Existen diversos estándares para realizar instalaciones eléctricas y domóticas y numerosos fabricantes de equipos que ofrecen soluciones muy variadas, pero es muy poco habitual encontrar dispositivos que funcionen de modo inalámbrico y sin alimentación. Entendiendo por “sin alimentación” que además de no tener que cablear el dispositivo, no se requiera de ningún elemento de almacenamiento de energía como baterías o pilas.
Recientemente han aparecido en el mercado unos interruptores y pulsadores inalámbricos que no requieren de alimentación alguna para funcionar. Vamos a ver cómo están diseñados y cuál es su modo de trabajo.
Diseños y modo de trabajo de interruptores y pulsadores inalámbricos
Si abrimos estos interruptores podemos observar que cuentan con un gran solenoide debajo del interruptor, que ocupa la mayor parte del mecanismo y una pequeña placa de circuito impreso. Cuando presionamos el interruptor lo que estamos haciendo es mover un pequeño imán a través del solenoide, produciendo una variación del campo magnético en las espiras del solenoide. Esta variación de campo produce una pequeña corriente a través de las espiras, que es suficiente para alimentar la electrónica de la placa de circuito impreso.
El bajo consumo de los microcontroladores actuales permite que una pequeña corriente como la que se acaba de generar sea más que suficiente para su alimentación. Además debido a la proximidad entre el interruptor y el receptor, la potencia requerida en la etapa de radio es muy pequeña. Este último aspecto podría ser una limitación en la instalación, ya que la distancia máxima de comunicación es de unos pocos metros, suficiente para la mayoría de instalaciones domóticas.
La placa de circuito impreso tiene tres partes bien diferenciadas, la fuente de alimentación, el chip de radio frecuencia y un sensor de sentido de pulsación.
La fuente de alimentación se encarga de convertir los niveles de tensión y corriente generados por el solenoide en unos adecuados para el chip de radio frecuencia. Para esto se utiliza una fuente conmutada tipo buck / boost.
Estas fuentes disponen de un primer convertidor que es un rectificador de diodos, que se acopla mediante un condensador volumétrico a un segundo convertidor, que es el buck / boost propiamente dicho que estabiliza la tensión al valor requerido.
El chip de radiofrecuencia se compone de un microcontrolador que realiza la comunicación y una etapa de radio para la transmisión. El microcontrolador recibe una señal que le informa del sentido en que se ha presionado el interruptor. El sentido de pulsación puede conocerse antes del rectificador, ya que coincide con el sentido de la corriente en el solenoide.
Conocer el sentido de pulsación es un dato importante. En la mayoría de las aplicaciones domóticas utilizamos pulsación larga y pulsación corta, pero debido al sistema de alimentación no se genera suficiente potencia para mantener el chip de radio frecuencia en pulsación larga, por lo que sólo podríamos usar pulsación corta.
Este problema se ha resuelto enviando un código distinto para cada sentido de pulsación, de esta manera el receptor puede determinar si la pulsación ha sido larga o corta. Es decir, el interruptor o pulsador transmite dos veces, al presionarlo y al liberarlo, permaneciendo apagado entre ambas acciones.
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