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zwave para dummies

Que es zwave?

Z-wave no es ni más ni menos que el idioma con el que hablan una jauría de dispositivos  domóticos como pueden ser ( sensores: Luz, humedad, presión,… activadores: persianas, reguladores de luz…)  ávidos de recibir nuestras instrucciones para así poder hacernos la vida más cómoda lo cual casi siempre redunda en una mejor gestión de la energía consumida y en un considerable  abaratamiento  de los costes de manutención de nuestro hogar.

La domótica existe des de hace muchos años , aunque su ámbito de actuación hasta hace bien poco se limitaba al sector terciario ( edificios, hoteles, residencias….). Su nivel de exigencia en cuanto a los precios que se mueven tanto a nivel de s productos como de la propia  integración de la misma por personal experto –ya que la programación no está al alcance de usuarios inexpertos-, la hacían inasequible para la gran mayoría de usuarios interesados.   Este panorama acabó con la irrupción en el mercado de este protocolo de comunicaciones –zwave– orientado exclusivamente a la domótica del hogar, el cual aporta una serie de ventajas respecto a sus competidores que lo hacen ideal en pequeñas o medianas instalaciones.

  • Funciona por radio, lo cual facilita y abarata su instalación, ya que no son necesarias nuevas obras. Utiliza diferentes frecuencias dependiendo del continente donde se implante, para así minimizar posibles interferencias. 842 MHz en Europa.
  • Es un protocolo abierto, lo cual significa que cualquier fabricante tecnológico puede enfocar sus esfuerzos a desarrollar productos domóticos zwave que posteriormente  deberá  estandarizar   según la norma común www.z-wavealiance.org.
  • La gran cantidad de fabricantes hacen que los productos sean mucho más asequibles e incrementan la variedad de los mismos potenciando la innovación de forma constante.
  • Los dispositivos sensores actúan como enrutadores lo cual permite cubrir distancias mucho mayores con muy baja potencia, debido a que pueden encaminar datos des de el controlador central hacia otros dispositivos.
  • Los dispositivos actuadores normalmente miden los consumos de los aparatos que controlan , con lo cual es fácil gestionar la energía consumida.

Todos los dispositivos z wave comunican con un controlador central, los dispositivos sensores para informar de su estado  y de posibles eventos que se puedan producir , los activadores lo hacen siempre de forma pasiva recibiendo ordenes des de el controlador, que dependerán lógicamente del estado de los sensores y de un programa de aplicación gravado  por el usuario. Por otro lado los activadores siempre podrán ser activados des de sus accionadores habituales siempre que se hallen instalados, Las persianas se pueden subir bajar des de sus pulsadores….

Subir y bajar  las persianas, regular la intensidad o la gama cromática de nuestra iluminación y muchas otras tareas,   controladas desde nuestro smartphone (teléfono móvil)  o mediante una pre programación horaria o condicionada a nuestro estilo de vida; se convierte en una tarea sencilla  asumible  por usuarios con escasa e incluso nula experiencia en la tecnología.

 

control z-wave des de el smartphone

Estructura de una red zwave .Capa de radio (Física).

Arquitectura de del protocolo de comunicaciones z-wave.

Este protocolo de comunicación de divide en tres capas fundamentalmente:

  • Capa radio: Define la manera de intercambiar señales entre transmisor y

Receptor, el medio de transmisión , la velocidad , codificación y modulación.

  • Capa de red: Definen como los mensajes viajan des de el nodo controlador a su destino final sin errores.
  • Capa de aplicación: Define todas las aplicaciones de

 

Capa radio

La capa física, es decir, el soporte para trasladar los mensajes entre los diferentes interlocutores de este modelo de comunicación, es el aire. Po este medio por tanto viajan las ondas de radiofrecuencia, que a diferencia de otras ondas electromagnéticas, como cualquier tipo de luz no presentan problemas para propagarse a través de objetos como paredes, puertas o ventanas. Su propagación ideal es esférica, es decir en todas direcciones.

Son numerosas las emisiones de radiofrecuencia existentes hoy en día en nuestro entorno cotidiano, por lo que se hace necesario un organismo regulador que asigne ciertas bandas de frecuencia con el fin de evitar interferencias. Z-Wave usa las bandas ISM (Industrial-Scientic-Medical), reservadas y abiertas internacionalmente para uso no comercial en las áreas industrial, científica y médica.

La banda Europea asignada es la de 868.42 MHz, prácticamente inmune a interferencias de cualquiera de los dispositivos electrónicos que podamos encontrar hoy en día en nuestros hogares.

Si bien las bandas ISM son de uso libre, existen determinadas restricciones de tipo   radioeléctrico como potencia de emisión, canales utilizables, ciclo de trabajo, compatibilidad electromagnética (emisión e inmunidad), que requieren un cumplimiento exquisito.  Por ejemplo el ciclo de trabajo que se exige en nuestro continente es del 1%, lo cual significa que cualquier dispositivo  Z-Wave pueden estar operando en el llamado modo ahorro de energía permaneciendo activos tan solo un 0,1% del tiempo, reduciendo drásticamente el consumo, circunstancia más que apreciable en aparatos equipados con baterías como pueden ser los sensores domóticos.

A continuación os muestro cuales son las bandas asignadas para Zwave en el resto del mundo:

Regiones: 

865.2 MHz India

868.1 MHz Malasia

869.0 MHz Rusia

868.4 MHz CEPT, China, Emiratos Árabes Unidos, Singapur, Sudáfrica

908.4 MHz Canadá, EEUU

919.8 MHz Hong kong

921.4 MHz Australia, Brasil, Nueva Zelanda

951-956 MHz Japón

 

Otra consideración importante en cualquier tipo de red de carácter radioeléctrico es que dicha señal se atenúa con la distancia, por lo que, es importante considerar la presencia de obstáculos entre interlocutores.

Dichos obstáculos pueden dar lugar a reflexiones no deseadas atenuando la señal todavía más, dependiendo de la cantidad de obstáculos, espesor, material y el ángulo de incidencia de la señal sobre los mismos la atenuación puede llegar a ser total, generando zonas de sombra donde la señal zwave es imperceptible.

 

Z-wave sale al rescate utilizando una topología en malla donde uno o varios maestros arbitran el encaminamiento de las tramas utilizando para ello nodos intermedios logrando así una mayor distancia de comunicación.

Los maestros o controladores conocen la topología de toda la red siendo el primer controlador instalado el controlador primario que será el único con potestad para añadir o eliminar nodos de la red zwave. Los controladores también son los encargados de enviar y recibir las tramas des de los diferentes nodos.

Los esclavos son los dispositivos que reciben tramas de comandos, los ejecutan y responden en consecuencia.

Los esclavos zwave  conocen a todos sus vecinos y pueden responder a un nodo del

que previamente recibió un mensaje. Se clasifican en:

Esclavo estándar: No tiene acceso a la tabla de enrutamiento, por lo que no

se puede comunicar directamente con otro esclavo. Su funcionalidad en términos de red es limitada. Un regulador de luz (dimmer) o un interruptor on/off son ejemplos de este tipo de esclavo.

Esclavo de encaminamiento: Tiene acceso parcial a la tabla de

Enrutamiento+, así que tiene la capacidad de enviar información no solicitada a

un cierto número de nodos predefinidos por el controlador. Pertenecen a este

grupo de dispositivos los sensores de presencia, sensores de apertura,

termostatos, etc. Son dispositivos que pueden desplazarse y están alimentados

por baterías.

 Z-wave es una tecnología diseñada para transferir pequeñas cantidades de datos, lo cual la hace ideal para aplicaciones en domótica. Como he señalado, opera a

868.42MHz en Europa y puede funcionar a diferentes tasas de transmisión 9600 Kbps o 40 Kbps, llegando los chips de última generación a velocidades de 100Kbps. Usa modulación GFSK por desplazamiento con frecuencia Gausssiana y código sus bit mediante el código manchester

Zipamini TV de Zipato

Nuevo Zipamini TV
El Zipamini Tv  de Zipato presenta un conjunto de características que lo sitúan en una más que merecida  posición en el ranking   controladores domóticos con una tecnología común zwave.
 Incorpora un SO más que conocido por el usuario medio, Android, abriendo el abanico de posibilidades que este S.O brinda en dispositivos como tabletas o Smartphones. Navegar por libremente por internet; o instalar nuestras App preferidas configuran la punta del iceberg de este pequeño controlador.
Poder realizar un control efectivo de una red zwave completa , electrodomésticos, luces,  persianas, seguridad , confort… , añadiendo los dispositivos zwave adecuados,
Todas estas características le hacen merecedor de un lugar de honor en nuestro santuario multimedia,  permitiendo incluso desterrar algunos aparatos  ya obsoletos.
 Por el contrario el zipamini viene tan solo con 5 licencias para poder enlazar aparatos zwave, aunque es posible incrementar dicha cantidad  des de la misma aplicación que ofrece zipato.
La aplicación App para nuestra tablet o Smarphone, es una autentica delicia, y su funcionamiento tanto en redes 3G como desde Wifi es bastante robusto.
Otro hándicap bajo mi punto de vista es la incorporación de aparatos de otras marcas es que en ocasiones es difícil integrar intuitivamente aparato ajenos. Por ejemplo el modulo Shuter 2 de Fibaro .  Si embargo otras marcas se integran perfectamente bien como el   micromódulo mural ON/OFF de Everspring, y lógicamente todos los propios de la marca Zipato.  
Quedo a la espera de vuestros comentarios.
Carola Sanchez