Por Simon Buddle, Future Ready Homes. Era, literalmente, solo un trocito de alambre, una viruta, una astilla de metal. Pero se me clavó en el centro del dedo índice y, una vez allí, se hacía notar cada vez que tenía que abrir una botella, desenroscar un tarro o ejercer cualquier tipo de fuerza. ¡Me dolía muchísimo! Al final, un cirujano me lo extrajo, pero puedo decir que me causó muchos problemas.
KNX lo mejora todo. El cable forma parte de mi vida desde que tenía dieciocho años. Tendía cable telefónico de campo D10 a lo largo de setos y alcantarillas. El D10 es fácil de manejar en un tambor, pero cuando se mete en la bolsa de lona y se va desenrollando desde el centro, se forma inevitablemente un «nido de pájaros». El problema del D10 (doble trenzado y negro) es que se reutiliza, por lo que acaba retorcido, con empalmes y deformado. Esto no favorece su instalación por segunda vez, y mucho menos por tercera o más.
(Izquierda) Cable D10 en un tambor, y (derecha) cable D10 en una bolsa de lona). A menudo se dice que, desde el punto de vista del cableado, KNX puede funcionar prácticamente con cualquier cosa. Algunos incluso dicen que puede funcionar con un trozo de cuerda mojada. La gente también suele decir a la ligera: «Basta con tender un cable de cuatro hilos», pero a mí me suena una señal de alarma. Así que he pensado que podríamos echar un vistazo a la física; la caída de tensión en función de la distancia es lo más obvio, y la ley de Ohm. Que sea de núcleo sólido El cable KNX tiene un diámetro de 0,8 mm, lo que equivale a 20 AWG (American Wire Gauge). Uno de los primeros problemas es que la gente suele utilizar cable flexible, lo cual es claramente un problema, dado que los conectores están diseñados para cables de núcleo macizo y, en realidad, solo funcionan con ellos. Eso, a su vez, requiere realizar una unión en cada teclado para añadir un pequeño trozo de cable KNX. Primer problema: acabas de duplicar el número de conexiones y, por lo tanto, los puntos de fallo.
El cable KNX está compuesto por hilos de núcleo sólido y puede presentarse en versiones de un par o de dos pares. Los cables negro y rojo sirven para la alimentación de 29 V CC y las señales de datos. Los cables amarillo y blanco proporcionan una conexión adicional en caso de que sea necesaria, pero por lo general no se utilizan. Caída de tensión en función de la distancia La especificación KNX establece que la distancia máxima entre la fuente de alimentación y el dispositivo debe ser de 350 m. También especifica que cualquier segmento del sistema formado por dispositivos cableados no debe superar los 1000 m de cableado total. Ambas son longitudes más que suficientes, al menos en el mercado residencial. A efectos de este ejemplo, voy a utilizar un teclado que cuenta con una pequeña pantalla LCD y un consumo máximo de corriente en el bus de 14 mA. Si coloco uno de ellos a 350 m de la fuente de alimentación, obtengo una caída de tensión de 0,335 V. Sin embargo, si conecto 64 teclados a ese segmento (64 × 14 mA = 896 mA), se produce una caída de tensión de 21,5 V, lo cual supone un problema, por lo que tendría que añadir bastante más potencia. (Nota: aunque el consumo máximo de corriente supera la capacidad estándar de la fuente de alimentación, los teclados solo consumen 14 mA cuando están en uso y, evidentemente, no se utilizarían los 64 a la vez. Sin embargo, una excepción podría darse tras un fallo de tensión en el bus, en cuyo caso las pantallas de los teclados se iluminarían todas durante el arranque).
64 teclados en el bus podrían superar el consumo de corriente permitido por la fuente de alimentación. KNX frente a otros cables Volvamos, pues, al mundo real y comparemos lo siguiente: 30 teclados a 14 mA por teclado en un cable KNX de 100 m de longitud. Esto nos dará una caída de tensión de 2,9 V, es decir, casi un 10 % de caída. Probemos el escenario anterior con otros cables: Los cables de Lutron o Crestron (que utilizan el par de alimentación de 12 AWG) salen bien parados en el cálculo, con una caída de tensión de 0,43 V. Cuanto más cobre, menor es la resistencia. Pero en cuanto empezamos a utilizar cables de un calibre inferior a 20 AWG (cuanto mayor es el número AWG, más fino es el cable), empiezan los problemas. 22 AWG = 4,43 V = caída del 15 %. 24 AWG = 7 V = caída del 24 %. 26 AWG = 11 V = caída del 38 %. El CAT5 es nominalmente de 24 AWG, pero en alguna ocasión he visto ejemplares tan finos como de 26 AWG. Las especificaciones de tensión de funcionamiento de los dispositivos del bus exigen que funcionen entre 21 V y 30 V CC. El 24 AWG, con una caída de 7 V (desde 29 V), nos deja solo 22 V; justo en el límite del requisito mínimo. Por lo tanto, si el cable es de 26 AWG, la tensión caerá muy por debajo del mínimo. Cualquier conexión que se realice también tendrá un efecto perjudicial sobre la resistencia del cable y, por lo tanto, aumentará la caída de tensión. El último punto que conviene destacar es que el cable KNX es un par trenzado y que el protocolo utiliza señalización diferencial o equilibrada. Esto ayuda a rechazar el ruido, ya que las señales de interferencia en ambos núcleos se contrarrestan entre sí. Se puede encontrar una explicación más detallada en la página de la Asociación KNX Conceptos básicos de KNX.
Al utilizar el cable KNX TP, las señales se acoplan simétricamente al bus para una transmisión simétrica, de modo que el receptor evalúa los cambios en la diferencia de tensión entre los dos cables de datos. Esto significa que, sin necesidad de hardware adicional significativo, la estabilidad frente a las señales de interferencia acopladas aumenta considerablemente, ya que, por ejemplo, las señales de interferencia en ambos conductores se contrarrestan entre sí (diferencial). Conclusión Si bien es cierto que se podría hacer funcionar un sistema KNX con prácticamente cualquier cable, en casos extremos de distancia y número de dispositivos, podrían surgir problemas. Como se suele decir: «Que se pueda hacer no significa que se deba hacer». Se podría utilizar otro tipo de cable como opción de «salida de emergencia» si fuera necesario, pero se recomienda a todo el mundo, en cualquier lugar, que tenga en cuenta lo siguiente: el cable adecuado es siempre un cable certificado por KNX. Y, personalmente, yo siempre opto por la versión de dos pares. ¡Feliz instalación! Simon Buddle, CEng MIET, es consultor de Future Ready Homes y especialista en diseño de sistemas de gestión de edificios (BMS) y de servicios de baja tensión (ELV). www.futurereadyhomes.com