Componentes de Smart Home: Los cinco elementos clave y cómo funciona una casa inteligente

En una casa KNX, pulsas el interruptor de la luz en el pasillo y un relé hace clic en la caja de distribución del sótano. Solo entonces se enciende la luz. El interruptor en sí no ha conmutado nada.

Todo lo que define una casa inteligente ocurre en el camino entre estos dos puntos. Quien planea una casa o quiere modernizarla, al hablar de componentes de smart home, escucha sobre todo nombres de productos: KNX, Hue, Home Assistant, FRITZ!Box. Qué tarea asume cada pieza suele quedar en el aire. Aquí clasificamos los componentes según su función. Después sabrás qué cinco tareas deben realizarse en una casa inteligente y qué dispositivos necesita tu casa para ello.

Lo más importante en breve

• Una casa inteligente consta de cinco elementos: los sensores recopilan, la lógica decide, los actuadores conmutan y una vía de transmisión conecta a los tres. Por encima de todo se encuentra el control.
• Técnicamente, el interruptor de la luz es un sensor. Informa de una pulsación de tecla y el actuador enciende la luz.
• Cada casa inteligente necesita lógica, pero no todas necesitan una centralita. En KNX, la lógica puede residir en los propios dispositivos. Aun así, un servidor resulta útil en la mayoría de las casas porque se encarga de las automatizaciones, la aplicación y los dispositivos de terceros.
• Un bridge traduce entre dos protocolos, un servidor toma decisiones. En el mercado, a menudo a ambos se les llama «hub» o «centralita».
• Un panel táctil es para el control, no una centralita. Las automatizaciones con condiciones pertenecen a un servidor en la domótica.

¿Cómo funciona una casa inteligente?

Una casa inteligente funciona en tres pasos.

1. Los sensores recopilan lo que sucede en la casa: por ejemplo, la temperatura ambiente o la pulsación de una tecla.
2. La lógica decide qué hacer a continuación.
3. Los actuadores lo ejecutan: encienden la luz, bajan las persianas o regulan la calefacción.

Los tres están conectados a través de una vía de transmisión, ya sea por cable o por radiofrecuencia.

Un ejemplo es la calefacción. Está configurada a 21 °C y el sensor mide 19,5 °C. La lógica reconoce que hace demasiado frío y envía una orden al actuador para que abra la válvula de la calefacción. A continuación, el sensor sigue midiendo. Una vez alcanzados los 21 °C, la lógica envía la orden al actuador para que vuelva a cerrar la válvula. De este modo, la casa mantiene la temperatura sin que nadie tenga que intervenir.

Por encima de este proceso se encuentra el control. Mediante un pulsador, una aplicación o un panel táctil, puede ver lo que ocurre en la casa e intervenir si la automatización no hace lo que usted desea en ese momento. El control también utiliza la misma vía de transmisión que el resto de los dispositivos.

Para la planificación, dos de ellos son especialmente relevantes. La vía de transmisión determina si es necesario pasar cables. El control determina cómo interactúa con la casa en su día a día.

Sensores: lo que percibe el hogar inteligente

Un sensor mide algo y transmite el valor. Por sí solo no conmuta nada. Los sensores que necesita una casa dependen de lo que deba ocurrir de manera automática. La tabla muestra ejemplos comunes.

Los sensores también reciben información. Un regulador de temperatura ambiente en la pared comunica la temperatura medida y el valor que usted configura. Al mismo tiempo, muestra si se está calefaccionando en ese momento o si hay una ventana abierta en la estancia. Esta información la recibe de otros dispositivos. En el sistema KNX, a menudo regula también por sí mismo, por lo que actúa como sensor y lógica al mismo tiempo. No es un actuador porque no conmuta nada por sí mismo.

Actuadores: lo que conmuta en el hogar inteligente

Un actuador convierte una orden en corriente o movimiento. En su interior suele haber un relé, un regulador de intensidad (dimmer) o un control de motor. Actuadores típicos en el hogar inteligente:

• Actuador de conmutación: enciende y apaga la luz, los enchufes o las bombas
• Actuador de regulación (dimmer): regula la intensidad luminosa de las lámparas
• Actuador de persianas o toldos: despliega el faldón y orienta las lamas
• Actuador de calefacción con servomotor: abre y cierra la válvula de un circuito de calefacción
• Enchufe inteligente: un actuador de conmutación para enchufar
• Control de actuadores: para cerradura motorizada, puerta de garaje o motor de ventana

La ubicación de un actuador depende del sistema. En KNX, la mayoría de los actuadores son dispositivos para carril DIN ubicados en el cuadro de distribución, desde donde parten los cables hacia las lámparas y motores. En los sistemas inalámbricos, el actuador suele estar integrado en el propio dispositivo final. Una bombilla Hue, por ejemplo, es un receptor inalámbrico, un actuador y una fuente de luz todo en uno.

Diferencia entre actuadores y sensores

Un sensor detecta algo y lo comunica, como la temperatura o si una ventana está abierta. Un actuador ejecuta un comando y conmuta algo por sí mismo, como la luz o la persiana. Los sensores se colocan en la estancia donde se realiza la medición.

Como comprobación, ayuda plantearse si el dispositivo conmuta o mueve algo por sí mismo. En ese caso, es un actuador. Si solo informa o muestra algo, es un sensor. Algunos dispositivos integran ambos elementos en la misma carcasa. Para la planificación, cada función se cuenta por separado.

Según esta regla, el interruptor de luz en el hogar inteligente también es un sensor. Solo comunica la pulsación del botón, mientras que la luz es conmutada por el actuador en el cuadro de distribución. Por ello, fabricantes como Gira o Jung denominan a sus pulsadores KNX sensores táctiles.

Medio de transmisión: cable, radiofrecuencia y el lenguaje intermedio

Para que los sensores, la lógica y los actuadores puedan comunicarse entre sí, se necesitan dos cosas. El medio es la vía física, es decir, un cable o una radiofrecuencia. El protocolo es el idioma en el que los dispositivos se comunican a través de ese medio. KNX, por ejemplo, es un protocolo que puede funcionar a través de un cable de bus propio, por radiofrecuencia o a través de la red.

El cable de bus KNX transmite 9.600 bits por segundo. Esto es suficiente para comandos de conmutación y valores medidos. Por lo tanto, las imágenes de cámaras, la música y el sistema de intercomunicación funcionan a través de la red.

A menudo se menciona el nombre Matter en este contexto. Zigbee trae su propia red inalámbrica y su propio idioma. Matter es solo el idioma. Apple, Google, Amazon y muchos fabricantes de dispositivos lo han definido conjuntamente para que los dispositivos de diferentes marcas funcionen en la misma aplicación o centralita sin un puente propio del fabricante. Por lo tanto, todavía se necesita una centralita. Matter se transmite a través de redes que ya existen: Wi-Fi, Ethernet o Thread. Thread es una red inalámbrica de bajo consumo, similar a Zigbee, y se conecta a la red doméstica a través de un router de borde (border router).

¿Cable o inalámbrico?

En obra nueva recomendamos cableado, por lo general con KNX. Lo que se añada más tarde o no se pueda cablear se complementa por radiofrecuencia, idealmente bajo el mismo estándar. KNX RF es más caro que los sistemas inalámbricos habituales, pero a cambio el electricista programa todo en el mismo software, el ETS, y no tiene que mantener un segundo estándar. Para la rehabilitación en edificios existentes, Zigbee suele ser la opción más práctica.

Lógica: dónde toma decisiones el hogar inteligente

Hace demasiado frío, por lo tanto se abre la válvula. Esta decisión debe tomarse en alguna parte dentro de cualquier hogar inteligente. Por eso, todos los sistemas necesitan una lógica. Sin embargo, el lugar donde reside varía: puede estar integrada en los propios dispositivos o ejecutarse en un ordenador dedicado, el servidor.

¿Necesita todo hogar inteligente una unidad central?

No necesariamente. En KNX, la lógica reside en los dispositivos. Durante la puesta en marcha, el electricista define en el software qué pulsador activa qué actuador. Al pulsar el botón, este envía un telegrama (un mensaje breve como "luz del pasillo encendida") al bus. El actuador reconoce que va dirigido a él y conmuta.

La calefacción en KNX también se regula a menudo sin servidor. El termostato de pared mide la temperatura, la compara con el valor deseado y envía la posición de la válvula directamente al actuador de calefacción. En este caso, el sensor y la lógica se encuentran en el mismo dispositivo.

Una instalación KNX puede prescindir de un servidor si su función principal es conmutar, regular la intensidad (dimmer), mover persianas y calentar, ya sea mediante pulsadores o de forma temporizada a través de un reloj programador KNX. En la mayoría de las viviendas, sin embargo, un servidor resulta útil. Se encarga de las automatizaciones con condiciones, el acceso mediante aplicación, una visualización (es decir, una interfaz que muestra todas las instalaciones juntas) y la integración de dispositivos que no utilizan KNX.

Otros sistemas tienen una estructura centralizada. En Loxone, la lógica se ejecuta en el Miniserver; en Home Assistant, en el ordenador donde está instalado el software. Esto hace que la programación sea clara, ya que todo se encuentra en un solo lugar. Si el servidor se cae, sin embargo, también dejan de funcionar todas las funciones que dependen de él.

Por ello, en las obras nuevas a menudo se combinan ambos sistemas. La iluminación, las persianas y la calefacción funcionan directamente a través de KNX. Un servidor como Home Assistant se sitúa por encima, gestiona las automatizaciones e integra dispositivos de otros fabricantes. Si el servidor falla, los pulsadores, las luces y la calefacción siguen funcionando.

Bridge o servidor: traducir o decidir

El comercio utiliza "central", "gateway", "bridge", "hub" y "servidor" casi indistintamente. Detrás de ellos hay dos tareas diferentes: traducir y decidir.

Lo que se vende en las tiendas como hub o central de hogar inteligente suele realizar ambas funciones en un solo dispositivo, pero entonces solo para un sistema de radio. El Hue Bridge, por ejemplo, traduce Zigbee a la red doméstica y al mismo tiempo ejecuta horarios y reglas de detectores de movimiento, aunque solo para dispositivos Hue.

Un servidor puede, por ejemplo, vincular un detector de movimiento Zigbee con la luz del pasillo KNX. Si el detector se activa después de las 22:00, la luz solo se enciende al 20 por ciento. Un bridge puro no puede hacer eso, solo retransmite lo que recibe. Un hub solo puede hacerlo dentro de su propio sistema.

Cómo interactúan entre sí

Un ejemplo de una casa así. Un detector de movimiento Zigbee en el cobertizo del jardín informa de un movimiento a un lápiz USB inalámbrico Zigbee en el servidor. El software Zigbee2MQTT convierte esto en un mensaje MQTT. Con este protocolo ligero, los dispositivos envían mensajes sobre un tema como «jardín/movimiento» a un intermediario, el broker. Este los distribuye inmediatamente a todos los que se han suscrito al tema. Home Assistant toma el mensaje, comprueba si está oscuro y envía un telegrama al bus a través de la interfaz IP KNX. Un actuador de conmutación en el cuadro de distribución enciende la iluminación exterior.

Zigbee2MQTT y la interfaz IP KNX solo traducen; la decisión la toma únicamente Home Assistant. Todos los sistemas involucrados se encuentran en la red doméstica.

El servidor en sí pertenece a la técnica del edificio. Por lo general, se trata de un ordenador pequeño y de bajo consumo en el cuarto técnico que funciona las 24 horas del día y no hace nada más. Las automatizaciones que deben funcionar de manera fiable durante años no deben instalarse en un panel táctil o en un PC de oficina que instale actualizaciones en segundo plano y se reinicie para ello.

Control: Pulsador, aplicación, tableta, panel táctil, voz

Mucho de lo que ocurre en el hogar inteligente funciona sin necesidad de control manual. Si se levanta por la noche, el detector de movimiento enciende la luz del pasillo con intensidad tenue y la del baño al mismo tiempo, sin que tenga que buscar un interruptor. Esta automatización se ejecuta en los dispositivos o en el servidor, independientemente de si alguien está mirando una interfaz.

El control tiene otras funciones. Usted interviene cuando el sistema automático no puede saber qué es lo que desea en ese momento, por ejemplo, una luz más brillante para leer. Puede ver lo que pasa en la casa. Y allí configura o modifica escenas y automatizaciones, por ejemplo, en la interfaz de Home Assistant o en la aplicación Loxone. En el caso de KNX, el electricista define las funciones básicas, pero los horarios y las escenas se pueden ajustar uno mismo en muchas visualizaciones.

Lo que configura allí se guarda y se ejecuta en el servidor o en los dispositivos. El control es solo el acceso a ello. Si está apagado, las automatizaciones siguen funcionando.

La tabla muestra qué forma es adecuada para cada propósito.

Técnicamente hablando, un panel táctil es un sensor en sí mismo, solo que con pantalla. Registra tus entradas, envía comandos y muestra lo que pasa en la casa. Otros dispositivos deciden y conmutan. Por lo tanto, un panel táctil es para visualización y manejo, no una central. Las escenas y automatizaciones se configuran directamente en él en la pared, sin ordenador portátil, pero se ejecutan igualmente en el servidor.

En el día a día, un panel táctil muestra sobre todo lo que cambia: quién está en la puerta, qué ve la cámara de la cochera, qué la instalación fotovoltaica está suministrando actualmente y cuánto consume la casa, qué tan fría fue la noche. Además, avisos antes de que algo salga mal, por ejemplo si una ventana sigue abierta al salir de casa. Si llaman a la puerta, el panel táctil se enciende sin que nadie tenga que buscarlo o desbloquearlo. La temperatura ambiente, en cambio, casi nadie la ajusta a diario si el sistema automático funciona.

Para este rol, HomeCockpit fabrica sus paneles táctiles. Están conectados por cable a la red doméstica y acceden a través de ella a la domótica. Qué sistema funcione allí no importa. Los paneles táctiles funcionan de forma independiente del fabricante con sistemas de control de edificios de Gira, Jung, Berker, Hager, WAGO, Loxone, IP-Symcon, LCN y otros proveedores. La lógica permanece en los dispositivos o en el servidor.

¿Qué componentes de casa inteligente necesito?

Qué componentes deben estar en su lista depende principalmente de si está construyendo una obra nueva o realizando una modernización. La tabla muestra el equipamiento típico para cada tarea.

Cuatro puntos para la planificación:

1. Determine primero el canal de transmisión. Este determina qué sensores y actuadores entran en consideración. Un cable que falte en una casa terminada solo se puede añadir con gran esfuerzo.
2. Lleve cables de red a cada punto en el que pueda ir conectado un panel táctil. Incluso si el panel táctil no se instala hasta dentro de unos años.
3. Planee el servidor como un dispositivo independiente en el cuarto técnico, no en el panel táctil ni en un ordenador portátil.
4. Limítese a un solo estándar inalámbrico si es posible. Cada estándar adicional trae consigo su propio bridge y a menudo su propia aplicación.

El cableado, los cuadros y la programación los planifica finalmente el electricista. Con esta lista sabrá de qué hablar con él.

Conclusión: planificar los componentes de Smart Home según su función

Ordene su lista por tareas en lugar de por marcas. Así verá rápidamente qué falta y qué está duplicado. En obra nueva, la planificación empieza por el cable; en la adaptación, por el estándar inalámbrico. El panel táctil se planifica como punto de control, y el servidor como un dispositivo independiente en el cuarto técnico.

Preguntas frecuentes sobre los componentes de Smart Home

¿Qué se necesita para un hogar inteligente? Sensores que detectan algo, una lógica que decide, actuadores que conmutan y un canal de transmisión por cable o vía inalámbrica. A esto se añade un sistema de manejo, por ejemplo pulsadores, aplicación o panel táctil. En los sistemas inalámbricos, la lógica suele residir en una centralita, mientras que en KNX puede estar integrada en los propios dispositivos. No obstante, un servidor también resulta útil allí para automatizaciones, aplicaciones y visualización.

¿Inalámbrico o con cable en obra nueva? En obra nueva, el cable es la opción más fiable. No hay zonas sin cobertura ni pilas, y es más difícil acceder al sistema desde el exterior. La tecnología inalámbrica es ideal para ampliaciones que no se pueden cablear, preferiblemente con el mismo estándar que el resto de la instalación, es decir, KNX RF en el caso de KNX.

¿Se puede instalar una smart home en una vivienda existente? Sí, normalmente mediante radiofrecuencia. Los enchufes inteligentes, los actuadores inalámbricos detrás de los interruptores existentes y los sensores con pila no requieren nuevos cables. Un sistema de cable como KNX merece la pena en edificios existentes sobre todo si se va a reformar de todos modos y las paredes están abiertas.

¿Quién planifica e instala una smart home? Por lo general, un electricista con experiencia en el sistema elegido; en el caso de KNX, una empresa especializada en KNX o un integrador de sistemas. Planifica el cableado y los cuadros de distribución, instala los componentes y programa el sistema. Muchos residentes configuran ellos mismos los enchufes inteligentes y los sensores con pila. Los actuadores inalámbricos detrás del interruptor están conectados a la red de 230 voltios y deben ser manipulados por un electricista.

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