Antes de meternos a ver los conceptos básicos electricidad para domótica y Home Assistant tengo que aclarar que no soy electricista y que no he estudiado nada relacionado con este tema.
Lo que vas a encontrar aquí es mi propia experiencia con mi sistema domótico y la red eléctrica de mi casa. Esto junto con toda la información que he podido sacar de Internet me ha ayudado a entender cómo se estructura la red eléctrica de una casa.
Es importante que entiendas que tocar la red eléctrica de tu casa puede ser muy peligroso. Si no estás seguro de lo que estás haciendo lo mejor es que te pongas en manos de un especialista.
Si aún así estás decidido a tocar la red eléctrica, extrema las precauciones y lee atentamente este artículo. Cualquier duda la dejas en los comentarios del final.
Indice de contenidos
Capítulos
00:00 Introducción
00:53 Mini curso gratuito de Home Assistant
01:38 Principios básicos de electricidad
04:04 Esquema general instalación eléctrica de una casa
05:34 Cuadro general de mando o protección
06:54 Circuitos independientes de una casa
09:04 Cajas de derivación
10:28 Automatizar un enchufe o toma de corriente
12:39 Automatizar punto de luz simple
15:12 Automatizar luz conmutada y luz de cruzamiento
Principios básicos instalación eléctrica
Antes de empezar, todas las normas para las instalaciones eléctrica en viviendas y baja tensión vienen especificadas en el REBT (Reglamento Eléctrico de Baja Tensión). Si tienes tiempo, mucho tiempo, puedes leerlo.
Eso sí, siempre que necesites consultar información técnica, es el sitio donde tienes que ir.
Importante. Este reglamento es exclusivo de España, si estás en otro país, tendrás que buscar el reglamento de tu país que intuyo será parecido.
Bien, en un circuito eléctrico la corriente entra por un cable que puede ser de color negro, marrón o gris que se llama fase. Luego pasa por un dispositivo o aparato eléctrico (bombilla, lavadora, frigorífico, televisión,…) y sale por un cable que suele ser de color azul que se llama neutro.
Por lo tanto algo importante que tienes que saber es que el que realmente lleva corriente es la fase. Grábalo a fuego.
Hay un tercer cable que suele ser de color verde y amarillo que se llama toma de tierra y se utiliza para protección en caso de fugas de corriente.
Este es el motivo por el que en cualquier instalación eléctrica, vamos a encontrar 3 cables:
- Fase: el que lleve la corriente.
- Neutro: el retorno a la red eléctrica.
- Toma de tierra: protección contra fugas.
Por ejemplo, este sería un esquema (no real) de cómo se conecta un punto de luz a la red eléctrica. Por un lado de la luz entra la corriente, esto hace que se ilumine la bombilla y salga por el otro extremo a través del cable de neutro.
A continuación vamos a ver cuál es el esquema de la instalación eléctrica en una casa.
Esquema general instalación eléctrica de una vivienda
El esquema general de la instalación eléctrica de una vivienda en España sería algo parecido a esto. No es una fiel representación pero en este esquema podemos encontrar todos las partes más importantes.
En la parte exterior de la casa se encuentra el cuarto de contadores a donde llega la acometida de la luz. Allí está el contador de tu casa y el ICP o Interruptor de Control de Potencia. Este último es que suele saltar si, por lo que sea, consumes más que la potencia contratada.
A no ser que quieras pagar una buena multa, te recomiendo que bajo ningún concepto manipules el contador o el ICP.
Del cuarto de contadores entran a casa tres cables: toma de tierra, fase y neutro.
El cable de toma de tierra va conectado a una pica metálica que tienen todos los edificios en el suelo y la fase y el neutro vienen del cuarto de contadores y entran en nuestras casas a través del Cuadro General de Mando o Protección también conocido por sus siglas CGMP.
Cuadro general de mando o protección
También conocido como panel o cuadro eléctrico. Es el armario que suele esta a la entrada de las casas y que, cuando se va la luz, es lo primero que miramos, si hay algún interruptor bajado.
Dentro de este cuadro vamos a encontrar varios aparatos:
- Interruptor General Automático o IGA
- Interruptor Diferencial o ID
- Pequeños Interruptores Automáticos (magnetotérmicos) o PIA
Este sería el cuadro eléctrico de mi casa donde podemos ver todos esos aparatos aparte de la instrumentación de los paneles solares.
Tú tendrás uno igual o muy parecido porque según la REBT hay alguna flexibilidad en cuanto a la instalación y dependerá del tiempo que tenga tu casa.
Veamos la función de cada uno de estos aparatos.
Interruptor Automático General o IGA
Este aparato tiene como misión poder cortar la corriente a la vez en toda nuestra casa. Como veremos más adelante, la corriente no se distribuyen en un único circuito. Lo normal es que estén separados en diferentes circuitos aislados unos de otros.
Gracias al IGA podremos cortar la corriente en todos esos circuitos a la vez. Aparte, protege contra sobrecargas en la instalación como puede ser un cortocircuito por ejemplo.
Importante. Este es el interruptor que deberías cortar cuando vas a instalar cualquier dispositivo en tu casa para asegurarte de que realmente ningún cable tiene tensión.
Interruptor Diferencial o ID
La función principal del Interrupto Diferencial es de protección ya que protege en toda la instalación a las personas de contactos indirectos.
Funciona cortando la corriente en dos casos, cuando se produce una fuga a tierra a través de la carcasa de algún aparato eléctrico o en el caso de que no se produzca una fuga y una persona toque una parte donde no debería de tener corriente (contacto indirecto).
En ambos casos se produce un corte del suministro eléctrico de forma instantánea para evitar males mayores.
Se debe colocar un interruptor diferencial por cada 5 circuitos eléctricos independientes.
Magnetotérmicos o PIA
Los magnetotérmicos, Pequeño Interruptor Automático o PIA sirven para dividir la casa en diferentes circuitos además de proteger cada uno de ellos contra sobrecargas.
Es importante tener en cuenta que los magnetotérmicos tienen una intensidad máxima que pueden soportar. Si en algún momento se sobrepasa esto hará que salte el magnetotérmico para proteger la instalación.
Aparte de esta protección, sirven para desconectar los aparatos conectados a cada magnetotérmico de forma individual por eso, si apagas el magnetotérmico de la cocina, probablemente las luces sigan funcionando.
La separación de los circuitos eléctricos la determina la REBT, luego veremos cómo lo hacen y cuáles deben ser las características tanto de los magnetotérmicos como de los cables que utiliza, algo muy importante a la hora de instalar los dispositivos domóticos.
Tanto el IGA (Interruptor Automático General) como ID (Interruptor Diferencial) cortan la corriente de todos los circuitos de una instalación eléctrica y los magnetotérmicos cortan la corriente solo al circuito que estén conectados. Además en ningún caso la toma de tierra pasa por estos aparatos.
Por lo tanto y para concluir, aunque puedas cortar el suministro de una parte de tu casa con los magnetotérmicos, es primordial para tener la máxima seguridad al instalar los dispositivos domóticos que cortes el interruptor automático general y los interruptores diferenciales.
Veamos cómo se distribuyen los circuitos eléctricos dentro de nuestras casas.
Características de los PIAs
Dentro de nuestras casas, cuando llega la acometida de luz, la corriente no se distribuye en un único circuito. Lo normal es que estén separados en diferentes circuitos aislados unos de otros. En la cabecera de estos circuitos se encuentran los PIA o magnetotérmicos.
En una instalación eléctrica de una casa hay como mínimo cinco circuitos básicos separados de forma individual con sus magnetotérmicos correspondientes y su interruptor diferencial.
A este tipo de instalación se le llama electrificación básica. Cada circuito se denomina con una C y, a continuación un número y se distribuyen de la siguiente manera:
- C1 – iluminación. Se utiliza para alimentar los interruptores y sus respectivos puntos de iluminación con un máximo de 30 puntos de iluminación. Utilizan un magnetotérmico de 10A y cables de 1,5 milímetros de sección.
- C2 – enchufes. Se utiliza para alimentar los enchufes y el frigorífico. Utilizan un magnetotérmico de 16A y cables de 2,5 milímetros de sección.
- C3 – cocina y horno. Se utiliza para alimentar la cocina y el horno eléctrico. Utilizan un magnetotérmico de 25A y cables de 6 milímetros de sección.
- C4 – lavadora, lavavajillas y calentador. Se utiliza para alimentar los enchufes de la lavadora, el lavavajillas y el termo eléctrico. Utilizan un magnetotérmico de 20A y cables de 4 milímetros de sección.
- C5 – enchufes baño y tomas auxiliares de la cocina. Se utiliza para alimentar todos los enchufes de los baños así como los enchufes que hay en la cocina. Estos últimos suelen ser 3 de los cuales uno de ellos está destinado al microondas. Utilizan magnetotérmicos de 16A y cables de 2,5 milímetros de sección.
Esto sería la instalación de electrificación básica de aquí para arriba, porque una vivienda puede tener más circuitos. Cuando esto ocurre se trata de una instalación de electrificación elevada.
Por ejemplo, en mi casa tengo 10 circuitos. Cada circuito tiene un magnetotérmico o PIA y por cada 5 magnetotérmicos un Interruptor diferencial.
Debes prestar atención a la corriente máxima de cada circuito así como a la sección de los cables a la hora de instalar dispositivos domóticos.
| Nombre | Uso | Magnetotérmico | Cable |
|---|---|---|---|
| C1 | Iluminación | 10A | 1,5 mm |
| C2 | Enchufes | 16A | 2,5 mm |
| C3 | Cocina y horno | 25A | 6 mm |
| C4 | Lavadora, lavavajillas y calentador | 20A | 4 mm |
| C5 | Enchufes | 16A | 2,5 mm |
No es lo mismo colocar dispositivos domóticos para controlar un enchufe que requiere un cable de 2,5 mm que para controlar una luz que requiere de un cable de 1,5 mm.
Importante. Utilizar un cable de menor sección puede tener consecuencias graves ya que puede llegar a provocar incluso un incendio. Mucho ojo con esto.
El siguiente paso es ver cómo se distribuyen estos circuitos en el interior de la vivienda.
Cableado de la instalación eléctrica interior
Todos los circuitos independientes (C1, C2, C3, …) de la vivienda se alimenta mediante dos conductores: fase y neutro. Estos conductores transportan la corriente a una tensión de unos 230V en España (en otros países es de 120V).
A estos dos conductores se les añade un tercer cable que es la toma de tierra del edificio. Estos conductores son de cobre con un aislamiento de plástico y su sección dependerá de la corriente del magnetotérmico al que estén conectados.
Los tres conductores son:
- Conductor de fase: es el conductor activo que lleva corriente desde el cuadro eléctrico a los distintos puntos de luz y tomas de corriente de la instalación. El color puede ser marrón, negro o gris.
- Conductor neutro: es el conductor de retorno que cierra el circuito, permitiendo la vuelta de la corriente desde los puntos de luz y tomas de corriente. Suele ser siempre de color azul.
- Conductor de tierra: normalmente no lleva corriente si el circuito funciona bien. Está conectado a la red de tierra del edificio, y sirve para desalojar posibles fugas o derivaciones de corriente hacia los electrodos de tierra. Su color suele ser amarillo y verde.
De cada magnetotérmico salen los conductores de fase y neutro para el circuito individual y recorren la vivienda dentro de tubos corrugados de PVC empotrados en la pared.
Cuando llega a una habitación, un pasillo o donde haga falta, se realiza una derivación de los conductores principales en cajas de registro o cajas de derivación.
Son cajas de plástico donde se realizan las conexiones y empalmes de los cables eléctricos. Es conveniente utilizar regletas o clemas para que las conexiones se hagan correctamente y no se quede ningún cable suelto.
Y aunque en el esquema todo es muy bonito, la realidad de las cajas de derivación es otra. Porque desde allí se puede derivar la red a varios enchufes y puntos de luz y el lío que puedes encontrar es, hablando mal y pronto, de pelotas.
Un ejemplo, esta es una caja de derivación de mi propia casa.
Esta es la realidad que nos vamos a encontrar, ahora encuentra aquí los cables que van a las luces conmutadas, los que van a los enchufes y a las demás luces. Tarea difícil pero no imposible.
De las cajas de derivación es de donde salen los cables para los diferentes enchufes y luces de nuestra casa. Dependiendo de la estancia y de lo que se necesite en cada momento vamos a encontrarnos cuatro circuitos básicos.
Circuitos básicos de la vivienda
Existen cuatro circuitos básicos dentro de una vivienda:
- Tomas de corriente o enchufe
- Punto de luz simple con interruptor
- Punto de luz conmutado con dos interruptores
- Punto de luz conmutada de cruce con tres o más interruptores
En estos circuitos básicos es donde vamos a tener que instalar los dispositivos domóticos y dependiendo de nuestras necesidades y de lo que queramos controlar tenemos una opciones u otras.
Vamos a empezar por el circuito básico más simple, el enchufe o toma de corriente.
Tomas de corriente o enchufe
Vamos a encontrar enchufes o tomas de corriente para toda la casa. Desde la caja de derivación correspondiente baja un cable de fase y otra de neutro a cada enchufe.
En ellos es donde vamos a conectar electrodomésticos como la televisión, lavadora, el enfriador de sandías o un microondas pero también irán conectados lámparas y otros aparatos que no consumen tanto. Elegir un dispositivos domótico dependerá del electrodoméstico que quieras controlar.
No es lo mismo un dispositivo para automatizar una lavadora de 2.500 W que una lámpara que utiliza una bombilla de 10 W. Sea como sea, vamos a tener dos opciones. El típico enchufe inteligente que va conectado directamente a la toma de corriente y el dispositivo relé.
En cuanto al enchufe inteligente la instalación es muy simple, lo enchufas a la toma de corriente y luego conectas el aparato eléctrico al enchufe inteligente.
Utilizar un relé tipo Shelly dependerá de si entra o no entra dentro de la caja del enchufe. En este sentido Shelly ha empezado a comercializar los Shelly 1 Mini Gen 3 que son muy compactos y vienen muy bien para este tipo de situaciones.
Tanto si se trata de un enchufe inteligente como un relé tienes la opción de poder instalar un dispositivo capaz de medir el consumo si te interesa saber cuánto consumen tus dispositivos. Aparte del consumo, utilizar este tipo de dispositivos nos puede servir para hacer automatizaciones muy curiosas. De esto hablaré en otro tutorial.
Por último, si vas a controlar una lámpara existe la posibilidad de utilizar una bombilla inteligente. Esto te va a permitir controlar la intensidad y el color de la bombilla.
Pero mucho ojo con este tipo de soluciones porque puede suceder que si no llevas precaución, no puedas activar o desactivar la luz desde Home Assistant o tu sistema domótico. Porque la electrónica para poder conectarse a la red domótica de las bombillas está dentro de la propia bombilla. Vamos a verlo con un ejemplo.
Cuando conectas una bombilla inteligente a una lámpara y activas el interruptor de la lámpara, la energía llega a la bombilla y esta es capaz de conectarse al sistema domótico ya sea por WiFi, Zigbee o cualquier otra tecnología de la comunicación.
Desde el sistema domótico vamos a poder encender, apagar, cambiar el color de la bombilla o la intensidad.
Ahora bien, si por lo que sea alguien apaga el interruptor de la lámpara la bombilla deja de estar alimentada y se desconecta de Home Assistant o del sistema domótico siendo imposible poder controlara en remoto.
Esto es algo muy importante que debes tener en cuenta a la hora de instalar este tipo de dispositivos.
Punto de luz simple con interruptor
Es el caso típico donde tenemos una luz y un único interruptor que controla la luz o luces. Desde la caja de derivación sale un cable de fase hacia el interruptor y luego sube de nuevo a la caja de derivación donde va hacia la luz.
Para poder controlar este tipo de luces vamos a tener 3 opciones. Vamos a empezar por la opción más óptima que es utilizar un dispositivo domótico relé para controlar la luz. Este tipo de dispositivos requieren de una conexión al neutro de ahí que la mayoría de casos no se pueda instalar dentro detrás del interruptor ya que no suele haber un cable de neutro.
La instalación se tiene que hacer dentro de la caja de derivación donde tenemos acceso tanto a la fase, como al neutro pero también al cable que sube del interruptor y al que va a la bombilla.
Gracias a este tipo de dispositivos lo que conseguimos es tener un sistema paralelo de encendido, es decir, que vamos a poder encender la luz tanto desde el interruptor de toda la vida como desde Home Assistant a través del dispositivo relé.
Es más, si por lo que sea tu sistema domótico cae o deja de funcionar, tú vas a poder seguir encendiendo la luz como siempre, con el interruptor.
La segunda opción es utilizar un interruptor inteligente. Hay de muchos tipos y de muchos fabricantes. Este tipo de dispositivos sustituyen al interruptor de toda la vida y su funcionamiento es muy parecido ya que son capaces de encender y apagar la luz con pulsadores pero también incorpora un módulo capaz de conectarse al sistema domótico a través de alguna tecnología como WiFi, Zigbee o Matter.
El mayor inconveniente que te vas a encontrar es que vas a necesitar llevar un cable de neutro hasta el interruptor porque este tipo de dispositivos requieren de una conexión de fase y de neutro. Tenlo en cuenta antes de liarte a comprar este tipo de dispositivos.
Y la última opción sería utilizar una bombilla inteligente como la que hemos visto. Esto nos permite controlar la intensidad y el color de la luz pero tenemos el mismo inconveniente que con la lámpara. Cuando el interruptor está en ON (encendido) la bombilla podrá comunicarse con Home Assistant o el sistema domótico y podremos controlarla en remoto.
Ahora bien, si por lo que sea alguien apaga desde el interruptor de toda la vida, la bombilla deja de tener energía y deja de comunicarse con Home Assistant o el sistema domótico. En estos casos no vamos a poder controlar o automatizar esa luz en remoto.
Ten en cuenta todo esto antes de instalar bombillas inteligentes en tu casa.
Punto de luz conmutado y de cruce
Existen dos tipos de circuitos donde vamos a poder encender o apagar luces desde dos o más interruptores.
Cuando se trata de dos interruptores el circuito se llama punto de luz conmutado.
Si son más de dos interruptores el circuito se llama punto de luz de cruce.
Sea como sea en ambos casos tenemos más de un interruptor. La idea es poder encender y apagar las luces de forma independiente desde un interruptor u otro del sistema. En estos casos las opciones son muy parecidas a las que teníamos con el circuito punto de luz simple.
Lo más óptimo es utilizar un dispositivo relé que se instala en la caja de derivación y que funciona en paralelo con el sistema de interruptores ya sea conmutado o de cruce.
Existe la opción de utilizar interruptores inteligentes pero aquí tenemos que tener especial cuidado a la hora de comprar dispositivos porque no todos los interruptores pueden funcionar como conmutados o de cruce.
De no ser así podrás instalar los interruptores pero tendrás que hacer la conmutación o el cruzamiento a través de alguna automatización en Home Assistant. Esto quiere decir que si en algún momento falla el sistema domótico o Home Assistant, esas luces dejan de funcionar.
Y por último el tema de utilizar bombillas inteligentes vas a tener el mismo problema que con el punto de luz simple. Debes tenerlo en cuenta sobre todo si utilizas las bombillas como enrutadores Zigbee.
Hasta aquí este tutorial donde hemos visto un repaso rápido sobre conceptos básicos de la red eléctrica de casa y las diferentes opciones de instalar dispositivos domóticos en los diferentes circuitos que nos vamos a encontrar en el interior de nuestra vivienda.