Domótica accesible

Domingo Ottoniel Guarchaj Catinac

Estudiante de Ingeniería en Ciencias y Sistemas - USAC

Palabras Clave:
Tecnologías, sistemas, domótica, automatización, control remoto, dispositivos, sensores, comodidad, hogar.

El término “domótica” (del latín domus, casa, e informática) tiene varias definiciones o aceptaciones entre las cuales podemos referirnos a la de la Real Academia, la cual define este término como “el conjunto de sistemas que automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda” [1].

La domótica entonces nace para facilitar la vida a los ciudadanos, haciéndola más cómoda, más segura, con mayores posibilidades de comunicación y ahorro energético. Algunos aspectos de la domótica no deberían ser exclusivas del hogar, sino que también es de considerarlas también sus aplicaciones en otros lugares, como por ejemplo oficinas.

En esta guía se abordan distintos temas, de una manera muy sencilla, pero a la vez suficiente para poder empezar a dar nuestros primeros pasos, convirtiendo nuestro hogar tradicional en un hogar inteligente. Comenzaremos a tratar sobre algunos conceptos que hay que conocer, para no perdernos en este nuevo campo de la tecnología, algunas de sus aplicaciones más usuales, así como beneficios que aportan.

Imagen 1: Dispositivos inteligentes, Fuente: Investigación y Desarrollo (ID)

Los dispositivos inteligentes tienen el poder de cambiar nuestras actividades de la vida diaria, para hacer nuestras vidas más prácticas, convenientes y agradables. Los analistas predicen que para el año 2020 el mercado global de tecnología de hogares inteligentes alcanzará los cien mil millones y el hogar promedio tendrá más de 35 dispositivos inteligentes conectados [2]. El hogar inteligente por lo tanto cada día es más real, y solo es cuestión de tiempo para que estos hogares estén en todas partes, brindándoles de dispositivos inteligentes.

Servidor domótico OpenHAB a nivel de software

Es una tecnología cuyo software es de código abierto, diseñado para integrar diferentes sistemas de automatización de viviendas, protocolos de comunicación, dispositivos y tecnologías dentro de una misma solución [3] Ver Imagen 2.

Proporciona interfaces de usuario centralizadas, como la posibilidad de acceso remoto a los dispositivos integrados, a través de su nube de manera gratuita, a diferencia de Home Assistant de Google con acceso remoto de paga. Permite su instalación en dispositivos pequeños como los miniordenadores Raspberry Pi, por lo que no es necesario realizar una gran inversión de dinero para utilizar estos sistemas y empezar con las primeras pruebas.

Imagen 2: Funcionalidad de Software OpenHAB con diferentes tecnologías, Fuente: Panel Sistemas

Debemos entender los conceptos Thing, Channel, Binding e Item en esta plataforma. El concepto Thing se refiere a las entidades que se pueden agregar físicamente a nuestro sistema domótico, no solo se centra en los dispositivos físicos, también un servicio web, que nos proporcione información meteorológica, o cualquier tipo de información y/o funcionalidad que se integre al sistema. El concepto Channel representa las diferentes funciones que proporcionan los Things.

El conseguir la conectividad de diferentes tecnologías, openHAB se encarga de conectar los diferentes sistemas, dispositivos y protocolos de comunicación a través de Bindings, como un adaptador de software, haciendo que los Things estén disponibles para el sistema domótico. De esta forma podemos trabajar con un mismo controlador domótico sobre tecnologías diferentes.

Los Items representan capacidades que las aplicaciones pueden usar, tienen un estado y pueden recibir comandos. El vínculo entre Things e Items son Links. Si un Channel está vinculado a un Item, está “habilitado”. Los Channels pueden estar vinculados a varios Items y los Items pueden estar vinculados a varios Channels.

Otro aspecto por considerar es la privacidad de los datos. Todos los datos que han sido recopilados de sensores o de los actuadores pertenecen al usuario, que es quien decide como gestionarlos. OpenHAB permite trabajar dentro de la intranet sin conexión a Internet, comportándose como un sistema de la intranet de las cosas Ver imagen 3.

Imagen 3: Operación de OpenHAB desde un dispositivo Android Fuente: MySensors

Microcontroladores y dispositivos a nivel de hardware

Los microcontroladores más utilizados, como Arduino y los chips NodeMCU, son dispositivos que llevan incorporado un chip Wi-Fi, permitiendonos montar una solución y la posibilidad de combinar elementos comprados, diseñados para una gran variedad de sistemas, como el control de luces hasta motores que nos permitan abrir puertas o mover cortinas. Estos chips nos permiten la creación de circuitos eléctricos para la administración de dispositivos,así como la recolección de datos a través de sensores, convirtiéndolos a información que puede ser procesada para ser enviado a algún servidor domótico, a través de comandos, mediante protocolos de comunicación, por ejemplo, el más utilizado entre sensores es el MQTT, que funciona sobre el protocolo TCP/IP y está diseñado para comunicaciones donde se requiere de poca transmisión de datos o donde el ancho de banda de la red es limitado.

Cabe mencionar que todos estos proyectos que podemos realizar con estos microcontroladores, algunas empresas ya los han hecho por nosotros, ya que se dedican a fabricar dispositivos inteligentes y distribuirlas a nivel global. Varios de estos dispositivos los iremos mencionando en el resto del artículo.

Asistentes Inteligentes

Están siendo creados por las empresas de Amazon y Google. Son igual de inteligentes tanto Alexa de Amazon, como el Asistente Inteligente de Google, funcionan y traen incorporado inteligencia artificial. Podemos conectar un asistente inteligente a nuestra red mediante una dirección IP, y posteriormente sincronizar la aplicación, con todos los dispositivos inteligentes integrados en nuestro servidor domótico, y así tener control sobre ellos mediante comandos de voz. Así, podríamos pedirle a nuestro asistente que encienda la luz de la cocina, que active el sistema de riego del jardín, incluso pedirle a nuestro asistente que nos ponga música, etcetera.

Dispositivos Relé Wi-Fi

Tiene la capacidad de conectarse a Internet, a través de una dirección IP, y el cual nos permite controlarlo a través de ella. Simplemente alimentamos el dispositivo por el lado primario de entrada de corriente alterna de 120V, y en el lado secundario de salida recibirá la corriente siempre y cuando el relé este activado, de lo contrario, la salida de corriente sería nula o apagada.

Estos dispositivos incorporan un botón para conmutar el relé de forma manual [4], esto para protegernos de posibles fallos en nuestro Wi-Fi, el dispositivo relé seguiría funcionando de manera física, aunque el acceso remoto no esté disponible.

Existe una gran variedad de estos dispositivos, algunos incorporan sensores de temperatura y humedad, así como ver el consumo energético en tiempo real. Con todas estas habilidades de estos dispositivos, podemos activar, por ejemplo: un ventilador, un humidificador, o activar una alarma, etc.

Por defecto, estos dispositivos traen en su placa un firmware, que permite la utilización y configuración individual o en conjunto de estos dispositivos, a través de aplicaciones móviles gratuitas, que vienen integradas con características de acceso remoto, que nos permiten controlar estos dispositivos desde cualquier parte del mundo, con solo tener acceso a Internet.

Bombillas Inteligentes

Sin duda, una de las primeras compras a realizar para empezar a hacer nuestras pruebas con la domótica. Estos son dispositivos lumínicos que nos permiten su control, bien sea a través de aplicaciones móviles o del sistema domótico centralizado. La elección de una bombilla inteligente lo determina nuestras intenciones, presupuesto y el ecosistema. [5]

Además del acceso remoto que nos proporcionan las aplicaciones con las cuales controlamos estos dispositivos, muchas bombillas inteligentes son dimables, esto significa que permiten también el ajuste de su intensidad lumínica, o la habilidad de cambio de colores, esto para bombillas inteligentes que ofrezcan iluminación RGB.

Uno de los sentidos que merece la pena dedicarle tiempo para tener claro, es si el modelo que vamos a comprar permite la integración con productos de terceros, como servicios IFTTT para poder diseñar rutinas de automatización, así como su control mediante asistentes de voz como Siri, Alexa o Google.

Enchufes Inteligentes

Si eres de las personas que tienden a olvidarse de las cosas encendidas, uno de los grandes aliados para estos casos son los enchufes inteligentes. Estos los podrás administrar y programar para que se enciendan y se apaguen a una hora determinada, sin olvidar que algunos de ellos se pueden manejar a distancia a través del acceso remoto, característica que traen de fábrica, como los dispositivos de relé Wi-Fi o las bombillas inteligentes.

Algunos modelos también incluyen un indicador que te informará del consumo diario y mensual. Si quieres tener un consumo detallado, con este tipo de enchufes lo podrás conseguir. Eso sí, a la hora de comprar un modelo u otro, asegúrate de que incluye ese extra. El diseño puede ser otro factor que valorar. Por lo que no todos los enchufes son iguales.

Cámaras de Seguridad Inteligentes

Existen diversidad de cámaras IP inteligentes de seguridad de gran calidad de imagen y con sensores de visión nocturna, así como sensores de detección de movimientos. Algunos nos proveen de tecnologías que nos permiten la integración con nuestro servidor domótico, y así poder configurarlos para que podamos llamar a una compañía de seguridad, o alertar a las autoridades en caso se detecte alguna actividad no deseada.

La diversidad de cámaras inteligentes, ya sea inalámbricas o alámbricas que nos permitan monitorear en tiempo real, que incorporan micrófonos de audio bidireccional con el cual podemos incluso comunicarnos con las personas aunque no estemos físicamente en el hogar, compatibilidad con teléfonos inteligentes, así como características como ONVIF (protocolo de video universal) el cual nos permite la integración de manera fácil en nuestro servidor domótico a través de bindings.

Termostatos Inteligentes

Aquellos que buscan regular la calidad del ambiente en sus hogares, pudiendo dirigirse al aire acondicionado, controlar la temperatura que hay en la estancia; cuentan con muchas ventajas para disfrutar en el hogar, mejorarán la calidad de vida, y permitirán el ahorrar mucho dinero y energía con su utilización. Por ejemplo, cuando se está durmiendo o cuando se llega a casa y encontrarla a la temperatura deseada. Entre estos dispositivos podemos mencionar el ECOBEE4, que cuenta con una pantalla táctil y sensores de temperatura y proximidad.

Cerraduras Inteligentes

Estos productos se activan o desactivan mediante entradas realizadas por un dispositivo autorizado, lo que significa que podemos abrir o cerrar la puerta de nuestros hogares con dispositivos inteligentes como el celular.

Estas entradas, se realizan por medio de protocolos de transmisión inalámbrica y una clave criptográfica [6]. A diferencia de las cerraduras inalámbricas comunes, los SmartLock también controlan todos los accesos, y pueden establecer acciones automáticas, como por ejemplo: enviarnos notificaciones sobre ingresos o problemas a nuestros dispositivos. Es por eso por lo que los SmartLock se consideran un aspecto de los temas de domótica e Internet de las cosas.

Conclusiones

  • Los dispositivos inteligentes han evolucionado desde una era en donde únicamente tenían aplicaciones en entornos industriales, hasta llegar a una era en donde su utilización es ahora de manera particular en nuestros hogares.

  • La domótica es una de las formas como la automatización que busca mejorar el estado actual de la sociedad, aumentando la calidad de vida de la humanidad, como una posible solución que facilitara las condiciones de vida del mayor, de la persona dependiente o con alguna discapacidad.

  • Gracias a esta nueva disciplina de la domótica, se permite la integración de diversas áreas de conocimiento, como lo son las telecomunicaciones, la electrónica, la electricidad y la informática, para lograr una gestión del hogar inteligente.

  • El acceso a Internet permite la conexión permanente de las viviendas inteligentes a través de las redes locales y redes globales.

  • Los sensores, microcontroladores y microprocesadores son los que conceden inteligencia a todos los dispositivos del domicilio.

Referencias