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Optimización de costes en sistemas de control para iluminación: ¿cableados o inalámbricos?

En su artículo, José Leandro Espada y Adrián Garcés Clemente, R&D de Electrónica Olfer, nos hablan de las ventajas de los sistemas de control inalámbrico para iluminación, que ofrecen ahorros significativos y mayor flexibilidad.

La popularización del IoT y de la tecnología de comunicación inalámbrica ha permitido el desarrollo y abaratamiento de los módulos de radiofrecuencia y su aplicación en otros ámbitos.

Desde Electrónica Olfer, en este artículo trataremos de las ventajas que tiene el control inalámbrico del alumbrado frente al control tradicional mediante bus cableado (0-10V, DALI, KNX, etc.) y veremos de forma práctica el resultado obtenido en un presupuesto de una instalación real.

Tecnología inalámbrica en sistemas de control para iluminación

Existen diversos tipos de comunicación inalámbrica (Wifi, ZigBee, Bluetooth, Z-wave, EnOcean, etc.) cuyas características principales aparecen reflejadas en la siguiente tabla:

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La ventaja de una red mallada es que una orden destinada a una luminaria puede ser retransmitida entre luminarias hasta llegar a su destino (ejemplo: no es necesario que la luminaria destino esté en el rango de alcance del pulsador que genera la orden) ampliando el alcance de la señal y asegurando una cobertura completa del área a controlar. Esta característica es especialmente útil en aplicaciones de iluminación de gran tamaño, como edificios de oficinas o almacenes.

La propiedad auto-regenerativa permite que la red establezca caminos alternativos de comunicación sin necesidad de que tenga que intervenir el instalador (por ejemplo, en caso de que falle una de las luminarias de la red). Algunos sistemas requieren que unos puntos tengan asignada una función adicional de coordinador o de nodo enlace. Si falla un equipo coordinador y la red no es auto-regenerativa, puede haber problemas de comunicación que requieran la intervención de un técnico.

Los sistemas basados en un único tipo de hardware permiten hacer actualizaciones automáticas. Los sistemas que utilizan diferentes tipos de hardware (microcontrolador o módulo de radio) no siempre permiten hacer actualizaciones automáticas ni garantizan una óptima interoperabilidad entre dispositivos de diferentes fabricantes, ya que cada uno puede usar diferentes módulos de radio con diferentes características y prestaciones (ejemplo: la velocidad de comunicación de la red va a estar limitado por el más lento).

Teniendo todo esto en cuenta hemos optado por usar una red BLE Casambi para hacer la comparativa. El sistema BLE Casambi ha sido adoptado por muchos fabricantes, aunque muchos de ellos lo usan bajo otros nombres comerciales.

Las redes Casambi también tienen la ventaja de poder convivir con una instalación cableada DALI existente (los equipos Casambi podrían controlarse desde una centralita DALI, pulsadores DALI, etc.) aunque en el ejemplo de instalación que nos ocupa no haremos uso de esta funcionalidad. Otra ventaja adicional es que es compatible con pulsadores y sensores EnOcean 2.4GHz (con consumo energético nulo).

La tecnología EnOcean es conocida por su innovador enfoque en la energía autoalimentada y sin batería. Los dispositivos EnOcean aprovechan fuentes de energía ambiental, como la luz solar, la vibración o la diferencia de temperatura, para generar la electricidad necesaria para su funcionamiento.

Los pulsadores EnOcean son de montaje en superficie y no requieren cables ni baterías para su funcionamiento. En cambio, aprovechan la energía generada por la presión mecánica del usuario al presionar las teclas. Esta energía se utiliza para transmitir una señal inalámbrica que permite controlar las luminarias de la instalación.

Este tipo de pulsadores permiten un control inalámbrico y cómodo de la iluminación. Los usuarios pueden colocarlos en cualquier lugar deseado, sin necesidad de realizar trabajos de cableado ni cajetines o instalaciones complejas. Esto brinda una gran flexibilidad en la ubicación de los pulsadores y permite una personalización y adaptación rápida y sencilla de la configuración de iluminación.

Reforma de alumbrado en una vivienda de dos plantas

El objetivo de la reforma es dotar de regulación a todas las lámparas de techo de la vivienda, exceptuando las de los baños.

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Se solicita presupuesto a un instalador electricista para hacer el control mediante equipos y pulsadores DALI y también otro presupuesto alternativo para hacer el control mediante equipos BLE Casambi y pulsadores EnOcean.

El resultado se muestra a continuación:

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El uso de Casambi también permite el control mediante teléfono móvil y la creación de escenas por parte del usuario sin necesidad de requerir los servicios de un programador DALI.

Se ha previsto el uso de pulsadores de doble tecla (cuatro funciones) de manera que un pulsador no solo servirá para encender, apagar y regular, sino que dispondrá de dos funciones adicionales libres con las que se podrían activar escenas, por ejemplo.

Cuando se trata de una nueva instalación o reforma de un sistema de iluminación, el ahorro de costes es un factor clave a considerar. Al comparar el uso de dispositivos Bluetooth e interruptores EnOcean con el uso de dispositivos DALI con interruptores cableados DALI, se pueden identificar diversas áreas donde se puede lograr un ahorro significativo:

  • Costes de instalación: El uso de dispositivos Bluetooth e interruptores EnOcean elimina la necesidad de una infraestructura de cableado. Esto resulta en un ahorro considerable en términos de mano de obra y materiales relacionados con la instalación de cables. Por otro lado, el uso de dispositivos DALI con interruptores cableados DALI requiere una instalación cableada, lo que implica un mayor costo inicial.
  • Costes de materiales: La eliminación de cables en los sistemas basados en Bluetooth + EnOcean también reduce los costes relacionados con la adquisición de cables y conectores. Además, los dispositivos EnOcean que funcionan sin baterías eliminan la necesidad de reemplazar baterías a lo largo del tiempo, lo que reduce los costes de mantenimiento y la necesidad de adquirir baterías de repuesto.
  • Flexibilidad y facilidad de configuración: Los sistemas basados en Bluetooth e EnOcean ofrecen una mayor flexibilidad y facilidad de configuración en comparación con los sistemas DALI cableados. La capacidad inalámbrica de los dispositivos Bluetooth y EnOcean permite cambios y ajustes rápidos en la configuración de iluminación sin necesidad de intervenciones físicas en el cableado existente. Esto reduce los costes asociados con modificaciones, ampliaciones y reconfiguraciones posteriores a la instalación inicial.

Como se puede observar en el caso práctico expuesto en la figura XX, el uso de equipos controlados mediante Casambi BLE (Bluetooth Low Energy), y de pulsadores EnOcean evita tener que hacer rozas y llevar tubos y cable a los pulsadores de la vivienda. También se evitan los tubos y el cableado del bus DALI. Esto redunda en un menor coste en la mano de obra de la electricidad, albañilería y pintura.

En resumen, el uso de dispositivos Bluetooth e interruptores EnOcean en la reforma de un sistema de iluminación puede generar ahorros significativos en los costes de instalación, materiales y mantenimiento en comparación con el uso de dispositivos DALI con interruptores cableados DALI. La eliminación del cableado y el bajo consumo de energía de las tecnologías Bluetooth y EnOcean contribuyen a una instalación más rápida, flexible y eficiente.

Si también tenemos en cuenta el posterior mantenimiento de la instalación, el sistema Casambi en particular también tiene una ventaja respecto a los sistemas cableados y a otros sistemas inalámbricos: cada equipo Casambi guarda en su memoria no volátil su propia configuración y también la del resto de equipos de la misma red. Esto permite que sea posible reemplazar un equipo averiado por otro nuevo sin tener que reprogramar los grupos, escenas, etc. Usando la función “Reemplazar dispositivo” de la App, el resto de equipos envían automáticamente al nuevo equipo los parámetros de configuración que tenía el original.

Podemos concluir que el uso de sistemas de control inalámbrico actualmente ya supone un ahorro en comparación con el control cableado mediante buses, además de permitir funciones avanzadas.

Conocedores de esta tendencia hacia el control inalámbrico, las organizaciones como DALI y KNX están desarrollando también sus alternativas de control vía radio. Es el caso del DALI+ y el KNX RF.

También hay otros protocolos de control inalámbrico emergentes como Thread (impulsado por Google y Apple entre otros) aunque la estandarización y adopción de un único sistema de control inalámbrico para iluminación parece difícil que pueda llegar a ocurrir a corto plazo.

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