Innovación en la automatización del hogar

Hay un saludo popular que dice: “que vivas en tiempos interesantes”. Como muchos dichos, puede ofrecer un deseo de encuentros afortunados o lanzar una maldición de mala voluntad. La interpretación a menudo depende de la mentalidad del individuo. La dualidad de este saludo proporciona un punto de partida para pensar en la idea del hogar conectado. Hay numerosos aspectos del hogar conectado y algunos tienen el potencial de ser maravillosos, otros desastrosos. Como la mayoría de los dichos, su impacto se basa en la interpretación. El hogar conectado, con los dispositivos y funcionalidades cada vez mayores producidos para él, tiene el potencial de transformar la forma en que experimentamos la vida residencial, tanto en términos de cómo interactuamos con nuestra residencia como de cómo esta interacción influye positivamente en nuestra vida cotidiana. En el corazón de esta transformación se encuentra un cambio crítico en el hogar de dispositivos electrotérmicos mecánicos al hogar electrificado que cuenta con sistemas de autocontrol y aprendizaje adaptativo.

Los propietarios de viviendas de todo el mundo están familiarizados con los termostatos que controlan los sistemas HVAC domésticos. Estos termostatos por sí mismos se han vuelto bastante interesantes y sofisticados en los últimos años, transformándose de una colección de interruptores deslizantes electromecánicos y botones a unidades elegantes y sin botones repletas de sensores y funcionalidad adicional. Durante muchas décadas, un cambio de estaciones significó que los propietarios necesitaban cambiar la configuración del termostato. En su nivel básico, estos dispositivos eran simples dispositivos termoeléctricos que utilizaban elementos bimetálicos e interruptores de mercurio. El verano significaba deslizar manualmente un interruptor de “calor” a “frío”, lo que significaba que durante los próximos meses, el sistema de enfriamiento estaba encendido o apagado en relación con la configuración del termostato para la temperatura preferida. Si una noche de verano en particular se volvía inesperadamente fría, el propietario necesitaba ajustar manualmente el dispositivo para calentar el interior y luego por la mañana volvía a cambiar el termostato a la configuración preferida de clima cálido. Los cambios manuales, diarios, semanales, estacionales, eran la norma y como la mayoría de los hogares solo tenían un termostato. Cualquier ajuste era una solución única para todos, para toda la casa, desde la cocina hasta el ático y para todos los ocupantes. El resultado inevitable fue que alguien en la residencia siempre se sentía demasiado caliente o demasiado frío, ya que era imposible adaptar la temperatura a habitaciones específicas o ajustarse a las preferencias individuales. 

En la década de 1990, a medida que los costos de los microcontroladores disminuyeron y las capacidades del procesador aumentaron, los fabricantes de termostatos comenzaron a cambiar de dispositivos eléctricos a favor de dispositivos electrónicos. Para los diseñadores de termostatos, esta electronificación de los termostatos planteó nuevos desafíos. De repente, los diseñadores necesitaron agregar pequeños interruptores en el nivel de placa para acomodar las interfaces de usuario, así como utilizar conectores en miniatura para las terminaciones de cables del sistema a la PCB. Los relés más pequeños, que antes no eran necesarios, debían integrarse en los diseños para permitir la conmutación del sistema. La adopción en el mercado de estos termostatos programables fue impulsada por propietarios que entendían sus hábitos de calefacción y refrigeración y que querían la oportunidad de personalizar y automatizar sus preferencias de calefacción y refrigeración. La demanda de los consumidores de dispositivos mejores y más pequeños llevó a la miniaturización del mercado masivo de termostatos programables, lo que resultó en los productos que vemos en los hogares y en los estantes de las tiendas hoy en día. Si bien estos son tecnológicamente sofisticados y convenientes, estos dispositivos no son inteligentes ni adaptables a las condiciones cambiantes. 

La evolución natural de estos termostatos programables anteriores es el termostato inteligente. Los termostatos inteligentes de hoy en día, la primera generación de tecnología de aprendizaje adaptativo, cuentan con potentes microcontroladores que lo hacen posible. Además, el precio de los procesadores continúa disminuyendo, lo que permite una gran cantidad de capacidades de alta tecnología dentro de un termostato inteligente asequible. Estos dispositivos son cada vez más capaces de detectar, aprender, comunicarse y responder a las condiciones que detecta el dispositivo. Con la disponibilidad de sensores más pequeños y compactos, como el dispositivo PTH multifunción de TE, junto con el desarrollo de nuevos escenarios de uso, estos termostatos inteligentes utilizan cada vez más sus potentes procesadores para preprocesar grandes volúmenes de datos para esquemas de control algorítmico. Un desarrollo crítico adicional clave que hace posible el termostato inteligente de hoy en día es la polinización cruzada técnica de las funcionalidades de las industrias de consumo y dispositivos móviles. Estos incluyen desarrollos recientes que incluyen la integración de microconectores, tecnología de batería compacta y dispositivos de microconmutación dentro del termostato inteligente. Si abrieras un termostato inteligente, verías que su herencia de teléfonos celulares es evidente, incluido su empaque eficiente y compacto de componentes. Esta funcionalidad adicional hecha posible por la fusión con la tecnología de dispositivos móviles está impulsando la adopción del mercado de termostatos inteligentes. Una clave para esta adopción es la diversidad de sensores que permiten que un termostato detecte los niveles de ocupación, sonido y luz, así como monitoree la temperatura y la humedad. Juntos, estos sensores generan un flujo de datos crucial requerido para permitir una mayor comodidad, que incluye más que simplemente encender o apagar un sistema HVAC. La potencia y la inteligencia del termostato inteligente de hoy en día se extienden a través de capacidades de protocolo que permiten que el termostato comunique datos y extienda el alcance más allá de la pared en la que está montado. Esta ligabilidad y las posibilidades de datos que vienen con ella es la ventaja decisiva del termostato inteligente sobre las tecnologías más antiguas.

El termostato inteligente es solo el punto de partida para hacer realidad el concepto del hogar conectado. No es el punto definitorio de la misma, aunque a veces se discute en ese contexto. Un hogar verdaderamente conectado ofrecerá una nube de puntos de datos de múltiples fuentes que forman una red de sensores, actuadores y equipos. Estas fuentes juntas impulsan el hogar conectado. Para lograr una conectividad total en el hogar conectado, todos los elementos deben ser electronificados (a diferencia de ser dispositivos estrictamente eléctricos) e integrado para operar perfectamente juntos. El termostato inteligente es un elemento en esta nube doméstica, aunque uno importante. Con sus múltiples sensores y capacidad de comunicación, genera, procesa y monitorea una gran cantidad de datos que le permiten evaluar el estado de la casa, controlar su planta física y reaccionar ante sus habitantes. Su capacidad para conectarse a Internet y comunicarse con la nube le permite realizar un mayor nivel de análisis y control algorítmico para la funcionalidad if-this-then-that. Esta capacidad tiene el potencial de cambiar la forma en que funcionan los hogares en el futuro y cómo los habitantes interactúan con sus hogares.

No es exagerado afirmar que la complejidad en un termostato inteligente es similar a un teléfono celular, pero de manera similar a los teléfonos celulares, su uso, diseño y funcionalidad cambiarán en el futuro. El siguiente paso adelante en el hogar conectado podría basarse en una plataforma de sensores con múltiples capacidades de sensor y control. Cuando se combinan con la habilitación adicional que ofrece la nube, estas funcionalidades hacen realidad una visión de un hogar conectado sin un termostato inteligente: imagine un hogar equipado con una serie de sensores inalámbricos y cableados desplegados en toda la casa; cada uno genera, procesa y comunica datos a un control centralizado o basado en la nube que luego controla adecuadamente los actuadores y equipos en el hogar. La funcionalidad que ofrece actualmente el termostato inteligente se vuelve innecesaria en un hogar tan sensorizado y conectado. Cuando estos sensores se combinan con actuadores y equipos desplegados adecuadamente, es posible lograr un nivel de control doméstico más fino que nunca. Esta implementación generalizada impulsará conjuntos de sensores más pequeños que a su vez requerirán elementos y componentes de sensores más pequeños e impulsarán una mayor integración de dispositivos. Esta demanda de miniaturización conducirá a productos finales más pequeños y más estrechamente integrados y a medida que los proveedores de componentes como TE desarrollen nuevos productos que respalden esta demanda, estos dispositivos se volverán omnipresentes en el hogar y casi invisibles en las paredes. Estos conjuntos de sensores multifuncionales y desplegados en masa ofrecerán a los ocupantes del hogar conectado del mañana otro nivel de comodidad y conveniencia, así como seguridad en un encapsulado pequeño. Se avecinan tiempos interesantes para el hogar conectado.