Automatización de Sistemas de Iluminación y Climatización para Administradores de Edificios Residenciales

La automatización de la iluminación y la climatización mediante IoT permite ajustar estos sistemas en función de la ocupación y las condiciones ambientales del edificio. Mediante sensores y sistemas centralizados, los administradores pueden optimizar el consumo de energía, reduciendo costos y mejorando la comodidad de los residentes.

Beneficios:

• Ahorro energético significativo: Al automatizar los sistemas de iluminación y climatización, se asegura que estos solo funcionen cuando es necesario, evitando desperdicios.
• Mayor confort para los residentes: Los sistemas automatizados pueden ajustar la temperatura y la iluminación según las preferencias de los residentes, creando un ambiente más cómodo.
• Reducción de la huella de carbono del edificio: Un uso más eficiente de la energía contribuye directamente a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero.

Caso de Uso: Implementación con Node-RED, AWS y Microcontroladores

Para llevar a cabo la automatización de estos sistemas, podemos emplear una solución basada en tecnología de código abierto y servicios en la nube. A continuación, se describe un ejemplo de implementación:

1. Detección de Ocupación y Condiciones Ambientales:

• Sensores de Movimiento y Presencia: Se pueden utilizar sensores PIR (Infrarrojos Pasivos) para detectar la presencia de personas en diferentes áreas del edificio. Además, sensores de puertas pueden integrarse para detectar entradas y salidas.
• Sensores Ambientales: Sensores de temperatura, humedad y luz pueden monitorear continuamente las condiciones ambientales en cada habitación o zona del edificio.

2. Procesamiento de Datos y Toma de Decisiones:

• Node-RED: Esta herramienta de desarrollo basada en flujo permite integrar los datos de los sensores en tiempo real. A través de flujos de trabajo en Node-RED, se pueden configurar reglas que determinan cuándo encender o apagar luces, ajustar termostatos o abrir/cerrar persianas automáticas.
• AWS IoT Core: AWS IoT Core puede utilizarse para la gestión segura y escalable de los dispositivos IoT. Todos los datos de los sensores se pueden enviar a la nube, donde se procesan para generar comandos de control.

3. Control y Actuación:

• Microcontroladores: Se pueden emplear microcontroladores como ESP32 para controlar los dispositivos de iluminación (mediante relés) y los sistemas de climatización (mediante interfaces de control de HVAC). Estos microcontroladores recibirán comandos desde Node-RED o AWS IoT para ejecutar las acciones necesarias.
• Actuadores: Motores para cortinas o persianas, y relés para el control de sistemas de climatización, se activan según las decisiones tomadas por el sistema central.

Diagrama de la Solución

digraph G {
    rankdir=LR;
    node [shape=box3d, style=filled, color=lightblue];

    subgraph cluster_1 {
        label = "Sensores";
        PIR [label="Sensor PIR"];
        TempSensor [label="Sensor de Temperatura"];
        LightSensor [label="Sensor de Luz"];
        HumiditySensor [label="Sensor de Humedad"];
    }

    subgraph cluster_2 {
        label = "Procesamiento de Datos";
        NodeRED [label="Node-RED"];
        AWSIoT [label="AWS IoT Core"];
    }

    subgraph cluster_3 {
        label = "Control y Actuación";
        ESP32 [label="Microcontroladores ESP32\nFreeRTOS"];
        Lights [label="Control de Iluminación"];
        HVAC [label="Control de Climatización"];
        Curtains [label="Control de Cortinas"];
    }

    PIR -> ESP32;
    TempSensor -> ESP32;
    LightSensor -> ESP32;
    HumiditySensor -> ESP32;
    ESP32 -> NodeRED;

    NodeRED -> AWSIoT;
    AWSIoT -> NodeRED;
    NodeRED -> ESP32;
    ESP32 -> Lights;
    ESP32 -> HVAC;
    ESP32 -> Curtains;
}

Ventajas de esta Solución

• Eficiencia Energética: Al ajustar automáticamente la iluminación y la climatización según la ocupación y las condiciones ambientales, se logra un ahorro energético significativo.
• Escalabilidad: Usando AWS IoT Core, se puede escalar la solución fácilmente para múltiples edificios o áreas sin comprometer la seguridad o la eficiencia.
• Adaptabilidad y Personalización: La flexibilidad de Node-RED permite ajustar las reglas de automatización para satisfacer las necesidades específicas de cada edificio o preferencia de los residentes.

Esta solución no solo contribuye al ahorro energético y al confort de los residentes, sino que también apoya los objetivos de sostenibilidad al reducir la huella de carbono del edificio. Además, la adopción de tecnologías open source y la integración con servicios en la nube aseguran que la solución sea tanto accesible como poderosa, permitiendo a los administradores de edificios optimizar sus recursos de manera efectiva.