Qué es un hogar inteligente: principio de funcionamiento y dispositivo + creación del proyecto y consejos para el montaje

Los numerosos sistemas de ingeniería, unidos bajo el nombre común «Casa inteligente», brindan a los usuarios un alto nivel de confort y seguridad. Pero existen cientos de variedades de opciones de dicho equipo, que además resuelven tareas radicalmente diferentes.

Intentemos juntos comprender todos los detalles y entender qué es una casa inteligente, y luego pasemos a los pasos prácticos que permiten aumentar el confort de la vivienda. Ya que los costosos componentes no dejan espacio para errores.

¿Qué es este sistema?

Cualquier conjunto de dispositivos electrónicos fabricados para una casa inteligente es un equipo de alta tecnología, diseñado para un control automatizado y, por lo general, centralizado, así como para una gestión flexible y precisa de los sistemas de comunicación del hogar.

Funcionalidades principales de una casa inteligente

Los bloques de comando inteligentes de la casa inteligente son capaces de crear un microclima óptimo en el apartamento o la casa.

Además, para lograr este objetivo, se gestionan todos los aparatos de calefacción, aires acondicionados, sistemas split, filtros, ozonizadores y otros dispositivos similares.

La esencia del proceso es la siguiente: los centros de control, equipados con procesadores, reciben los resultados de las mediciones de la composición química del aire, su temperatura y humedad, y envían señales a los elementos necesarios de la instalación.

Así, si es necesario enfriar una habitación, se envía una orden para encender el aire acondicionado y, al mismo tiempo, se apaga todo el equipo de calefacción, si estaba funcionando. Es decir, los bloques de comando de los sistemas también garantizan la coordinación de todos los procesos.

Más información sobre cómo funciona el sistema de climatización y las particularidades de su elección, lea a continuación.

Los sistemas inteligentes modernos para viviendas son conjuntos de automatización que permiten mejorar significativamente la calidad de vida, así como ahorrar energía, y hasta un impresionante 30-40%. Pero hay que tener en cuenta que, debido al considerable costo del equipo, la inversión se amortizará después de muchos años de uso activo.

En general, el 'Hogar inteligente' en una configuración avanzada es capaz de gestionar simultáneamente varios cientos de dispositivos pertenecientes a sistemas:

• de iluminación, tanto interior como exterior;
• de fuentes de alimentación de emergencia, que pueden ser tanto baterías como generadores;
• de control del consumo energético;
• calefacción, enfriamiento del aire;
• de calefacción de elementos individuales del edificio (alcantarillado pluvial, escalones);
• de suministro de agua;
• de alcantarillado;
• de filtración;
• de detección de situaciones de emergencia (fugas de gas, agua, problemas en la red eléctrica);
• de monitoreo.

Además, se puede gestionar la alarma, cámaras de vigilancia y muchos otros equipos, que incluyen incluso cortinas, ventanas, televisores, equipos de audio y video colocados en todo el apartamento o casa.

La funcionalidad y otras características de cualquier sistema inteligente se pueden adaptar a cualquier condición, lo que permitirá crear un sistema flexible de gestión de todos los electrodomésticos, aparatos de calefacción, aires acondicionados, iluminación y demás equipos.

Los procesos pueden ser tanto demandados como poco frecuentes o puntuales; por ejemplo, entre los primeros se pueden incluir la regulación de la temperatura, la intensidad de la iluminación y muchos otros.

A la segunda categoría pertenece la configuración de flujos individuales de aire caliente o frío. Por ejemplo, capaces de calentar los pies de los usuarios que ven programas de televisión en las noches de invierno.

La característica de los sistemas modernos de hogar inteligente es que permiten establecer modos diferentes en todas las habitaciones del apartamento o casa. Por ejemplo, la temperatura en la habitación infantil puede ser la más alta, y en el pasillo la más baja, ya que prácticamente no necesita calefacción.

Al mismo tiempo, en el baño el sistema puede combatir regularmente la alta humedad, y en la cocina, la contaminación del aire.

La electrónica puede tener en cuenta una gran cantidad de pequeños detalles útiles. Por ejemplo, puede proporcionar automáticamente una temperatura más alta en el dormitorio por la noche que por la mañana, ya que estas características favorecen un descanso completo y un despertar fácil.

Se consideran máximamente eficientes los sistemas integrales capaces de gestionar todos los procesos importantes.

Pero también los conjuntos de equipos más simples que realizan una sola función poseen características de hogar inteligente. Por ejemplo, entre ellos se incluye un procesador que controla el encendido/apagado de un calefactor instalado en la casa de campo.

El dimmer instalado en la red eléctrica, que regula el brillo de las lámparas y, al mismo tiempo, reduce el consumo de energía, también se considera equipo inteligente.

¿Cómo funciona y está compuesto el sistema?

Tratemos de entender cómo funciona el sistema de hogar inteligente tan demandado hoy en día y de qué tipo puede ser. La base de cualquier conjunto de equipos inteligentes es un procesador, que es una computadora bastante potente y moderna.

La eficiencia la proporciona el software con decenas, o incluso cientos, de modos preinstalados que se encuentran entre los más demandados.

Como resultado, en muchos casos, los usuarios solo deberán ingresar los parámetros necesarios, por ejemplo, la temperatura, etc., y activar el programa deseado.

A continuación, la unidad de control supervisará mediante la comparación de los valores actuales con los programados. Toda la información necesaria proviene de los dispositivos de control internos del equipo que forma parte del sistema, de los controladores y de los sensores que se instalan en cada habitación.

El principio fundamental de funcionamiento de cualquier sistema inteligente es proporcionar comodidad, flexibilidad y simplicidad en el control de todos los equipos ubicados en la vivienda. Esto se hace con el objetivo de minimizar la necesidad de intervención del usuario, mejorando la eficiencia, la economía y la seguridad de la operación. Es decir, el usuario debe obtener beneficio y satisfacción de la actividad del sistema, mientras apenas le presta atención.

Si los datos obtenidos en tiempo real no coinciden con los establecidos, la unidad de control envía las órdenes correspondientes para realizar ajustes. Además, todas ellas aseguran que el equipo funcione de manera coordinada.

Es decir, para aumentar la temperatura en la habitación deseada, primero se apaga el aire acondicionado y solo luego se enciende el equipo de calefacción. Esto permite ahorrar hasta un 40% de electricidad y también se evita una peligrosa carga crítica en la red.

Tipos de casa inteligente

Los fabricantes tienen en cuenta las necesidades de distintas categorías de usuarios, por lo que el mercado está saturado de diferentes tipos de equipos inteligentes.

De este modo, se presentan:

• cableados;
• inalámbricos.

En el primer caso, la unidad de control, los sensores actuadores, los servomotores, los controladores y otros elementos estructurales se conectan entre sí mediante cables.

La ventaja de este método es la alta precisión en la ejecución de las órdenes. Esto significa que prácticamente no existe la posibilidad de sobrecargar el bus de transmisión con una gran cantidad de señales. Además, los cables de fibra óptica proporcionan una alta velocidad de respuesta.

La principal desventaja es la complejidad de la instalación, ya que es necesario tender y ocultar a la vista una gran cantidad de cables.

Esto también conlleva gastos adicionales significativos en materiales de construcción necesarios, por lo que el momento óptimo para instalar sistemas cableados es durante la realización de reformas en las habitaciones.

Además, tender los cables requiere mucho trabajo, por lo que este procedimiento consume bastante tiempo.

En cualquier vivienda existe un equipamiento que permite resolver diversas tareas – calentar los ambientes, iluminarlos, garantizar la seguridad, etc. Y el hogar inteligente puede manejar todas las funciones mencionadas o controlar cada una por separado. Además, el usuario deberá decidir en cada caso cuál es el método más óptimo. Esto también demuestra que las ventajas importantes de cualquier sistema inteligente son la flexibilidad y la adaptabilidad.

Las variedades inalámbricas de equipos se distinguen porque la comunicación entre los elementos del sistema se realiza mediante señales de radio, para lo cual se utilizan las comunicaciones correspondientes.

Una ventaja importante de esta opción de equipos es la sencillez de instalación. Durante la misma, no es necesario modificar la estructura de los ambientes ni gastar en materiales de construcción, lo que convierte la instalación en un procedimiento fácil y rápido.

El principal inconveniente de los sistemas inalámbricos es el propio método de comunicación entre los componentes. Dado que las señales de radio limitan significativamente su funcionalidad, además, con frecuencia será necesario reemplazar las baterías, lo cual resulta incómodo y supone un gasto recurrente.

Otra clasificación de los sistemas de hogar inteligente según el tipo de control – puede ser una opción centralizada o descentralizada.

Aunque la centralización del control es una de las ventajas más importantes de cualquier conjunto de este tipo de equipos y en la mayoría de los casos pertenece precisamente a esta variedad, los sistemas descentralizados también tienen derecho a existir.

La razón es que este método permite mitigar las consecuencias de la falla de cualquier componente individual del hogar inteligente.

Asimismo, el uso de subsistemas con diferentes unidades de control permite aumentar la fiabilidad de las funciones clave.

Por ejemplo, si el propietario de la vivienda desea protegerla de manera confiable contra intrusiones no autorizadas, el uso de dos sistemas descentralizados es una solución más práctica que uno centralizado.

Muchos consideran que el control centralizado de todos los equipos del hogar es una ventaja y una característica importante del hogar inteligente. Pero esta afirmación no siempre es justa, ya que los sistemas descentralizados individuales pueden aumentar la seguridad, la fiabilidad y la eficiencia del uso del control inteligente. Por ejemplo, es ventajoso hacer sistemas de seguridad por separado (como se indica en la foto), y de detección de situaciones de emergencia.

El principal inconveniente de utilizar varios sistemas de hogar inteligente simultáneamente es la complejidad de configuración y ajuste.

Esto sucede porque aumenta la cantidad de componentes – cada sistema descentralizado tiene un procesador separado, lo que a menudo genera confusión en su interacción o en la gestión por parte del usuario. Además, esta característica provoca un aumento en el costo del conjunto de equipos.

En consecuencia, se recomienda utilizar sistemas descentralizados solo en casos particulares, cuando las ventajas superan claramente a los aspectos negativos.

Una característica importante es la división según los tipos de protocolos, que pueden ser:

• abiertos;
• cerrados.

A la primera categoría pertenecen los sistemas cuya gestión se realiza mediante un lenguaje utilizado por diversos fabricantes.

Las ventajas de este tipo de equipo son la funcionalidad, la accesibilidad y la versatilidad, lo que garantiza una impresionante selección de componentes que se pueden incluir. Pero a menudo será necesario adaptarlos previamente para su uso conjunto, lo que, sin embargo, no excluye fallos.

Se consideran sistemas cerrados aquellos que se gestionan mediante un lenguaje creado y utilizado por un solo fabricante, lo que permite incluir en el conjunto solo componentes desarrollados y fabricados por él mismo.

Esto reduce la funcionalidad y la versatilidad, pero garantiza un alto grado de compatibilidad entre dispositivos y aparatos.

Esquema del sistema de control inteligente

Cualquier conjunto de equipos para un hogar inteligente es similar a un juego de construcción con el que se puede crear cualquier cosa.

Por lo tanto, es poco probable que un usuario que desee montar algún tipo de sistema en su hogar encuentre un esquema adecuado para sus condiciones domésticas. Por ejemplo, una opción estándar para un apartamento de 3 habitaciones o para una casa de cierta superficie y número de plantas.

Cualquier espacio tiene sus propias características, y sus propietarios tienen preferencias y presupuestos distintos. En consecuencia, se utilizan diversos órganos de control y elementos ejecutores.

El esquema necesario deberá elaborarlo uno mismo o con ayuda de especialistas. Las excepciones pueden ser las variantes más simples de hogar inteligente o los sistemas descentralizados, que tampoco se caracterizan por su complejidad.

Un ejemplo puede ser el esquema de instalación de un dimmer en la red eléctrica y el sensor de movimiento que funciona junto con él, ya que es estándar y, por lo tanto, igual en todos los casos.

Aquellos que deseen ensamblar un sistema inteligente por sí mismos deben saber que es necesario poseer ciertas habilidades y conocimientos, además en diversas áreas. Por ejemplo, en la foto se muestra una interfaz gráfica que permite realizar gestión, control y obtener la información necesaria. Y se crea para cada caso por separado, mediante programación.

Pero incluso en este y casos similares, se recomienda consultar a especialistas. La razón es que todos los sistemas funcionan con electricidad y algunos errores graves pueden provocar incendios, descargas eléctricas o averías en costosos elementos de la estructura.

Recomendaciones para el montaje por uno mismo

Dado que el costo de los sistemas inteligentes es elevado, y su instalación conlleva gastos adicionales, además considerables (hasta el 50% del coste del conjunto de equipos), su instalación independiente ayudará a ahorrar significativamente.

Además, este trabajo proporciona satisfacción, por lo que ensamblar una casa inteligente con las propias manos, comenzando con la creación del proyecto, puede considerarse como un pasatiempo.

Uno de los consejos más importantes para quienes deseen ensamblar un sistema inteligente por sí mismos es que antes de comenzar los trabajos se elabore un proyecto. Ya que ayudará a identificar muchas particularidades y sutilezas, y por lo tanto a evitar errores.

Pero hay que entender que no todos los usuarios que lo deseen son capaces de realizar la instalación manual de dicho sistema – para ello se necesita poseer un conjunto completo de conocimientos y habilidades.

Entre las que se incluyen:

1. Capacidad para trabajar con aparatos eléctricos. Además, en este ámbito se necesitan amplios conocimientos, por ejemplo, habilidades básicas como la conexión segura de los elementos de la estructura y el cableado entre sí. También se requerirá habilidad en el montaje de cuadros eléctricos, comprensión de los principios de control de los aparatos eléctricos modernos y otras similares. El conocimiento de las normas de seguridad también es obligatorio.
2. Habilidades de programación, además para diferentes sistemas operativos. Son necesarias porque en cada instalación de un sistema inteligente se tendrá que crear una interfaz gráfica mediante la cual posteriormente se realice el control.
3. Conocimiento de los principios de construcción de sistemas modernos de automatización. Es decir, es necesario al menos entender los tipos de controladores, sus entradas/salidas, comprender qué sensores y otros equipos se pueden usar con ellos, etc.
4. Comprensión de los algoritmos de funcionamiento del sistema en su conjunto y de todas sus partes individuales.

Si se poseen todos los conocimientos y habilidades mencionados, entonces es necesario pasar a los procedimientos preparatorios. Para empezar, es importante definir las tareas que debe resolver el conjunto de equipos.

Un aspecto importante al ensamblar una casa inteligente por uno mismo es la necesidad de una alta calidad de instalación. Si se ignora esto, el resultado puede ser un funcionamiento incorrecto de todo el conjunto de equipos, reducción de la seguridad contra incendios, etc.

Luego, hay que determinar si esto es técnicamente viable – si la red eléctrica soportará la carga, si las características de los componentes son suficientes. Además, se debe inspeccionar la vivienda para identificar los lugares de instalación. También es necesario saber si se dispone de suficiente dinero para la compra.

Y después de esto, se puede proceder a crear el proyecto de trabajo del futuro sistema.

Si la inspección del local para identificar los lugares óptimos para instalar las partes individuales del conjunto de la casa inteligente aún puede realizarse uno mismo, sin tener habilidades ni experiencia en estos asuntos, entonces el desarrollo del proyecto debe abordarse solo con conocimiento del tema.

En caso de falta de experiencia e inseguridad en las propias capacidades, es mejor acudir a especialistas para una consulta antes del procedimiento o después del mismo con el fin de realizar una verificación. Esto permitirá reducir la probabilidad de errores y posteriores pérdidas financieras y otros inconvenientes.

Incluso si se tienen suficientes habilidades prácticas y conocimientos, se recomienda comenzar a familiarizarse con los sistemas inteligentes desde las opciones más simples.

Es decir, se debe adquirir un kit que incluya un controlador, un conjunto de sensores y otros equipos que permitan resolver una tarea importante específica.

Por ejemplo, controlar la aparición de fugas de agua, realizar videovigilancia o regular el brillo de la luz. Y luego, comprender a fondo todas las particularidades.

El enfoque descrito permitirá obtener experiencia práctica, encontrar especialistas calificados capaces de brindar ayuda efectiva y, además, evitar pérdidas financieras significativas, incluso si el interés en el sistema inteligente desaparece o algo no sale según lo planeado.

Si se ha decidido ensamblar el sistema por uno mismo, se debe comenzar con las opciones más simples. Esto permitirá adquirir experiencia, comprender si se tiene el deseo de continuar con este trabajo, y los gastos serán mínimos.

Además, para el primer intento de ensamblar un sistema inteligente por uno mismo, es recomendable adquirir equipos controlados por controladores Beckhoff, Siemens, OVEN y otros similares. Ya que son libremente programables, fáciles de usar y adecuados para resolver diversas tareas.

Si junto con alguno de los controladores mencionados se utiliza un conjunto especial de software diseñado para controlar el sistema desde una computadora con Windows, una tableta o un teléfono inteligente con iOS, Android, entonces será posible modificar los escenarios fácilmente.

Y además, transformar rápidamente la interfaz, eliminar los innecesarios y añadir nuevos elementos de construcción.

Además, todo lo mencionado podrá realizarlo de manera independiente cualquier usuario, incluso con conocimientos básicos de programación. Un ejemplo de software de control es Easy Home, que puede funcionar con todos los sistemas operativos populares mencionados anteriormente.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El primer video permitirá comprender las capacidades del hogar inteligente, cómo y con qué se equipan estos sistemas simples y cómo se puede hacer esto de forma independiente.

El siguiente material de video también está dedicado a la instalación de sistemas inteligentes por cuenta propia.

La automatización inteligente moderna no solo puede aumentar el confort, sino también mejorar el nivel de vida de todos los habitantes del hogar. Pero para ello es necesario comprender el principio de funcionamiento de un hogar inteligente.

De lo contrario, al propietario no solo le espera decepción, sino también pérdidas financieras significativas. Ya que los conjuntos funcionales cuestan una cantidad considerable de dinero.

¿Quedan dudas sobre el tema del artículo? ¿O puede complementar nuestro material con información valiosa sobre los principios de funcionamiento del sistema “Hogar inteligente”? Por favor, deje sus comentarios, comparta su experiencia en el bloque que se encuentra a continuación.