Este documento describe el diseño e implementación de un sistema de control y acceso remoto utilizando la tecnología de comunicación a través de la línea eléctrica (PLC). El sistema permite controlar y monitorear dispositivos de una vivienda de forma remota a través de Internet, optimizando la cantidad de cableado requerido. La tecnología PLC aprovecha la infraestructura eléctrica existente para transmitir datos, lo que permite implementar el sistema de forma eficiente con bajos recursos económicos. El proyecto busca propor

1. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL Y ACCESO REMOTO
EMPLEANDO TECNOLOGÍA POWER LINE COMMUNICATION
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A CONTROL AND REMOTE ACCESS SYSTEM
USING POWER LINE COMMUNICATION TECHNOLOGY
1
Univ. Bernardo Daniel Soberalt
2
Ing. Remmy Fuentes Telleria
RESUMEN
Power line communication o comunicación a través de la red eléctrica de baja tensión. Es una
tecnología capaz de transmitir información entre dos o más dispositivos a nivel domiciliario,
comercial o industrial sobre la red eléctrica, las características de esta tecnología la convierten
en un medio ideal para el montaje de sistemas domóticos o de automatización.
Tecnologías de acceso complementan los sistemas de automatización mediante el control y
acceso de manera remota permitiendo el uso de NTICs o nuevas tecnologías de información y
comunicación para integrar los sistemas.
Debido a las características de esta tecnología se pueden desplegar redes de control y acceso
de manera eficiente en corto tiempo, además de utilizar bajos recursos económicos
permitiendo cambiar con gran facilidad los puntos que se controlaran, tales como actuadores,
cargas ON/OFF (dispositivos lumínicos, portones, electrodomésticos, alarmas) y sensores
(sensores de temperatura, de humedad de presencia, alarmas, etc.), ofreciendo flexibilidad y
movilidad a lo largo de todo el tendido de la red eléctrica.
El proyecto OSCAR es un sistema integral de comunicaciones (O-SISTEMA CONTROL ACCESO
REMOTO) para tomar el control y monitoreo de una vivienda. Optimizando la cantidad de
cableado, empleando la red eléctrica para transmitir y recibir datos de control, proveyendo una
plataforma de control centralizada y un sistema de acceso remoto sin perder de vista el control
manual de los dispositivos de la casa.
ABSTRACT
Power line communication or communication through the low voltage grid. It is a technology
capable of transmitting data between two or more devices at home, commercial or industrial
electricity grid, the characteristics of this of this technology make it an ideal medium for
mounting automated systems or automation.
Access technologies complement it automation systems through the control and remote access
allowing the use of ICT and new information and communication technologies.
Due to the nature of this technology can deploy network access control and efficiently in a short
time, in addition to using low income can easily change the points that were controlled loads
such as ON / OFF (lighting devices, gates, appliances, alarms) and sensors (temperature
sensors, humidity sensors), provides flexibility and mobility along the mains.
The next project is a comprehensive communications system (O-REMOTE ACCESS
CONTROL SYSTEM) to take control and monitoring of a home. Optimizing the amount of
wiring, using the grid to transmit and receive control data, providing a centralized control
platform and a remote access system without losing sight of manual control devices in the
home.
1
Egresado Carrera de Ing. Telecomunicaciones - bernie-san@hotmail.com
2
Ing. Electrónico docente universitario – remmy.fuentes@gmail.com

2. INTRODUCCIÓN
Actualmente se buscan satisfacer necesidades de control y monitoreo de sistemas a través de
accesos remotos es decir control y monitoreo a distancia.
Figura 1, sistema de comunicación con acceso remoto
Fuente: Elaboracion propia
Con el crecimiento de las redes de transporte de datos, redes de acceso y TICs como servicios
WEB, servicios de bases de datos y la convergencia de plataformas en protocolos de
comunicación (TCP/IP, PLC, R232) nos posibilitan la integración de muchas tecnologías para
cubrir las expectativas de los sistemas integrados de comunicación frente a un objetivo común.
Frente a la inquietud de simplificar la cantidad de cableado en los sistemas de transmisión de
datos, están surgiendo nuevas corrientes tecnológicas, como la tecnología PLC (Power Line
Communication) que hace posible la transmisión de datos a través del tendido eléctrico o red
eléctrica, siendo una tecnología prometedora en el campo de las telecomunicaciones o las
tecnologías inalámbricas.
Figura 2, sistema de comunicación domiciliario

3. Fuente: Elaboración propia
Hasta ahora todas las tecnologías emergentes requieren de infraestructura adicional, cableado,
ductos, obras civiles. Es ahí donde la tecnología PLC logra superar a otras tecnologías de
banda ancha, la tecnología PLC puede brindar servicios (Actuadores, Sensores) sobre una
plataforma IP y PLC, empleando tomacorrientes convencionales como puntos de acceso a la
red.
Figura 3, puntos de control
Fuente: Elaboración propia
Figura 4, integración de servicios

4. Fuente: www.smarthomeusa.com
El proyecto tiene la finalidad de desarrollar un sistema global que incluya actuadores (ON /
OFF), sensores, programación de tareas, acceso vía WEB (PC, Smart Phone), control local sin
perder la funcionalidad física de los elementos.
Un usuario que desea obtener estos servicios sin agregar nuevo cableado o modificar
significativamente la infraestructura de la vivienda puede obtener una herramienta para el
control y monitoreo global con el único requisito de un acceso a través de IPs públicas a
internet.
Los sistemas actuales tienden a la integración de servicios, por lo que se requiere una
plataforma que integre servicios de control y monitoreo de ciertos sistemas en domicilios,
comercios y ambientes industriales
HARDWARE LIBRE
Especificación como diagramas son de acceso público, pueden ser de pago o gratuitos. Ya que
el diseño es libre el operador puede hacer uso de el para la aplicación que desee, añadiendo o
quitando componentes para el mejor uso o la mejor adaptación a la aplicación que se desee
implementa. (VIRGILIO 2011)
ARDUINO
Otra de las iniciativas nacidas bajo el concepto de hardware libre es el proyecto Arduino. Esta
plataforma consiste en una placa con diversas entradas y salidas que permite el desarrollo de
infinidad de proyectos para el control de objetos interactivos autónomos, al mismo tiempo que
sirve de plataforma para estudiantes como iniciación al mundo de la electrónica.
(MASSIMO BANZI 2011)
ARDUINO SHIELD O MÓDULOS DE EXPANSIÓN
Un módulo de expansión es un dispositivo que nos brinda la posibilidad de ampliar las
aplicaciones del micro controlador. Con el uso de un “shild” por tanto podemos obtener
comunicación inalámbrica, comunicación Ethernet, power line comunicación y otras
aplicaciones
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Se utilizan varias lenguajes de programación para el control de las diferentes interfaces, los
diferentes lenguajes convergen en una solo aplicación por ello se tiene un programa complejo.
• PROGRAMACIÓN ARDUINO
Arduino utiliza un lenguaje de programación muy similar a “C” o “C++“además también
incorpora lenguaje de programación de bajo nivel para la configuración de las
interfaces.
“#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include "spi.h"
#include "ports.h"
#include "plm1.h"
if(incomingByte == 83)
{

5. Serial.print(byte(sync1));
delay (100);
Serial.print(byte(sync2));
delay (100);
incomingByte = 83;
plm1_send_data(&incomingByte, 1);
incomingByte = 0;
}”
• PROGRAMACIÓN VB.NET
Esta plataforma nos brinda la posibilidad de programar de manera interactiva con el
uso de comandos simples además nos brinda una interfaz robusta, sobre esta
plataforma corre la interfaz local o de servidor.
“Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles MyBase.Load
Try
SerialPort1.Open()
Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = False
SerialPort1.Write("48")
Catch ex As Exception
MsgBox("El dispositivo USB no está conectado, el programa se cerrara.")
MyBase.Close()
End Try
End Sub”
• PROGRAMACIÓN PHP
PHP permite crear una interfaz gráfica que sea montada en un servidor para su control
y acceso remoto, mediante la aplicación Apache utilizada en casi un 95% de servidores
en el mundo trabaja como interfaz entre PHP y el acceso remoto hacia el domicilio.

6. • BASES DE DATOS MYSQL
Una base de datos almacena diferentes campos en sus tablas, en el proyecto las bases de
datos trabajan almacenando los últimos cambios en el software tanto de cargas lumínicas
como de alarmas y sensores, además de almacenar horas y tiempos de encendido para
determinar la tendencia que tienen los usuarios permitiendo determinar cuál sería el
momento justo de encender una carga.
En el proyecto las bases de datos son utilizadas también como método de seguridad,
almacenando el último cambio ofreciendo las últimas actualizaciones a los usuarios
TOPOLOGÍA DE UNA RED PLC
La topología de una red PLC es la misma del tendido eléctrico domiciliario, debido a que esta
tecnología utiliza esta red como medio de transmisión.
Figura 1, Topología PLC indoor
1 1
27.0 27.0
2 2
VOUT VOUT
3 3
1
27.0
2
VOUT
3
Fuente: Elaboración propia
Aprovechando esta red ya implementada en una vivienda, podemos utilizarla como una
alternativa de comunicación evitando cableado adicional y con las mismas caracteristicas de
una cableado de red LAN, el equipo PLC se comunica con otros equipos PLC por medio de un
tomacorrientes convencional.

7. Un dispositivo PLC es necesario al extremo final o punto de acceso AP, donde se conecte un
equipo que recibira la informacion correspondiente por medio de un modem, el mismo podria
ser utilizado para voz, datos o video.
Un AP (punto de acceso) es cualquier toma corriente en una vivienda doméstica, por lo tanto
un dispositivo PLC es colocado como traductor y filtro de la señal para conectar un equipo
convencional. A diferencia de otras tecnologías la tecnología PLC tiene una gran flexibilidad y
compatibilidad con otras tecnologías como ser telefonía, Ethernet, televisión por cable e
internet. (HALID 2004)
CARACTERÍSTICAS DEL CANAL
La red eléctrica no ha sido diseñada para trabajar como una red de datos, presenta alta
atenuaciones, ruido y distorsión, el ruido depende de la cantidad y el tipo de dispositivos
conectados
Figura 6, Alteración física de bits
Fuente: Elaboracion propia en base a LEHMANN
Figura 7, Función de transferencia cable eléctrico
Fuente: Elaboración propia en base a LEHMANN

8. Como se observa en la figura existen ciertos puntos en los que la atenuación es más baja,
siendo estos punto los mejor para la transmisión, la frecuencia optima de transmisión esta entre
los 21 MHz y los 32 MHz, si bien la frecuencia a los 4 MHz parece presentar una baja
atenuación esta frecuencia es propensa al ruido, señales audio y ruido introducido por
electrodomésticos o equipos electrónicos.
Si bien el grafico no sería el mismo en diferentes tipos de cable, ya que dependiendo a la forma
en que estos hayan sido fabricados pueden presentar más o menos atenuación, por esta razón
se utilizan frecuencias en el orden de los 20 MHz ya que es el punto en el que las funciones de
transferencia de distintos tipos de cable se encuentra y el ruido introducido al canal es mínimo.
(JR NICHOLSON 1973)
SEGURIDAD EN TRANSMISIÓN
Se consideraron varios aspectos de seguridad tales como caídas de tensión, comunicación
ante diferentes cargas, interferencia, corrección de errores, tipo de cable y seguridad de datos.
• CAÍDA DE TENSIÓN
Los prototipos PLC pueden continuar comunicando con variables de tensión grandes,
debido a que los prototipos no utilizan la señal AC de baja tensión como portadora
pueden continuar comunicando aun si el canal está vacío es decir pueden mantener una
comunicación activa cuando la señal del canal es 0 V y continuar hasta los 380 V. Estas
características de los prototipos PLC hace estos sean inmunes a caídas de tensión.
Por lo tanto los aspectos de calidad de servicio de la línea QoS eléctrica, no influirán en
la calidad de la señal, en un ambiente domestico la calidad de la señal debería ser
menor o igual al 5% de tensión, entonces en una line de 220 voltios se tendría una caída
del 50% sin afectar la comunicación muy superior a normas eléctricas establecidas y en
110 V se tendría una caída del 10% si bien no es muy considerable es superior a la
norma eléctrica.
• CALIDAD DE SERVICIO DE LA LÍNEA – QOS ELÉCTRICA
Se refiere al cambio de tensión entre ambas terminales de un tomacorriente eléctrico
ante la conexión de una carga en la línea, según la norma eléctrica este cambio debe ser
menor al 5% de la amplitud total, a continuación se muestra una tabla que muestra los
cambios de tensión a diferentes horas del día. Las tablas fueron realizadas bajo una
tensión de 220 V y 50 Hz en una vivienda domestica (departamento).
• VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN
La mejor velocidad de transmisión es 10000 Bauds donde las pérdidas son 0 y los datos
correctos son todos los enviados, la frecuencia de modulación es baja utilizando
frecuencias anteriores a las frecuencias de alta atenuación.
• COMUNICACIÓN EN AMBIENTES DE ALTO RUIDO
Es indispensable considerar el ruido en sistemas de domótica y de comunicación en
general, ya que el ambiente en el que se trabaja es propenso al ruido por las
características con que este trabaja, para ello se utiliza una modulación OFDM la cual
tiene una alta eficiencia en ambientes de ruido, además que permiten el uso de
diferentes portadoras por el mismo canal, este tipo de modulación permite el uso de

9. filtros sencillos en transmisión y recepción, haciendo más sencilla la implementación de
hardware.
Imagen 1, pruebas de comunicación en ambiente industrial
Fuente: Elaboración propia
INTERFERENCIA EN LA LÍNEA
La interferencia en la línea de baja tensión es inevitable por las características de la misma,
diferentes cargas inciden sobre ella, existen horas pico de tráfico en las cuales la comunicación
parece ser imposible, gracias a la implementación de una modulación OFDM o FSK es posible
seguir comunicando en horas pico, la comunicación se vería afectada si se utiliza de manera
marginal es decir si se está trabajando al límite de la distancia o se está excedido por unos
metros.
Imagen 2, señal de información y ruido de fondo
Fuente: Elaboración propia

10. CORRECCIÓN DE ERRORES
Los prototipos PLC utilizan diferentes mecanismos de corrección de errores tanto por hardware
para eliminar bits parásitos introducidos por algún artefacto y por hardware para eliminar bits
incorrectos o petición de reenvió. Estos mecanismos son FEC (Forward Error Correction),
CRC16 y CSMA (Carrier Multiple Sense Access with Collision Avoidance). Para asegurar la
correcta recepción de datos tanto en maestro como en esclavo, algunos algoritmos permiten la
reconstrucción de bits esto es ideal para el sistema de comunicación PLC ya que por
características del medio es inevitable que en algún punto se vean comprometidos algunos bits
o bytes de información. (CHAN 1994)
TIPO DE CABLE
Las pruebas realizadas han sido elaboradas en base a diferentes tipos de cable es decir se
realizaron pruebas en cables multifilar o de varios hilos en ambiente home, las pruebas has
sido satisfactorias y con cable unifilar o alambre obteniendo los mismos resultados, por lo tanto
el tipo de cable no determina el desempeño de los prototipos PLC, no se ve afectada la
velocidad, el número de bits, el ancho de banda, ni el alcance.
Imagen 3, Simulación de las peores condiciones de cableado
Fuente: Elaboración propia
CONCLUSIONES
• Power Line Communication no tiene líneas dedicadas a la comunicación por lo que se
deben adaptar las señales de información a este medio, para ello es necesaria una
modulación robusta y altamente eficiente ante el ruido. Se concluye que el medio no influye
severamente la comunicación lo hace más bien el uso de componentes que inyectan ruido a
la línea eléctrica
• Especificaciones de la hoja de datos del fabricante determinan que el alcance máximo es de
100 mts a una tasa de transferencia de 9600 bauds, prácticamente determinamos que la
cobertura máxima está en función de las características de la línea en determinada hora,
tales como cargas, especialmente inductivas y reactivas. Además de componentes
adicionales de las redes eléctricas como protectores térmicos y medidores de luz. Bajo las
mejores condiciones de comunicación logramos una distancia aproximada de 90 mts sin
perdidas de datos

11. • Se logró implementar un sistema de domótica en un domicilio con fines de prueba, se
controlan cargas lumínicas y alarmas, el acceso como se había definido se realiza mediante
software remoto y local y de manera manual por hardware, los resultados fueron
satisfactorios con ciertos inconvenientes mencionados en recomendaciones, los prototipos
fueron programados para transmitir en ambas direcciones lo que nos permite tener una
transmisión continua de manera permanentemente.
• PLC es una solución de red que permite el uso de tomacorrientes domésticos como puntos
potenciales de comunicación asi ser la tecnología por excelencia para la implementación de
sistemas domóticos o de automatización, PLC brinda la posibilidad de automatizar sin
adicionar cableado de control.
• La modulación OFDM tiene una alta inmunidad al ruido, lo que permite utilizar esta
modulación en ambientes de alto ruido tales como ambientes industriales o ambientes en
los que se requieren varias portadoras en el mismo canal
RECOMENDACIONES
• Un transformador 220 / 220 o un transformador 110 / 110 de alta potencia pueden ser
utilizados como etapa de desacople de la línea, para garantizar la comunicación entre
los dispositivos, el desacople evita que el ruido externo o que no es del domicilio
ingrese, también puede ser utilizado para desacoplar ciertos tomacorrientes del
domicilio para aislarlos del ruido
• Trabajar dentro de los límites de comunicación de los prototipos PLC para evitar
errores en la comunicación, se recomienda trabajar con un límite menor al de los 100
mts
• Utilizar un prototipo PLC en cada punto de enlace, es decir en cada punto que se
desea automatizar para ampliar las aplicaciones y reducir cableado
BIBLIOGRAFÍA
HALID, Hrasnica, ABDELFATTEH, Haidine, RALF, Lehnert. Broadband Powerline
Communication, Inglaterra: Wiley, 2004, Única edición.
KLAUS Dostert, Power Line Communication: Prentice Hall PTR, 2000.
KHURRAM, Hussain Zuberi, Powerline Carrier (PLC) Communication System: Master Thesis,
IMIT, Suecia: KTH, 2003
BANWELL. Tc. Galli s.a nover approach to acuratre modeling of the indoor power line channel.
ieee trans, Parte1: 2003
LEHMANN, K, Data Transmission Over 230 V- Power Lines Using Spread Spectrum
Techniques, sprectrum and aplication proceeding 1996
DOSTERT, Klaus, Powerline Communications. Estados Unidos: Prentice Hall, 2001.
A.G. Burr, P.A. Brown, "Application of OFDM to Powerline Telecommunications", 3rd
International Symposium on Power-line Communications and its Applications, Lancaster, UK,
1999.