El rol de los módulos expansores en sistemas de alarma para intrusión
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El rol de los módulos expansores en sistemas de alarma para intrusión

En los sistemas de alarma para intrusión, la capacidad de expandir y adaptar el sistema a las necesidades específicas del lugar protegido es algo muy importante desde el diseño. Los módulos expansores de zonas son componentes clave que permiten aumentar el número de zonas monitoreadas sin necesidad de reemplazar el panel de control principal. 

En esta nota veremos los módulos expansores para alarmas de intrusión, los tipos más comunes, y los aspectos relacionados con su instalación y cableado teniendo en cuenta estos puntos:

¿Qué son los módulos expansores en sistemas de alarma para intrusión?

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 1Fuente: TECNOSeguro

Como hemos visto en otras notas, los paneles de alarma tienen un alcance limitado en la placa o tarjeta principal, generalmente soportando de 8 a 10 zonas conectadas directamente.

Los módulos expansores son tarjetas electrónicas que pueden comunicarse con el panel de alarma, permitiendo ampliar el número de zonas más allá del panel principal. Por lo general, son direccionables, es decir, pueden ser identificados por el panel de control para facilitar el reconocimiento del sistema y de las zonas o puntos de alarma que contienen.

Recordemos que una zona es un área específica cubierta por uno o más sensores. La expansión de zonas permite una cobertura más detallada y extensa del área protegida, facilitando una respuesta más precisa y localizada ante las intrusiones.

Módulos expansores y cantidad de zonas

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 2Varios módulos expansores. Fuente: TECNOSeguro

Los módulos expansores ofrecen la posibilidad de integrar varias zonas en un solo dispositivo, cada una de ellas identificable por el sistema de alarma. Generalmente, los fabricantes especifican estos módulos para 1, 2, 4 y 8 zonas según la línea o familia de paneles de alarma. Cada zona está numerada o es fácil de identificar en el módulo, y las opciones de conexión suelen ser Normalmente Cerrado (NC), Normalmente Abierto (NO) y común (C).

Es importante aclarar que, en el caso de equipos activos que se conectan a los módulos expansores, la alimentación de voltaje y corriente provienen típicamente de una fuente de alimentación auxiliar del panel principal o de una fuente externa, dependiendo de la cantidad requerida de equipos y su consumo.

Conexiones de los módulos expansores

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 3Diagrama de conexiones módulo DSC UA624. Fuente: dsc.com

En un módulo expansor típico vamos a encontrar al menos 3 tipos de conexiones:   

Señal de tamper

Generalmente los módulos incluyen al menos una señal de tamper y puede ser contacto de tipo presión cuando el módulo incluye una carcasa para su instalación, en otros casos puede ser una conexión cableada cuando la tarjeta electrónica no tiene carcasa y se instala dentro de un gabinete con un switch de apertura. 

Conexión del bus de datos

Esta conexión comunica el módulo con el panel de control y dependiendo del tipo de tecnología y fabricante puede ser 2 o 4 hilos. 

Borneras de conexión

Y están los puntos de conexión a las zonas o dispositivos de alarma. Estas conexiones admiten dispositivos de alarma que funcionan como normalmente abiertos o normalmente cerrados. Cada fabricante especifica en la hoja de datos o en los manuales de instalación cómo deben realizarse estas conexiones según sea el caso, así como los valores de resistencia necesarios para la correcta supervisión de los equipos. Recordemos que las resistencias de supervisión se deben instalar en el dispositivo de alarma y no en el punto de conexión del panel o del módulo.

Bus de datos 

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 4

El bus de datos de los módulos puede ser de 2 hilos: datos y energía por el mismo par, o de 4 hilos: un par para datos y otro para energía. Generalmente, los buses de 4 hilos tienen un código de colores que identifica tanto los datos como la energía. En el caso de los buses de 2 hilos, se identifica con positivo (+ rojo) y negativo (- negro).

Los fabricantes también especifican el tipo de cable y la distancia máxima a una determinada impedancia que puede alcanzarse. Este es un aspecto clave en la especificación y diseño del sistema; no exceder estos límites es crucial para el buen desempeño del sistema.

El bus de datos también se caracteriza por un bajo nivel de corriente y voltaje, por lo tanto, las señales son susceptibles a interferencias electromagnéticas o EMI.

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 5Tablas para módulos expansores Bosch y DMP

En la tabla superior, como referencia, los fabricantes especifican la distancia de cableado soportada por el bus de datos según el calibre del cable utilizado. Cuanto mayor sea el calibre, mayor distancia de cableado se puede soportar.

En la tabla inferior, observamos cómo puede variar el rango de funcionamiento en términos de impedancia entre diferentes módulos expansores. En términos generales, la tolerancia de la caída de voltaje por la distancia del cableado se estima en muchos fabricantes en un máximo de 2 VDC en promedio. Respecto al voltaje y corriente del bus de datos, generalmente se manejan en un rango de 5 a 15 VDC y una corriente de 10-50 mA. Esta información es relevante para los procesos de instalación y revisiones, ya que con la ayuda de un multímetro, los técnicos en campo pueden identificar fallos en el bus de datos que recorre la instalación.

Cableado e los módulos expansores 

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 6Fuente: TECNOSeguro

El cableado de los módulos expansores puede variar según las distancias, la cantidad de dispositivos, los recorridos de cableado y los márgenes de tolerancia de voltaje, corriente y resistencia especificados por los fabricantes.

En implementaciones con pocas zonas, menos de 30 dispositivos y donde los puntos de alarma no superan los 80 metros de distancia, como suele ser el caso en aplicaciones residenciales y de oficinas, generalmente se utilizan paneles de control con módulos expansores instalados cerca del gabinete principal. Estos módulos suelen agrupar hasta 8 zonas.

Para casos con mayor cantidad de dispositivos, tener todo el cableado en un solo punto puede resultar muy engorroso y costoso. Por ello, se utilizan instalaciones en serie o en cadena utilizando módulos de menos zonas, como de 1, 2 y 4 zonas.

Conexión directa 

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 7Fuente: TECNOSeguro

La conexión directa se establece cuando todos los módulos se conectan en una configuración tipo estrella, concentrando la conexión en las bornes del panel de control, como se muestra en el esquema. Usualmente, no se conectan más de 4 módulos debido a la cantidad de cables que esto implica en los bornes.

Conexión en serie 

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 8Fuente: TECNOSeguro

Las conexiones en serie o en cadena son las más comunes cuando se utilizan módulos de 1, 2 o máximo 4 zonas. Se implementan con paneles de alarma en aplicaciones grandes como ambientes industriales, edificios corporativos y centros comerciales. La distancia de cableado puede estar entre 1.200 a 1.500 metros, pero es importante aclarar que esta distancia no indica que el último dispositivo esté a un máximo de 1.500 metros de distancia, sino que el recorrido total del cable hasta el último dispositivo puede alcanzar hasta 1.500 metros.

Conexión en derivación o en “T”

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 9Fuente: TECNOSeguro

Este caso es básicamente igual a la instalación en serie, pero se realizan derivaciones desde un punto hacia dos puntos diferentes. En ocasiones, esto se hace para reducir el consumo de cableado, evitando un recorrido de ida y vuelta hacia el siguiente dispositivo. Sin embargo, implica una división de corriente que puede acortar las distancias especificadas para el bus de datos por el fabricante en ciertos casos.

Instalación en campo

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 10Fuente: TECNOSeguro

Desde el diseño, es importante especificar las ubicaciones de los módulos teniendo en cuenta los recorridos y las distancias de cableado. Cuando los módulos tienen más de una zona, deben instalarse dentro de gabinetes de fácil acceso e identificarse para el servicio. Además, deben ser seguros, por lo que se pueden incluir chapas con llave o implementar switches tipo tamper en los gabinetes de los módulos. Esto permite que, al abrirse sin conocimiento previo, tanto la central de monitoreo como el cliente puedan detectar manipulaciones que podrían afectar varios dispositivos de alarma y zonas protegidas.

Cuando los módulos son de una sola zona, lo ideal es instalarlos cerca del dispositivo sensor o de la zona correspondiente. De esta manera, el servicio de revisión puede ser más fácil y rápido.

Direccionamiento de los módulos expansores 

El direccionamiento en los módulos expansores es crucial y puede causar confusión si no se leen los manuales o las instrucciones del fabricante. Hacerlo de manera consciente es vital para evitar tener direcciones duplicadas. Esto puede realizarse de varias formas.

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 11Módulo DMP 714 de 4 zonas. Fuente: dmp.com

Con switches rotatorios, los cuales se identifican con cifras del 0 al 9 tanto para unidades como para decenas. Este tipo de elementos requiere herramientas específicas, como destornilladores de estrella o de pala que no dañen el dispositivo, ya que pueden deteriorarse fácilmente con el uso excesivo de fuerza.

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 12Módulo D9127 POPIT Bosch. Fuente: boschsecurity.com

Switches on/off o binarios se colocan en las posiciones "on" u "off" según el valor de la dirección binaria, donde el 0 representa "on" y el 1 representa "off". Los fabricantes proporcionan estas tablas de direccionamiento en los manuales de instalación de los módulos.

TECNOSeguroPRO Módulo Expansores 13Módulo 4193-SN Viplex. Fuente: resideo.com

También están los módulos que se direccionan mediante un código impreso en el equipo y se programan en la configuración del panel de alarma utilizando el teclado o una interfaz de software de programación.

Una vez conectados, todos los módulos, independientemente del tipo, deben configurarse a través del software del sistema de alarma o, en su defecto, mediante la interfaz de usuario del panel de control utilizando el teclado. Esto implica asignar las zonas adicionales y definir las características y condiciones de activación para cada sensor conectado.

De este modo, los módulos expansores permiten que el panel de control principal monitoree continuamente las nuevas zonas. Cualquier activación de un sensor en una zona expandida se reporta al panel, que tomará las medidas adecuadas, como activar alarmas o enviar notificaciones a la central de monitoreo.

Aspectos Importantes para la Implementación

Al implementar módulos expansores de zonas en un sistema de alarma para intrusión, es crucial considerar varios aspectos para garantizar una operación eficiente y segura:

Compatibilidad

Asegurarse de que los módulos expansores sean compatibles con el panel de control principal y otros componentes del sistema. La compatibilidad asegura una integración sin problemas y un funcionamiento fiable.

Capacidad de expansión

Evaluar la capacidad máxima de expansión del sistema de alarma. Algunos paneles de control tienen un límite en el número de módulos y zonas que pueden manejar. Planificar la expansión teniendo en cuenta estos límites es esencial.

Facilidad de instalación

Optar por módulos que ofrezcan una instalación sencilla y una configuración intuitiva. Los módulos inalámbricos pueden reducir significativamente el tiempo y los costos de instalación, especialmente en edificios grandes o complejos.

Mantenimiento

Realizar un mantenimiento regular de los módulos expansores y en general a todo el sistema para asegurar su correcto funcionamiento. Esto incluye verificar las conexiones, actualizar el firmware del panel de control, versiones de software se programación y realizar pruebas periódicas de los sensores y dispositivos conectados.

Elementos clave desde el diseño

Los módulos expansores de zonas son componentes que se deben tener en cuenta para la flexibilidad y escalabilidad de los sistemas de alarma para intrusión. Permiten ampliar las capacidades del sistema, adaptándolo a las necesidades específicas del entorno protegido. Al considerar la implementación de estos módulos, es crucial evaluar la compatibilidad, capacidad de expansión, facilidad de instalación, seguridad y mantenimiento para asegurar un sistema de alarma eficiente y robusto. Con una correcta planificación e implementación, los módulos expansores de zonas pueden mejorar significativamente la protección y seguridad de cualquier instalación.

Jairo Rojas Campo

Ing. Electrónico de la Pontificia Universidad Javeriana, especialista en Gerencia de Proyectos, con experiencia como líder de gestión de proyectos en varias empresas reconocidas del gremio de seguridad en el país desde el 2001. Cuenta con múltiples certificaciones en seguridad electrónica en las líneas de CCTV, sistemas de alarmas de intrusión, detección de incendio, controles de acceso, plataformas de integración entre otras.

Actualmente realiza actividades orientadas a la transferencia de su conocimiento y experiencia a equipos de trabajo del sector, realiza diseño y especificación de proyectos. Apasionado por el ciclismo de ruta y ciclo montañismo.

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