En esta nota analizaremos diferentes sistemas para el control del hogar y la oficina con PCs, utilizando las herramientas de instrumentación virtual Cyber Tools y las microcomputadoras programables en Basic SCMBS1. Todos nuestros análisis se basaran en el control distribuido con materiales y topologías confiables y seguras, para un control de alta calidad y seguridad. Buscando una independencia entre los sistemas de control y de distribución de potencia. De esta manera se asegura una alta confiabilidad, e independencia entre los parámetros de la red eléctrica y los de control. No dependiendo la instalación de la tensión, frecuencia, ruidos e interferencias de los circuitos de potencia.
Introducción
Hoy en día en casi todas las casas y oficinas , hay PCs con sistemas operativos Windows instalados. Hasta hace muy poco tiempo la PC solo fue utilizada principalmente para el procesamiento de información y organización de datos. Pero la baja de los precios de estos equipos, la existencia de productos fáciles de interconectar, poner en marcha y configurar, ha hecho que la PC sea utilizada también como sistema de control y monitoreo, en diferentes ambientes como ser oficinas, establecimientos industriales, controles de accesos y peajes, control del hogar, electromedicina, sistemas de venta automática, etc...
La problemática de control del hogar puede ser dividida en dos grandes sectores:
· el software o lógica de funcionamiento de cada uno de los subsistemas que participan del automatismo.
· el hardware requerido para el sistema central y/o los subsistemas de control local.
Pueden implementarse muchos sistemas para el control de instalaciones, y con muchos criterios diferentes. El sistema mas sencillo seria la utilización de una computadora, con una una tarjeta como por ejemplo la SCMD100/24 (que posee 24 entradas/salidas digitales) instalada y una licencia Cyber Tools D100 que nos permita implementar sistemas de control fácilmente y con posibilidades de expansión a un costo muy reducido. Por medio de interfaces de potencia adecuadas, la PC podría controlar a través de relés electromecánicos o de estado sólido toda la instalación de una casa. Pero esto seria poco rentable para algunas instalaciones, mas aún para aquellas de gran superficie o cableados complicados. Ya que como mínimo tendría que salir un cable por cada elemento a comandar. Imagine el mantenimiento de dicha instalación.
Existen standards que utilizan la red eléctrica para transmisión de datos y control, pero estos no contemplan algunas anomalías como ser: diferente frecuencia de red, diferencia en tensión de red, fallas en la red eléctrica, falta de energía en la red eléctrica. La gran mayoría utilizan la red eléctrica para la sincronización de datos, por consiguiente si no hay mantenimiento en frecuencia o no hay energía en la línea no se pueden transmitir datos de un sector de la instalación a otro. La mejor solución es la utilización de cable de control que permita la interconexión de todos los sistemas y que a través de el, se realice la transmisión de los datos y comandos entre los diferentes subsistamos. También podrían utilizarse sistemas de transmisión con fibra óptica, haciéndolo mas seguro e inmune a ruidos eléctricos.
Ejemplo de topología centralizada:
Ejemplo de topología centralizada:
Ejemplo de control distribuido: 
El control distribuido puede ser implementado con una licencia de software Cyber Comm y un adaptador para fibra óptica o un ADAP422/485 o una tarjeta PC485 que le permitirá realizar comunicaciones hasta 1 1/2 km. de distancia. Como controles locales pueden utilizarse, controladores autónomos SCMBS1, los cuales podrán recibir ordenes desde otras unidades o la PC, y de ser necesario hasta hacer un control local. También pueden ser utilizados la nueva línea de PLCs SCMH , los cuales permiten una amplia gama de variantes para interconexión y programación con PCs.
Inicialmente desarrollaremos un sistema de control centralizado sin la utilización de una PC.
Utilizaremos la microcomputadora SCMBS1/LCD con controlador y visor de cristal liquido incorporado, como control central. Posee 8 entradas/salidas para propósitos múltiples, un espacio de memoria de programa de hasta 100 instrucciones Basic y un reloj interno de 4Mhz (comunicación serie hasta 2400 baudios), y además un controlador serie para LCD, y montados ambos sobre la parte trasera de un modulo LCD de 2x16 LCD. Es una computadora programable en BASIC, con display LCD, y un área prototipica, todo en un solo package. Para mayor información sobre esta computadoras le recomendamos consultar nuestro catalogo.
Con la ayuda de este controlador podremos implementar muy fácilmente, los sistemas requeridos. Supongamos que deseamos controlar la iluminación, ventiladores, y otros artefactos, e integrar todo esto con una central de alarmas , y un control remoto infrarrojo...
En principio propongamos el control de los siguiente elementos:
· una lampara incandescente.
· un ventilador de techo.
· un calefactor eléctrico.
· el monitoreo de dos circuitos con sensores para el sistema de alarma.
· y por ultimo una salida para una sirena.
La idea de este articulo es la de dar los conocimientos y algoritmos requeridos para la solución de este tipo de instalaciones.
La SCMBS1 puede entregar hasta 20 mA por pin, con lo cual es suficiente para excitar directamente relés de estado sólido y microreles. Solucionándose fácilmente la excitación de dispositivos de potencia como ser sirenas, ventiladores, calefactores, etc...Las SCMBS permiten medir muy fácilmente temperaturas ambientes, utilizando termocuplas o módulos analógicos de medición de temperatura como los ADAPTEMP (para mayor información consulte el articulo de medición y control de ambientes especiales con instrumentación virtual de la revista Saber Electrónica o visite el www.cybernomo.com/scm/adaptemp.htm). Las SCMBS poseen expansiones para un canal analógico extra y 16 entradas salidas extra, con lo cual permite que el sistema pueda ser ampliado muy fácilmente.
Volviendo a nuestro sistema, analicemos el funcionamiento que deber’a de tener el mismo.
Control de iluminación:
En principio haremos que el sistema acepte comandos de encendido y apagado locales y por control remoto.
Ventilador de techo y calefactor
El sistema podrá medir la temperatura ambiente utilizando un termistor y la instrucción Pot de la SCMBS, la cual permite medir sensores analógicos resistivos por medio de cualquier pin digital de la microcomputadora. En función de ello controlara el encendido y apagado del ventilador y el calefactor.
Circuito de alarma
Este circuito estará conectado a un pin de entrada de la microcomputadora, el cual será chequeado constantemente por el software. La alarma podrá ser activada o desactivada a través del control remoto.
Sistema de control remoto
El control remoto puede ser implementado también con un SCMBS1, que lea un teclado y active un circuito modulador para un led infrarrojo.
El control remoto deberá tener las siguientes teclas:
· cambiar estado de luz
· incrementar temperatura ambiente
· decrementar temperatura ambiente
· activar/desactivar alarma
El programa deberá chequear constantemente las teclas y detectar cual a sido pulsada, y en función de ello transmitir un comando en forma de datos serie sobre el pin de salida al cual se encuentra conectado el reset del 555. De esta manera, la cadena binaria que es transmitida a través del pin, es modulada a la frecuencia a la cual se encuentra configurado el oscilador del 555. A la salida del 555 se encontrara un transistor el cual será el encargado de excitar el led infrarrojo.
Programa del control remoto:
Debug ' Copyright(c), Allright reserved SCM International, Inc.'
symbol luz = 0 ' tecla de luz al pin 0
symbol inctemp = 1 ' tecla de incrementar temperatura a pin 1
symbol dectemp = 2 ' tecla de decrementar temperatura a pin 2
symbol alarm = 3 ' tecla de desactivar y activar alarma a pin 3
symbol Tx = 4 ' define el pin 4 como la salida de transmision
inicio button luz,0,254,254,b2,1, luzcom ' mientra se mantiene oprimido el botón de luz se ejecuta la rutina luzcom
button incTemp,0,254,254,b3,1, IncTempcom ' mientra se mantiene oprimido el botón inctemp se ejecuta la rutina IncTempcom
button decTemp,0,254,254,b4,1, decTempcom ' mientra se mantiene oprimido el botón dectemp se ejecuta la rutina decTempcom
button decTemp,0,254,254,b5,1, alarmcom ' mientra se mantiene oprimido el botón alarm se ejecuta la rutina alarmcom
go to inicio
luzcom for b6 = 0 to 3 " transmite 3 veces el comando Luz
serout Tx, 2400, ("Luz ")
next
go to inicio
inctempcom for b6 = 0 to 3 " transmite 3 veces el comando incT
serout Tx, 2400, ("IncT ")
next
go to inicio
dectempcom for b6 = 0 to 3 " transmite 3 veces el comando decT
serout Tx, 2400, ("DecT ")
next
go to inicio
dectempcom for b6 = 0 to 3 " transmite 3 veces el comando Alarm
serout Tx, 2400, ("Alarm")
next
go to inicio
Hasta aquí ya hemos analizado como construir y programar un control remoto sencillo. En la próxima nota analizaremos el sistema de control local con una SCMBS1 y su interacción con herramientas de instrumentación virtual Cyber Tools.Segunda Parte de esta nota de aplicación
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