Armin Anders Jefe de marketing de EnOcean GmbH, Alemania
¿Qué sistema de radio es mejor para la automatización de sistemas de ingeniería en edificios?
A esta cuestión se enfrentan cada vez más los ingenieros que se ocupan de la integración de sistemas y el diseño de sistemas de suministro eléctrico, e incluso los arquitectos y constructores de viviendas particulares. A la hora de decidirlo hay que tener en cuenta muchos aspectos, y tomar la decisión final se complica aún más por el hecho de que existe en el mercado una gran selección de sistemas similares, que se diferencian entre sí en varios parámetros de funcionamiento. Este artículo está dedicado a la elección de tecnologías de radio y la consideración de los parámetros operativos más importantes. ¿Cuáles son los factores clave a los que debes prestar especial atención?
Un análisis sistemático de los requisitos individuales con respecto al rendimiento, el costo y la flexibilidad del sistema de radio deseado reduce rápidamente las opciones posibles. Consideremos el proceso de toma de decisiones sobre este tema con más detalle.
Decisión 1:
¿cantidad grande o pequeña de datos?
¿Necesita transmitir imágenes animadas, conectar sus computadoras de forma inalámbrica o enviar imágenes a una impresora? Si es así, necesita un sistema de radio de alta velocidad de datos que pueda manejar grandes cantidades de datos en un corto período de tiempo. Esto se puede lograr utilizando los estándares de radio WLAN o Bluetooth, pero estos modos requieren mucha energía para funcionar. Esto significa que estos modos son de poca utilidad en los casos en que el dispositivo debe funcionar con baterías durante mucho tiempo.
Sin embargo, la mayoría de las funciones utilizadas para controlar automáticamente los sistemas de ingeniería requieren que solo se transmitan pequeños paquetes de información durante cortos períodos de tiempo. Esta categoría incluye el encendido y apagado de sistemas de iluminación y otros equipos, el control de persianas y contraventanas y, especialmente, la transmisión de información desde sensores de radio como sensores de aire acondicionado, sensores de movimiento, detectores de humo, etc. Si necesita utilizar dichos dispositivos, deberá tomar las siguientes decisiones para limitar aún más las tecnologías que se pueden utilizar en su caso.
Decisión 2:
¿Cuáles son las condiciones ambientales?
Esta es una cuestión clave a la hora de garantizar la fiabilidad de la transmisión de datos a través de un canal de radio. Las señales enviadas simultáneamente por radio por varios transmisores ubicados cerca del receptor interferirán entre sí y, por lo tanto, la recepción confiable de datos por parte del receptor en tales condiciones es bastante difícil. Esto no supone un problema grave en una casa residencial unifamiliar, ya que el canal de radio es utilizado por un número relativamente pequeño de sensores y receptores de señales de radio, y esto casi nunca provoca su sobrecarga. Los sistemas de radio patentados que funcionan con baterías, ofrecidos por varios fabricantes de equipos similares, funcionan bastante bien en tales casos, a pesar de que tienen una velocidad de transferencia de datos bastante baja, lo que puede provocar interferencias en las señales que envían. Sin embargo, la situación cambia mucho en los edificios más grandes. En ellos se pueden ubicar una gran cantidad de componentes de radio en un espacio relativamente limitado. Por esta razón, en tales casos, es muy importante seleccionar sistemas de radio que puedan hacer frente adecuadamente al problema de las interferencias. Un método económico para evitar la superposición innecesaria de paquetes de información transmitidos es utilizar pulsos de radio muy cortos aumentando la velocidad de transmisión de datos. Para hacer esto, puede utilizar los sistemas de radio ZigBee.
Solución 3:
¿Es necesario reemplazar las baterías?
Si la necesidad de mantenimiento, como por ejemplo cambiar las baterías de los sensores inalámbricos y los interruptores inalámbricos, es una desventaja, entonces se pueden encontrar sistemas inalámbricos sin baterías. EnOcean GmbH es actualmente el único titular de los derechos de autor de las tecnologías utilizadas en dichos sistemas. Estas tecnologías se han desarrollado basándose en una amplia experiencia práctica con los sistemas de radio existentes. Consideremos las características específicas de dichos sistemas de radio con más detalle.
Consumo de energía
Este protocolo de radio requiere una energía de sólo 0,12 μW*s para transmitir de forma fiable 1 bit de datos a una distancia de 300 m (en espacio abierto). Los interruptores de radio EnOcean requieren solo 50 µW*s de energía para un comando de radio completo. Ambos valores son muy bajos, aproximadamente 100 veces más bajos que los interruptores de radio estándar que funcionan con baterías. Este hecho es la base para la creación de sensores inalámbricos que funcionan con energía obtenida del entorno: con solo pulsar un botón, con energía luminosa captada por pequeños paneles solares o con una diferencia de temperatura de sólo 3o K. Incluso estas pequeñas cantidades de energía son suficientes para poner en funcionamiento equipos que no requieren ningún mantenimiento adicional.
Fiabilidad de la transmisión de datos
Los mensajes muy cortos (un comando de conmutación dura sólo 0,5 milisegundos) y una estrategia inteligente de repetir todos los elementos de transmisión varias veces proporcionan a los dispositivos EnOcean una excelente inmunidad a las interferencias, al mismo tiempo que brindan protección contra interferencias de radio esporádicas e intermitentes. Así, más del 99,9% de las señales enviadas por los 500 transmisores de EnOcean, instalados cerca unos de otros y encendidos cada minuto, son finalmente captadas por el receptor.
Escalabilidad y radio topologías del sistema
La estructura de mensajes del estándar EnOcean es muy flexible. Puede ampliarse para incluir estructuras de datos complejas, grandes volúmenes de datos, procedimientos de cifrado, métodos de modulación y bandas de frecuencia utilizadas. Además de interruptores y sensores unidireccionales, es posible utilizar módulos “EnOcean” bidireccionales que admitan topologías de radio más complejas, incluidos sistemas de sensores inteligentes como redes radiales y de malla.
Interoperabilidad
La gama cada vez mayor de usuarios de la tecnología de radio EnOcean ya ha llevado a la creación de una amplia gama de componentes de radio compatibles. Esto significa que productos de diferentes fabricantes pueden comunicarse entre sí a través de una interfaz de radio. Por ejemplo, las señales de los interruptores inalámbricos de las empresas PEHA, Bticino y Omnio, o de los termostatos de ambiente de la empresa Thermokon, pueden recibirse y procesarse mediante receptores de las empresas WAGO, Beckhoff, Wieland, Phoenix Contact y Zumtobel. son compatibles con los sistemas de bus que utilizan.
Conclusiones
Ningún sistema de radio puede satisfacer igualmente bien todos los diferentes requisitos existentes. Los estándares de radio WLAN y Bluetooth son ideales para aplicaciones que requieren la transferencia de grandes cantidades de datos. Monitorear el funcionamiento de los sistemas de ingeniería en edificios y transmitir datos desde sensores abre el campo para el uso de sensores e interruptores inalámbricos, pero en muchos edificios no siempre es posible utilizar dispositivos que funcionan con baterías y, por lo tanto, requieren un mantenimiento periódico. En estos casos, es posible crear sistemas libres de mantenimiento basados en la tecnología de radio EnOcean. Estos sistemas se pueden crear incluso en edificios grandes con una gran cantidad de dispositivos de radio instalados.
Basado en materiales del sitio web de AutomatedBuildings |
