Informe_medicion9 (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE ELECTROTECNIA Y COMPUTACIÓN C OMPUTACIÓN DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA RECINTO SIMÓN BOLÍVAR

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ELECTROTECNIA Y COMPUTACIÓN

Resumen

En este resumen se han descrito los conocimientos básicos para entender que es y cómo funciona un sistema domótico domótico y cómo utilizando el hardware libre de de Arduino se puede puede crear un sistema estable con un presupuesto muy inferior al de las viviendas de alta categoría. El informe ha sido dividido en cinco fases en las que se van a tratar cada tema de una forma amplia pero simple, es decir, se dará la información necesaria para entender el proceso de creación de un sistema domótico. En la introducción se va a poder dar un primer paso en el mundo de la domótica y conoceremos el porqué de la utilización de Arduino. Después aprenderemos cómo están construidas las placas Arduino y el entorno de trabajo que disponemos para programarla Es importante comentar también los distintos dispositivos que podemos acoplar a una placa para añadir funcionalidad al sistema domótico. Dado que la parte de gestión del sistema es más compleja se hará hincapié en ella ofreciendo distintas formas de comunicación entre las placas argumentando sus ventajas e inconvenientes. Acto seguido se expone un sistema domótico simple en el que se aplican a plican los conocimientos adquiridos. La Domótica busca el aprovechamiento al máximo de la energía y luz solar adecuando su comportamiento a nuestras necesidades por tanto el proyecto tendrá un esquema de control que será un sistema básico que contara con sistema de detector de movimiento, control de luces, monitoreo monitoreo de temperatura, temperatura, sistema de seguridad. seguridad. El proyecto será montado a en una maqueta a escala para demostrar la funcionalidad de


Router Servidor

Ethernet

Alarma

Puertas

Wi Fi

Luces

Palabras Clave: Arduino, Domótica, hardware y software libre.

Monitoreo de Temperatura

Planteamiento del Problema

El acelerado avance de la tecnología electrónica, permite actualmente tener automatizados los hogares, por tal razón en los países industrializados gran número de viviendas tienen implementados sistemas domóticos que interactúen con el ser humano, en busca de mejorar el estilo de vida y aumentar el confort de las personas. En nuestro país la automatización del hogar para la mayoría de la gente es un tema de exclusividad y sobre todo de altos costos. Es desconocido para muchos, contrario a lo que se piensa, que hoy en día es posible tener un hogar muy de vanguardia, con tecnología y estética con poco presupuesto que permita facilitar la vida de personas con deficiencias. En los hogares nicaragüenses presentan inconvenientes al no tener la tecnología electrónica implementado para personas que no presentan ningún problema físico y peor aún adaptadas para personas discapacitadas; causando dificultad en el manejo y operación de luces y persianas por parte de personas con limitaciones físicas en extremidades inferiores, por lo que se pretende facilitar el estilo de vida, contribuyendo al buen vivir de los mismos.


Antecedentes El nacimiento de la domótica data del año 1984 en Europa. Posteriormente, el 6 de noviembre de 1985 y como consecuencia de una proposición francesa se dio a cabo en a mover una iniciativa innovadora denominada eureka.

El proyecto eureka consistía en una estrategia europea adoptada para reforzar su capacidad industrial frente a las otras grandes potencias. Dentro del programa eureka, nace el proyecto IHS( Integrate Home Sistema), que fue desarrollado con intensidad en los años ´87-’88 y que dio lugar al programa acutal ESPIRIT(Europas Scientific programme for research and development and infomation technoloy) con los objetivos de c ontinuar los trabajos iniciados bajo el eureka. Posteriormente en Francia se acuño la palabra Domotique como el concepto y vivienda que integra todo los automatismos en la materia de seguridad gestión de la energía comunicaciones etc. En España a principios de 1990, cuando se empieza a hablar de este concepto, debido a los primeros iniciativas de promociones la aparición de primeros sistemas para la vivienda, para la realización de estudio por parte “Institut Cerda”, etc. No puede omitirse la desafortunada introducción a esta disciplina en el sector de la construcción, lo que motivo una cierta confusión y temor hacia su introducción en promociones inmobiliarias. La empresa Siemens líder en automatización a nivel mundial se está difundiendo lo que se conoce como sistema de gestión instalaciones técnicas, bajo el nombre DESIGO. Es la nueva generación de sistemas de control y automatización de edificios de “Siemens building technologies”. Con su estructura modular y escalable que cumple toda las aplicaciones y todos los grados de complejidad de edificios pequeños hasta edificios complejos geográficamente distribuidos. En américa latina específicamente en argentina, la aplicación de los sistemas de gestión se


Justificación

El presente proyecto ha sido diseñado, pensando en el bienestar y comodidad de las personas, con la finalidad de ofrecerles una mejor calidad de vida y facilitando sus labores dentro del hogar. Aprovechándose del desarrollo de la tecnología actual en el que la automatización y la electrónica podremos optimizar recursos y manejar sistemas inteligentes ya sea en el campo industrial, comercial o doméstico. En vista de lo anteriormente indicado, una de las aplicaciones de la electrónica y la automatización es este proyecto, el cual facilita las actividades de la vida diaria en los hogares, por lo tanto la presente investigación está encaminada a beneficiar a las personas que presentan o no dificultades al realizar ciertas actividades en el hogar A continuación se detallan las principales ventajas de la aplicación de sistemas domóticos. Ventajas • En muchos sistemas domóticos el cableado se realiza con solo un par trenzado, generando un ahorro económico y de mano de obra, además de una simplificación de proyecto. • Controla todos los servicios, iluminación, aire acondicionado, alarmas, bombas, cámaras, etc. • Las unidades pueden ser programadas y reprogramadas, para optimizar el manejo de energía en cualquier momento con facilidad. • El sistema domótico es instalado y programado de acuerdo a los requerimi entos del


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Diseño del prototipo de sistema electrónico de una casa domótica con Arduino en la Universidad Nacional de Ingeniería. 

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Objetivo General:

Objetivos específicos:

División del proyecto en las componentes que la integran para facilitar el trabajo Desarrollo de habilidades en programación de Arduino Integración de cada uno de los elementos del sistema que conforman el proyecto Construcción de maqueta para realización de pruebas


Marco Teórico ¿Qué es Arduino?

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque que es ejecutado en la placa. Lenguaje de programación Arduino

La plataforma Arduino se programa mediante el uso de un lenguaje propio basado en el lenguaje de programación de alto nivel Processing. Sin embargo, es posible utilizar otros lenguajes de programación y aplicaciones populares en Arduino, debido a que Arduino usa la transmisión serial de datos soportada por la mayoría de los lenguajes mencionados

¿Qué es un servidor WEB?


El módulo HC-SR501 tiene 3 pines de conexión +5v, OUT (3,3v) y GND, y dos resistencias variables de calibración (Ch1 y RL2). Ch1: Con esta resistencia podemos establecer el tiempo que se va a mantener activa la salida del sensor. Una de las principales limitaciones de este módulo es que el tiempo mínimo que se puede establecer es de más o menos 3s. Si cambiamos la resistencia por otra de 100K, podemos bajar el tiempo mínimo a más o menos 0,5 s. RL2: Esta resistencia variable nos permite establecer la distancia de detección que puede variar entre 3-7m. 

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La posibilidad de mantener activa la salida del módulo durante un tiempo determinado nos permite poder usarlo directamente para prácticamente cualquier aplicación sin necesidad de usar un microcontrolador. Características Sensor piroeléctrico (Pasivo) infrarrojo (También llamado PIR) El módulo incluye el sensor, lente, controlador PIR BISS0001, regulador y todos los componentes de apoyo para una fácil utilización Rango de detección: 3 m a 7 m, ajustable mediante trimmer (Sx) Lente fresnel de 19 zonas, ángulo < 100º Salida activa alta a 3.3 V Tiempo en estado activo de la salida configurable mediante trimmer (Tx) Redisparo configurable mediante jumper de soldadura Consumo de corriente en reposo: < 50 μA Voltaje de alimentación: 4.5 VDC a 20 VDC  

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Además podremos abrir un puerto mediante el que escuchará peticiones. Esta configuración se ha de realizar en la función setup(), es decir en la fase de inicio de la placa. La función principal de la Ethernet Shield va a ser leer peticiones, en nuestro caso HTTP (puerto 80). Las peticiones en HTTP tienen el siguiente formato: GET /ruta_del_objeto HTTP/1.1 Para tomar la petición nos basaremos en la función serviceRequest() que nos devolverá una cadena con toda la parte del protocolo ya tratada, es decir, obtendremos sólo la ruta del objeto. LM35

El LM35 es un sensor de temperatura integrado de precisión, cuya tensión de salida es linealmente proporcional a temperatura en ºC (grados centígrados). El LM35 por lo tanto tiene una ventaja sobre los sensores de temperatura lineal calibrada en grados Kelvin: que el usuario no está obligado a restar una gran tensión constante para obtener grados centígrados. El LM35 no requiere ninguna calibración externa o ajuste para proporcionar una precisión típica de ± 1.4 ºC a temperatura ambiente y ± 3.4 ºC a lo largo de su rango de temperatura (de -55 a 150 ºC). El dispositivo se ajusta y calibra durante el proceso de producción. La baja impedancia de salida, la salida lineal y la precisa calibración inherente, permiten la creación de circuitos de lectura o control especialmente sencillos. El LM35 puede funcionar con alimentación simple o alimentación doble (+ y -) Requiere sólo 60 µA para alimentarse, y bajo factor de auto-calentamiento, menos de 0,1 ºC en aire estático. El LM35 está preparado para trabajar en una gama de temperaturas que abarca desde los- 55 ºC bajo cero a 150 ºC, mientras que el LM35C está preparado para trabajar entre -40 ºC y 110 ºC (con mayor precisión).


Metodología

El presente proyecto se realizó mediante la investigación web y comprobación de las ejemplificaciones con el objetivo de comprender y analizar el código ejemplificado y en base a una base sólida lograr desarrollar la programación correspondiente para lograr llevar el proyecto a finalización. Para lograr la finalización del presente proyecto, se realizara gran parte de su estudio mediante investigación ya sea física (libro, revista, enciclopedias, etc.) o digital (libros, revistas, podcast, video tutoriales, blog, foros), La primera actividad a realizar es la investigación de cómo está estructurada una casa domótica, realizando un análisis de todos los dispositivos que dicha instalación debe poseer, para hacer una adaptación a nuestro proyecto. La siguiente actividad a realizar será la elaboración de los planos de una casa que posteriormente serán utilizados para la realización de la maqueta sobre la será montado nuestro proyecto. La tercera actividad que se realizara será la división cada uno de las partes de la casa y


Análisis de resultados

El presente proyecto tiene las características de funcionalidad estable en un medio libre de movimiento, presenta problemas al mover la placa debido a que el servidor puede dejar de funcionar, este error se debe al tipo de cableado utilizado puesto que el grosor de los cables no corresponde con el grosor de los pines de entrada del arduino, este error no se ha podido corregir debido a que el calibre del grosor de los cables es poco común y es difícil de encontrar, dentro de la programación los errores se presentaron al querer usar ciclos dentro de la infraestructura del servidor puesto que esto provocaba inestabilidad en el sistema y sobre flujo de datos, este error fue corregido con un aumento en el buffer de carga de datos, se encontraron dificultades al diseñar las páginas con pequeños elementos gráficos, como el sector de menú que están programados en las páginas guardadas dentro del servidor, esto se corrigió aumentado el buffer de datos.



Conclusión

Este proyecto nos ha dado la oportunidad de aprender mucho sobre el mundo de la domótica y de electrónica general. Aunque originalmente el proyecto se basaba en construir un sistema domótico con una placa Arduino y un servidor externo, hemos decidido desviarnos un poco y hemos puesto el mismo Arduino como nuestro servidor Web. Con esto hemos conseguido ver que aunque se puede hacer, reduce las posibilidades de ampliación del sistema. En todo caso, se ha podido demostrar que es posible instalar un sistema domótico apoyándonos en la plataforma Arduino, con un coste muy inferior al que se utiliza en las viviendas de lujo, a cambio de dedicarle un poco de tiempo. Según se avanzaba en el desarrollo del proyecto se nos hacía más necesario probar los distintos dispositivos que podía instalar. Es importante tener las herramientas adecuadas para trabajar dado que en algún momento del proyecto nos han fallaron algunos dispositivos y tras comprobarlos a nivel físico con un multimetro se detectaron los fallos. Uno de los grandes fallos fueron los cables UTP ya que son un poco delgados para que puedan caber sin problemas en los puertos de Arduino, aunque al remplazarlos se pudo


Bibliografía

Lehmann, Stefan. MicroControladores PIC: prácticas de programación. Marcombo S.A., 2008. Lile, Henri. Tiristores y triacs. Marcombo S.A., 2004. Sitios Web: Arduino. (2013, 7 14). Retrieved from Forum Arduino: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=179104.0 Casadomo. (2000, Marzo 6). Retrieved from http://www.casadomo.com/noticias/cada- hogar-sera-digital-en-2003-4749 fenercom. (n.d.). Retrieved from http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/la- domotica-como-solucion-de-futuro-fenercom.pdf

Anexos





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