Simon Buddle analiza las ventajas y los inconvenientes de la topología KNX de una sola línea, así como los beneficios de utilizar acopladores de línea para admitir líneas y fuentes de alimentación independientes, especialmente en bloques de apartamentos.
A medida que avanzamos, el tamaño y el alcance de todos los productos técnicos parecen aumentar exponencialmente, tal y como establece la Ley de Moore. Mi ordenador personal Commodore 64 sería motivo de burla hoy en día, pero era capaz de funcionar como un procesador de textos básico y cumplía bien su función. Estaba diseñada para su época. En aquel entonces no existía Internet (en mi casa), «navegar» era algo que se hacía en los escaparates de las tiendas y todavía utilizábamos el atlas de calles en papel «London A to Z» para movernos por la ciudad. Cómo han cambiado los tiempos.
Ventajas e inconvenientes de una topología de una sola línea
Dedico una parte considerable de mi tiempo a trabajar con distribuidores de sistemas audiovisuales, programando sistemas KNX en los que, en general, he tenido poca participación hasta que llego al lugar de la instalación y me encuentro con un conjunto de productos ya instalados y conectados a la red eléctrica. Por supuesto, tal y como está hoy en día la arquitectura KNX, que utiliza la topología TP1-256, es fácil entender por qué los sistemas se construyen con cientos de dispositivos en una sola línea y una fuente de alimentación de gran potencia. La arquitectura del sistema lo permite; las fuentes de alimentación son más que capaces de proporcionar la energía suficiente y, en realidad, no requiere mucho esfuerzo de reflexión ni siquiera de diseño.
Sin embargo, existe aquí un riesgo inherente: una única línea y una única fuente de alimentación suponen un único punto de fallo para todo el sistema. Y aunque el uso de múltiples fuentes de alimentación e incluso de baterías de respaldo puede eliminar por completo esta preocupación, la línea única puede seguir siendo un problema.
Uso de acopladores de línea con líneas y fuentes de alimentación independientes
Una experiencia reciente me demostró la utilidad de los acopladores de línea con líneas y fuentes de alimentación (PSU) independientes. Llegué al lugar de la instalación junto con el instalador audiovisual y me encontré con un sistema de gran envergadura. El sistema contaba inicialmente con 187 dispositivos: todo un edificio de cinco plantas en Kensington conectado a una sola línea. En cuanto empecé a configurar los productos, empezamos a tener problemas de comunicación. Ahora bien, es fácil (y correcto) afirmar que el bus KNX es más que capaz de gestionar este número de dispositivos como si se tratara de una sola línea. Pero, ¿es práctico?
A medida que «construíamos» el sistema, empezamos a tener fallos en las descargas. La naturaleza de la transferencia simétrica de datos KNX está diseñada para superar los problemas de ruido en el sistema. El principio es sencillo y el mismo que el de la transmisión de «audio balanceado» en el mundo del audio profesional. Se envía la señal en fase opuesta por cada línea y se comparan al final. Si cada bit de datos no es un reflejo exacto, entonces se trata de ruido y, por lo tanto, puede descartarse.
Comunicación local
Para mayor tranquilidad, me gusta diseñar un sistema de tal manera que todos los dispositivos de una línea se comuniquen, en general, de forma local en la propia línea. Por ejemplo, supongamos que tenemos 5 dormitorios con teclados, calefacción y aire acondicionado. El cable del bus KNX (línea) de esa planta debe conectarse a todos los teclados, a los controles de calefacción, a los actuadores de iluminación y a las interfaces KNX de aire acondicionado. El teclado puede funcionar tanto como interruptor de luz como termostato.
En esta configuración, el teclado, tanto si envía comandos de iluminación como si activa la calefacción o la refrigeración, solo se comunica a través de la línea KNX local. Este sencillo principio ha sido uno de los grandes puntos fuertes del sistema KNX a lo largo de los años. Las líneas segregadas minimizan el tráfico de comunicaciones en todo el sistema. Cada línea está aislada eléctricamente y puede ser KNX Secure en caso de que sea necesario. La instalación en un bloque de pisos requeriría, sin duda, un acoplador de línea y la configuración de KNX Secure para cada piso.
Así pues, partimos del principio de tender un cable horizontalmente por cada planta para conectar los dispositivos KNX locales. Si hay varias plantas y, por lo tanto, es muy probable que haya varios paneles de control de iluminación, lo más lógico sería tender al menos dos cables de bus KNX verticalmente a través del edificio hasta cada panel de iluminación. A su vez, cada panel de iluminación debería ser el punto de inicio (y de finalización) del cable de bus KNX horizontal. Si se instala esta configuración, dispondremos de total flexibilidad para utilizar una única línea o crear una línea principal con acopladores de línea en cada planta.
Volvamos al proyecto de Kensington. Dividimos la casa en tres líneas, añadiendo un acoplador de línea y una fuente de alimentación. Esto no solo solucionó los problemas de descarga (que posteriormente descubrimos que se debían a un problema de puesta a tierra del apantallado del cable de bus KNX —¡no lo conectéis a tierra, amigos, y decídselo también a los electricistas!—, sino que también redujo enormemente el tráfico de comunicaciones en el sistema.
Conclusión
Aunque es posible hacer funcionar todo un sistema con una sola línea o cable, es prudente adoptar unos sencillos principios de diseño que os serán de gran ayuda si surgen problemas. O mejor aún, utiliza acopladores de línea y KNX Secure para conseguir un cierto grado de aislamiento eléctrico y seguridad de los datos de una planta a otra o de un piso a otro.
El coste de un par de fuentes de alimentación y acopladores de línea se amortizará en forma de muchas noches de sueño tranquilo una vez finalizado el trabajo. Una sola línea sigue significando un único punto de fallo. Al dividir la línea en varias líneas, reducimos el riesgo asociado a ese único punto de fallo y, por lo tanto, aumentamos la robustez de la instalación.
Simon Buddle, CEng MIET, es consultor de Future Ready Homes, especialista en diseño de sistemas de gestión de edificios (BMS) y de servicios de baja tensión (ELV).
