuente conmutada y Protegida Módulo de Alimentación 15W Entrada 230 V 50 Hz Salida 24 V CC, 0 6A Fuente conmutada y Protegida En función de los módulos que se conecten al sistema se deberá escoger un módulo u otro. Para este caso se han dispuesto tres fuentes de 72W, una para cada módulo de control, dejando potencia suficiente para posibles ampliaciones del sistema. Ver esquema E03.- Módulo de Alimentación. 47

48 Memoria Descriptiva Módulo de Entrada 24v Las características de este módulo son las siguientes: 16 Entradas digitales Tensión de entrada 24 V Impedancia de entrada 1 KOhm Este módulo se utilizará para recibir todas las señales procedentes de los sensores del sistema, los cuales enviaran una señal al módulo y este se activará mediante la señal de 0V, enviándola al módulo de control. La conexión del sensor al Módulo de Entrada se hará mediante cualquiera de los terminales libres y uno de los terminales de 0V. El módulo irá alimentado por el Módulo de Alimentación en el terminal de 24V, tal y como se representa en el esquema E04.- Módulo de Entradas 24V. Se comunicará con el Módulo de Interfase E/S conectando los terminales 0V entre ellos y el terminal DATA del Módulo de Entradas con cualquiera de las conexiones libres del Módulo Interfase. 48

49 Memoria Descriptiva Módulo de Salidas 24V Las características de este módulo son las siguientes: 8 Salidas digitales Tensión de salida V Intensidad máxima por salida 500 ma. Este módulo se utilizará para activar diversos equipos como leds luminosos, diferentes detectores, elementos de confirmación, etc. Igual que en el Módulo de Entradas, la confirmación de señal se hace mediante el terminal de 0V, es decir una señal de baja impedancia. La conexión del sensor al Módulo de Salida se hará mediante cualquiera de los terminales libres y uno de los terminales de 0V. El módulo irá alimentado por el Módulo de Alimentación en el terminal de 24V. tal y como se representa en el esquema E05.- Módulo de Salidas 24V. Se comunicará con el Módulo de Interfase E/S conectando los terminales 0V entre ellos y el terminal DATA del Módulo de Salidas con cualquiera de las conexiones libres del Módulo Interfase o del Módulo de Control. 49

50 Memoria Descriptiva Módulo Dimmer En el caso que se desee hacer una regulación de la intensidad de la iluminación se tendrán que utilizar Módulos Dimmer, los cuales irán interpuestos entre el Módulo de Salida y el Módulo de Control. Este tipo de módulo solo admite una regulación por equipo, es decir por cada lámpara que se desee regular se tendrá que utilizar un Módulo Dimmer. El módulo dispone de dos entradas para continua en las que se conectará la señal del Módulo de Salida que se desee regular. En la regulación de salida se conectará en un terminal el equipo a regular y en el otro, la fase de la instalación. Ver esquema E07.- Módulo Dimmer. 50

51 Memoria Descriptiva Módulo Modem El Módulo de Módem es bidireccional, es decir tanto es utilizado para realizar una llamada a los teléfonos programados, como puede recibir una llamada para activar alguno de los actuadores que tenga programados. Este módulo va conectado al Módulo de Control mediante el conector de RS485 y es alimentado por los conectores de 24V y 0V. Ver esquema E09.- Módulo MODEM. 51

52 Memoria Descriptiva 5.2. Sensores y Actuadores Detector de Inundación El detector de inundación pertenece a Simon concretamente a la Serie Simon 88. A este detector viene asociados dos equipos mas, para su correcto funcionamiento, uno es la Sonda de Detección de Humedad y para alimentar el detector una Fuente de Alimentación de 12V. Los datos técnicos de este equipo son los siguientes: Alimentación 12V Corriente absorbida 6mA / 45 ma (alarma). Temperatura de funcionamiento 0 40 ºC Rango de Humedad de funcionamiento % RH Tiempo de retardo confirmación alarma : 5s Tiempo retardo activación de la salida : 8s El detector admite un máximo de tres sondas de humedad, las cuales se conectaran al equipo detector mediante cable 2 x 0 75 mm². Las conexiones entre los dispositivos no debe superar los 50 metros de distancia y no se debe instalar por las mismas canalizaciones de los cables de 230 V, para evitar interferencias. El Detector de Inundación dispone de dos leds, uno verde que nos indica que el detector esta activado y uno rojo el cual nos indica el estado de la alarma. En el caso de que se detecte una alarma el led parpadeará durante un tiempo y luego se quedará fijo, activando la alarma sonora. 52

53 Memoria Descriptiva Se dispone de un botón de test y reset. En caso de alarma si se toca el botón se silencia la misma, si bien esta función ira gobernada desde el centro de control. Cuando el sistema no esta en alarma, el botón realiza un test de funcionamiento del sistema. El detector tiene 6 conectores. Dos para las sondas de agua, que como ya se ha dicho anteriormente pueden ir hasta tres. Dos conectores mas son para la conexión a la Fuente de Alimentación de 12 V y por último los conectores C y NA van conectados al Módulo de Entradas correspondiente. El esquema de este equipo se representa en E12.-Detector de Inundación. 53

54 Memoria Descriptiva Fuente Alimentación 12 V La fuente de alimentación es necesaria para conectar los equipos alimentados a 12V, debido a que las fuentes de alimentación de los módulos VIS son de 24 V. Solo se debe utilizar una Fuente de Alimentación por cada detector que se utilice. El equipo utilizado será de la fuente de alimentación empotrable de la Serie Simon 88 y su esquema este representado en E08.- Fuente de Alimentación 12V. 54

55 Memoria Descriptiva Sonda de Inundación Las sondas de alarma, tal y como el detector y la fuente de alimentación pertenecen a la Serie Simon 88. Disponen de dos terminales metálicos los cuales al contacto con el agua se cierra el circuito y envía la señal al detector. Se deben instalar en los puntos donde se prevea una posible fuga de agua y siguiendo las especificaciones del detector de Humedad, tanto en distancias de conexión como en el número de sondas a conectar. 55

56 Memoria Descriptiva Electroválvula de Agua La Electroválvula de Agua nos permitirá gestionar los cortes de suministro en caso de fuga. El equipo elegido pertenece a Simon y sus características son las siguientes: Normalmente Abierta Rearme automático Alimentación 230 V 50 Hz Grado protección IP 54 Conexión R ¾ G Temperatura de funcionamiento : -10º a 90ºC Presión de trabajo : 0 1 a 20 bar En el caso de que se detecte una fuga por los Detectores de Humedad, el sistema alimentará la bobina de la electroválvula y se cerrará automáticamente, una vez se deja de alimentar se vuelve a abrir. La electroválvula debe ir conectada a un Módulo de Salidas de 230V / 10A, en uno de sus conectores de salida (S1 a S8) y mediante el conector del módulo L5-8 se conectará a la fase de la instalación. La otra salida de la electroválvula se conecta al neutro de la instalación, cerrando así el sistema. El esquema de conexión es el E13.- Electroválvula de Agua. 56

57 Memoria Descriptiva Detector de Gas El Detector de Gas pertenece a Simon concretamente a la Serie Simon 88. Para alimentar el detector se tendrá que conectar a una Fuente de Alimentación de 12V. Los datos técnicos de este equipo son los siguientes: Alimentación 12 V. Corriente absorbida : 75 ma / 110 ma Alarma. Temperatura de funcionamiento : 0-40 ºC Rango humedad de funcionamiento : RH Tiempo caldeo del elemento sensible : 5 min (norma UNE-EN 50194) Tiempo retardo confirmación alarma : 5s Tiempo retardo activación de la salida : 8s El detector esta preparado para gases tóxicos y explosivos como : butano, propano, metano, gas ciudad y gas natural, de esta manera sea cual sea el gas utilizado en la vivienda, será detectado. El Detector de Gas dispone de dos leds, uno verde que nos indica que el detector esta activado y un led bicolor rojo/ámbar que nos indica alarma o avería. Se dispone de un botón de test. El detector tiene 4 conectores. Dos conectores son para la conexión a la Fuente de Alimentación de 12 V y otros dos conectores C y NA van conectados al Módulo de Entradas correspondiente. En el esquema E10.-Detector de Gas se puede ver su conexión. 57

58 Memoria Descriptiva El Detector de Gas se inicia al aplicar alimentación, momento en el cual se inicia el tiempo de caldeo, que según las especificaciones del fabricante es de 5 min. Durante este tiempo no es capaz de detectar fuga. Una vez acabado el tiempo de caldeo se queda encendido el led verde y ya es capaz de detectar las posibles fugas. Esta calibrado para detectar presencia de gases en un nivel de concentración del 10%, Limite inferior de Explosividad (L.I.E). Si se supera este nivel, el sistema espera 5 segundos para evitar falsas alarmas. Si pasado este tiempo se continua detectando fuga, se activa la alarma con un retardo también de 8s Limite inferior de Explosividad (L.I.E) Se define como la concentración mínima de vapor o gas en mezcla con el aire, por debajo de la cual, no existe propagación de la llama al ponerse en contacto con una fuente de ignición. Por ejemplo el límite inferior de inflamabilidad del vapor de acetona en el aire es aproximadamente 2,6% en volumen. Esto significa que en 100 volúmenes de mezcla vapor de combustible-aire hay 2,6 % de vapor de acetona y 100-2,6 = 97,4 % de aire. El límite inferior de inflamabilidad está relacionado con el punto de inflamación, de forma que este último se puede definir también como la temperatura mínima a la que la presión del vapor del líquido puede producir una mezcla inflamable en el límite inferior de inflamabilidad. En otras palabras, la temperatura mínima a la que se puede producir una concentración inflamable. La relación entre estos parámetros para la acetona y el alcohol etílico, se ve claramente en la figura 1. 58

59 Memoria Descriptiva Figura 1.- Limite Inferior Explosividad de Acetona y Alcohol Etílico. 59

60 Memoria Descriptiva Electroválvula de Gas La Electroválvula de Gas nos permitirá gestionar los cortes de suministro en caso de fuga. El equipo elegido pertenece a Simon y sus características son las siguientes: Normalmente Abierta Alimentación 230 V 50 Hz Grado protección IP 54 Conexión R ¾ G Temperatura de funcionamiento : -10º a 90ºC Presión de trabajo : 0 1 a 20 bar En el caso de que se detecte una fuga por los Detectores de Gas, el sistema alimentará la bobina de la electroválvula y se cerrará automáticamente. Se tiene que rearmar manualmente para restablecer el suministro. La electroválvula debe ir conectada a un Módulo de Salidas de 230V / 10A, en uno de sus conectores de salida (S1 a S8) y mediante el conector del módulo L5-8 se conectará a la fase de la instalación. La otra salida de la electroválvula se conecta al neutro de la instalación, cerrando así el sistema. Su interconexión es la misma que para el caso de la electroválvula de agua donde esta representada en el esquema E13.- Electroválvula de Agua. 60

61 Memoria Descriptiva Detector de Presencia El Detector de Presencia por Infrarrojos es del fabricante DOMAUT, es empotrable y sus características son las siguientes: Contacto de salida N/A libre de potencial. Campo de detección 360º Distancia máxima de detección : 10m Ajuste crepuscular entre 5 y 1000 Lux. Alimentación 230 V Temperatura de trabajo : -20ºC a 40ºC Humedad máxima : 93% RH El detector se activa no solo por la presencia de alguien sino también si el nivel programado de luz es inferior, aunque esta última función no se utilizará en el sistema, al estar controlado por el Módulo de Control. Las salidas libres de potencial irán conectadas al Módulo de Entradas correspondiente. 61

62 Memoria Descriptiva Principios Físicos de los Detectores de Presencia Según el principio físico utilizado para la detección de presencia se engloban en dos grandes grupos: Detectores por Ultrasonido: Emiten ondas de sonido ultrasónico que rebotan en paredes y objetos, volviendo al detector. Si hay alguna persona presente, la onda no rebotará con la misma frecuencia, es decir, la longitud de onda será diferente, lo que encenderá la luz. Detectores por Infrarrojos: Analizan las variaciones térmicas que se producen en su radio de acción. Dentro de la gama de los detectores por infrarrojos se diferencian entre los pasivos, activos y de doble tecnología. El detector utilizado en este proyecto es un Detector por Infrarrojos Pasivo el cual depende de la energía que transmite un elemento exterior al detector, de ahí su nombre pasivo. Captan la presencia de personas o animales, al detectar la diferencia entre el calor emitido por el cuerpo y el que hay en el ambiente. La sensibilidad de estos aparatos viene dada por la capacidad que tienen para detectar la variación en la radiación infrarroja que genera el cuerpo humano en el área en que están colocados. Son sensibles tanto al aumento como a la disminución de dichas radiaciones. 62

63 Memoria Descriptiva Detector de Humo Para este detector se ha optado por un detector iónico de la marca SYSTEM SENSOR. Las características técnicas del dispositivo son las siguientes: Alimentación Vcc Consumo en reposo : 230 ma Temperatura de trabajo : 0 49 ºC Humedad relativa : 10% a 93% RH Doble led comunicación / alarma El Detector de Humo, dispone de una salida para enviar la señal al Módulo de Entradas correspondiente. A la detección de alarma, dispone de un retraso de 5 segundos, como seguridad a falsas alarmas. Si pasado este tiempo se sigue detectando la alarma, se envía la señal al módulo. Ver esquema E11.- Detector de Humo Tipos de Detectores de Humo En función de la vivienda donde se va a instalar un detector se elegirá un tipo u otro, disponiendo de dos: Fotoeléctricos: Recomendables en lugares construidos con materiales de combustión lenta y que generan partículas de humo de gran tamaño. Un ejemplo son los metales, los cuales tardan mucho en tener combustión y el humo que por inducción es muy denso. Este tipo de detector detectan el humo por los cambios en la luminosidad de la estancia Iónicos: Es el tipo de detector utilizado para este proyecto, el cual detecta partículas de humo de menos de 2 micras de tamaño. Se utiliza para focos de combustión muy rápida como el plástico o la madera. Estos detectores funcionan por las variaciones de humedad y presión atmosférica que generan el humo. 63