Domótica: Explorando las Tecnologías de Conectividad

1. Sistemas Domóticos Basados en Corrientes Portadoras (PLC)

Los sistemas domóticos basados en corrientes portadoras utilizan la red eléctrica como medio físico para la transmisión de datos. Esto facilita la instalación al no requerir un nuevo cableado (PLC).

El protocolo X10, originario de Europa a finales de los años 70, está actualmente en desuso.

¿Por qué se abandonó la idea de ofrecer conexión a Internet mediante PLC?

• Era necesario colocar repartidores en las líneas eléctricas cada 150 metros.
• Cada Centro de Transformación (CT) daba servicio a entre 300 y 400 hogares, compartiendo una velocidad máxima de 45 Mbps.
• Los electrodomésticos generaban demasiado ruido.
• Las transmisiones producían interferencias en la radio.
• La aparición del ADSL en España.

Ventajas del X10

• Sistema descentralizado.
• Fácil configuración, instalación y manejo.
• Bajo coste.

Desventajas del X10

• Sensible a interferencias y armónicos provocados por receptores eléctricos.
• Posibles problemas de atenuación de la señal, dificultando la comunicación.
• Colisiones de mensajes cuando varios dispositivos transmiten a la vez (aunque incorpora técnicas de prevención).
• Interferencias con instalaciones vecinas (reducibles con filtros).

2. Tecnologías Inalámbricas para Domótica

Al elegir tecnologías inalámbricas, es crucial considerar el alcance, el consumo energético y el ancho de banda. Generalmente, solo se pueden optimizar dos de estos parámetros a expensas del tercero.

Tecnologías Tradicionales: Wi-Fi

Inconvenientes: La dependencia exclusiva de la red Wi-Fi puede ser problemática. Fallos en la red o en el software podrían inhabilitar el sistema (por ejemplo, impedir apagar o encender luces). Además, Wi-Fi no fue diseñado específicamente para domótica, lo que puede resultar en problemas de cobertura o saturación de la red al expandir el sistema.

Características Técnicas del Wi-Fi

• Frecuencia: 2,4 – 5 GHz
• Velocidad de Transmisión: 600 Mbps
• Alcance: 50 m
• Consumo: Alto

Tecnologías de Muy Corto Alcance: NFC y Bluetooth

NFC (Near Field Communication)

Se utiliza como elemento de identificación personal, ofreciendo una comunicación casi instantánea.

Características Técnicas del NFC

• Frecuencia: 13,56 MHz
• Velocidad de Transmisión: 424 kbps
• Alcance: 10 cm
• Consumo: Bajo

Bluetooth

Su principal desventaja es la necesidad de un emparejamiento previo.

Características Técnicas del Bluetooth

• Frecuencia: 2,4 – 2,48 GHz
• Velocidad de Transmisión: 1 Mbps
• Alcance: 10 m
• Consumo: Bajo

Tecnologías de Corto Alcance: Zigbee y Z-Wave

Similitudes entre Zigbee y Z-Wave

• Permiten la comunicación entre dispositivos compatibles sin saturar la red Wi-Fi.
• Funcionan a través de una red mesh o mallada.
• Utilizan la misma tecnología de encriptación.

Diferencias entre Zigbee y Z-Wave

• Zigbee es un estándar abierto de Zigbee Alliance, mientras que Z-Wave es un estándar propietario de Silicon Labs.
• Zigbee puede tener problemas para garantizar la compatibilidad, a diferencia de Z-Wave.

Comparativa Detallada

1. Rango de Acción: Z-Wave permite cuatro saltos, mientras que Zigbee puede dar tantos saltos como sea necesario.
2. Alcance: Z-Wave tiene mayor alcance entre dispositivos (bombillas, sensores, cerraduras), mientras que Zigbee tiene un rango de acción de 10-20 metros.
3. Número de Dispositivos Conectados: Zigbee permite conectar aproximadamente 65.000 dispositivos, frente a los 232 de Z-Wave.
4. Frecuencias de Operación: Zigbee utiliza la banda de 2,4 GHz (similar a Wi-Fi), mientras que Z-Wave opera en la banda de 868 MHz en Europa, reduciendo las interferencias.
5. Velocidad de Transferencia de Datos: Zigbee alcanza los 250 kbps, superior a los 100 kbps de Z-Wave.
6. Precio: Z-Wave suele ser más caro.
7. Marcas y Fabricantes: Zigbee cuenta con el respaldo de fabricantes más grandes.
8. Robustez: Z-Wave es considerado más robusto.

Características Técnicas de Zigbee

• Frecuencia: 2,4 GHz
• Velocidad de Transmisión: 250 kbps
• Alcance: 10 – 75 m
• Consumo: Bajo

Características Técnicas de Z-Wave

• Frecuencia: 868 MHz
• Velocidad de Transmisión: 100 kbps
• Alcance: 30 – 100 m
• Consumo: Bajo

Tecnologías de Largo Alcance: LoRaWAN y Sigfox

Estas tecnologías ofrecen un gran alcance con un consumo energético muy reducido, pero a costa de un ancho de banda limitado.

LoRaWAN

LoRaWAN utiliza una red donde un concentrador (gateway) conecta nodos para enviar y recibir comunicaciones. Este gateway se conecta a Internet y permite la comunicación con dispositivos móviles. Puede alcanzar distancias superiores a los 20 km y se utiliza para la transmisión de datos de telemetría. Los nodos consumen poca corriente, lo que permite que las baterías duren meses, ideal para redes de sensores. Los dispositivos son de bajo coste.

Características Técnicas de LoRaWAN

• Frecuencia: 868 MHz
• Velocidad de Transmisión: 0,3 – 50 kbps
• Alcance: 5 – 15 km
• Consumo: Muy bajo

Sigfox

Sigfox es una tecnología de largo alcance de tipo propietario. Los dispositivos son de bajo coste, pero se limita la comunicación a 140 mensajes por nodo al día.

Asistentes de Voz

Un asistente de voz es un conjunto de software, junto con el hardware necesario para la entrada de voz, que actúa como interfaz entre las máquinas y las personas. Inicialmente, se limitaban a interactuar con el software, pero ahora pueden interactuar físicamente con equipos eléctricos y electrónicos, como conectar y desconectar la iluminación de una vivienda.