1.1.5.1. Terminación del bus RS-485 de la red domótica

La red domótica uHLan está formada por una serie de controladores domóticos conectados en serie a través de los conectores RJ45, formando una red RS-485 con topología de tipo Bus.

Para mantener una impedancia correcta en el bus de comunicaciones se ha dispuesto de unas resistencias terminadoras formadas por R2, R3, R4 y R14, las cuales se conectan a la línea de la red domótica mediante un selector JP1 (formado por tres jumpers). Al mantener el bus de comunicación equilibrado y con una carga apropiada se posibilita a los controladores de la red domótica para trabajar con largas longitudes de cable 500m, 1000m.

En la red domótica uHLan se distinguen tres configuraciones posibles para los controladores en función de su situación en el bus de comunicaciones.a

1º El primer controlador de la red domótica.

En este elemento se han de conectar dos puentes, tal como se muestra en la siguiente figura. Con estos jumpers se establece un nivel de tención de referencia en el bus, para fijar los niveles lógicos y evitar problemas de comunicación cuando el bus se encuentra en estado de alta impedancia o de reposo.

El primer controlador de la red siempre ha de tener esta configuración, incluso si se trabaja con una única central domótica.

2º El último controlador de la red domótica.

Para esta central domótica no se necesita establecer un estado lógico para la red, pero si es necesario cargar el bus con una resistencia de 120 ohms, para equilibra la impedancia de cable de comunicaciones. Se ha de realizar el puente central en JP1, tal como muestra la figura.

3º Centrales domótica intermedias.

Estas centrales domóticas no necesitan ningún tipo de puente ya que la red de comunicación se encuentra cargada y equilibrada en ambos extremos del bus RS-485, posibilitando una comunicación bidireccional (half-duplex) entre todos los controladores de la red domótica.

Para trabajar con grandes distancia se aconseja que las centrales domóticas intermedia se sitúen lo más cerca posible del principio o el final de la red, lugar donde la señal del bus de comunicaciones es de mejor calidad. Aunque no es estrictamente necesario

Terminación del bus RS-485 red domótica

Red domótica de pequeña distancia <100m

Cuando la red domótica es pequeña, con longitudes de cable inferior o igual a 100 metros se pueden anular las resistencias de carga del bus al principio y al final de este, tal como muestra la siguiente figura. Con esto se minimiza el consumo en el bus RS-485.

En la primera central domótica se ha de dejar conectados los puentes en JP1 para fijar el estado del bus domótico, y se puede eliminar la resistencia de carga R14. En la central domótica del final de la red, igual que en las centrales intermedias no se ha de poner ningún puente (Jumper).

Si la red domótica se encuentra en un lugar afectado por muchas interferencias electromagnéticas es mejor utilizar el sistema de terminaciones de red domótica descrito en el apartado anterior.

Terminación del bus RS-485 red domótica <100m

Prueba de funcionamiento a 100 metros

Para comprobar el funcionamiento de la central domótica sin terminaciones del bus se ha realizado un test utilizando un cable estándar ethernet con una seción pequeña (AWG 26) tal como muestra la siguiente figura.

Condiciones de la prueba

• Longitud del cable: 109 metros
• Tipo de cable: 4 pair 26 AWG FTP category 5
• Tensión de alimentación: 24 V (inicio del bus)
  
• Tipo de conexión: 2ª (sin resistencias terminadoras de bus RS-485)

Consumos

El funcionamiento de la central domótica bajo estas condiciones del test es correcto, y las perdidas en el cable se pueden considerar despreciables. Si conectamos un número elevado de centrales domóticas es aconsejable utilizar un cable del tipo AWG 24.

Cable recomendado

• Pequeñas distancias <=100m: UTP o FTP categoría 5, AWG 22, AWG 24, AWG 26
• Grandes distancia >100m: FTP categoría 5, AWG 22, AWG 23, AWG 24

Para la mayoría de las instalaciones domoticas en pisos o casas la longitud del cable no superara los 100m, por lo que la configuración sin resistencias terminadoras y cualquier cable de red como un UTP Cat 5 AWG 24 será suficiente para un correcto funcionamiento.

En instalaciones con grandes longitudes de cable (de 500 a 1000m), las perdidas de alimentación en el bus pueden ser considerables sobre todo si se instalan un gran número de centrales domóticas. En estos casos se recomienda utilizar un cable de mayor sección un FTP Cat 5 AWG 22.

Se puede trabajar con cualquier tipo de cable estándar de red si se desactiva la alimentación a través del bus (power over lan) y se alimentan las centrales domoticas de forma independiente.

Prueba de funcionamiento de un prototipo de la central domótica trabajando con un cable de 100 metros