PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN (CI-02/2015) NOMBRE DE LA INSTITUCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CENTLA Título del proyecto Dise Diseño ño y Cone Conexi xión ón del del Sist Sistem ema a de Adqu Adquis isic ició ión n de Dato Datos s con con la Plataforma Arduino Arduino en el Instituto Tecnológico Superior de Centla.
1. DES DESCRI CRIPCI PCIÓN ÓN DEL PR PROYEC OYECTO TO 1.1
Reu!e" Una instalación geotérmica aproec!a la energ"a e#istente en el s$%s$elo con el &in 'e $tili(arla en 'iersas aplicaciones) entre los c$ales ca%e 'estacar la climati(ación 'e cale&acción 'e casa) locales) e'i&icios) etc*) 'ic!o aproec!amiento se reali(a a traés 'e $n intercam%io energético entre los t$%os 'e n$estro intercam%ia'or 'e calor s$%terr+neo , el s$%s$elo) eac$an'o o a%sor%ien'o calor* Esta energ"a 'el s$%s$elo se capta en &$nción 'e la necesi'a' 'e cale&acción) o %ien) el s$%s$elo se emplea como &oco caliente) a%sor%ien'o calor para conseg$ir la re&rigeración 'el local* Los seres !$manos siempre !an a'-$iri'o con el paso 'el tiempo 'i&erentes &ormas 'e o%tener in&ormación) por e.emplo) 'el me'io am%iente -$e los ro'ea) a traés 'e s$s senti'os) 'e ig$al manera lo !acen los sistemas electrónicos) ellos a'-$ieren in&ormación me'iante sensores) -$e !o, en '"a est+n presentes en la i'a 'iaria 'e las personas* Si %ien) la tecnolog"a !o, en '"a !a teni'o s$s gran'es aances cient"&icos) pero no siempre est$o al alcance 'e to'os* No o%stante) los a'elantos en la rama 'e la electrónica sig$en parecién'onos parecién'onos poco accesi%le) pese a -$e constantemente constantemente salen m+s aparatos aparatos al merca'o merca'o en la me'ición me'ición 'el s$%s$elo) s$%s$elo) con los c$ales se o%tiene lect$ras lect$ras 'e las !$me'a'es !$me'a'es , temperat$ra temperat$ras) s) a$n as") no s$ele ser na'a económico a la !ora 'e reali(ar los est$'ios 'e campo* Por tal motio s$rgió la posi%le creación 'e $n prototipo a$#iliar en la me'ición 'el s$%s$elo* Para !acer este prototipo se 'e%e 'eclarar 'eclarar las entra'as , sali'as sali'as 'igitales 'igitales o analógicas analógicas me'iante la escrit$ra 'el có'igo -$e se le 'ar+ a traés 'e la plata&orma Ar'$ino) al ig$al como s$ cone#ión entre este , los 'i&erentes tipos 'e sensores para cali%rar las aria%les 'e interés* Con la a,$'a 'e Ar'$ino Ar'$ino se po'r+ !acer la programación programación para la a'-$isición a'-$isición 'e 'atos) ,a -$e es $na plata&orma 'e prototipos electrónica 'e có'igo a%ierto /open0so$rce1 /open0so$rce1 %asa'a en !ar'2are !ar'2are , so&t2are &le#i%les , &+ciles 'e $sar* De ig$al manera Ar'$ino p$e'e sentir el entorno me'iante la recepción recepción 'e entra'as entra'as 'es'e $na arie'a' arie'a' 'e sensores sensores , p$e'e a&ectar a&ectar a s$ alre'e'or me'iante el control 'e l$ces) motores , otros arte&actos* S$ microcontrola'or 'e la placa se programa $san'o el Ar'$ino Programming Lang$age /%asa'o en 3iring1* Por tal motio los pro,ectos 'e Ar'$ino p$e'en ser a$tónomos o se p$e'en com$nicar con so&t2are en e.ec$ción en $n or'ena'or) lo -$e permite a'aptarlas a las necesi'a'es re-$eri'as* humedad Este mo'elo es especialmente para la o%tención 'e 'atos / humedad
relativa, relativa, temperat temperatura ura y humedad del subsuelo), con este prototipo se pretende de alguna manera que pueda competir en
a'-$isición 'e 'atos con la plata&orma Ar'$ino) a traés 'e la implementación 'e 'iersos 'ispositios /Lm56) 7C89%) Et!ernet s!iel'1* Este prototipo ser+ 'e gran a,$'a para %rin'ar a $s$arios -$e %$s-$en o%tener la me'ición 'e las aria%les /!$me'a' relatia) temperat$ra , !$me'a' 'el s$%s$elo1* Esta ser+ $na e#celente !erramienta para la a'-$isición 'e 'atos) $no 'e los propósitos es %rin'arle %rin'arle al $s$ario $s$ario $na accesi%ili'a' accesi%ili'a' me'iante $n costo %a.o sin em%argo em%argo se p$e'e a&irmar a&irmar -$e es con&ia%le , p$e'e competir con otros -$e ,a est+n en el merca'o o tien'as 'e electrónicos $ sistemas 'e me'ición 'igital* 1.# I"tr I"trod oduc ucc$ c$%" %" En la act$ali'a' act$ali'a' el ser !$mano a:n no est+ arraiga'o al ;<<= 'e la tecnolog"a* tecnolog"a* Con &orme pasa el tiempo) %$sca estar lo m+s cómo'o posi%le* >ace no m$c!os a4os se !a esta'o 'is&r$tan'o 'e alg$ alg$na nass como como'i' 'i'a' a'es es tales tales como como)) el aire aire acon' acon'ici icion ona' a'oo en l$gar l$gares es 'on' 'on'ee gener general alme ment ntee incrementa la temperat$ra arri%a 'e los 56?C , la cale&acción en época 'e &rio* Sin em%argo) e#isten m$c!os tipos 'e energ"as -$e a:n no est+n sien'o e#plota'as como 'e%e 'e ser) sin 'arse c$enta -$e en $nos a4os m+s se p$e'e aca%ar las energ"as 'eria'as 'e &ósiles) las c$ales no son renoa%les* A lo largo 'el siglo sig lo @@ los lo s cient" cie nt"&ic &icos os !an est$'i est $'ia'o a'o)) C$+l C$ +l es la temper tem perat$ at$ra ra corpor cor poral al -$e tiene , es capa( 'e soportar el ser !$mano) a'em+s !an toma'o en c$enta el iento) el c$al c$al se 'ice 'ice es $no 'e los &act &actor ores es -$e -$e pro prooc ocaa la sens sensac ació iónn 'e calor calor a$me a$ment ntee consi'er consi'era%le a%lement mente) e) so%re so%re estos estos 'atos 'atos se !an !ec!o cartas cartas %ioclim+ %ioclim+tica ticass o 'e con&ort con&ort térmico) estas llegan a $na concl$siónB la m+s acepta'as acepta'as in'ican -$e con sensación térmica 'e entre 8;?C08?C n$estro c$erpo estar+ en total armon"a , e-$ili%ro con el entorno* La energ"a geotérmica) geotérmica) es rica , a'em+s a'em+s es limpia e incl$so renoa%le* renoa%le* Para po'er aproec!ar aproec!ar la energ"a ac$m$la'a en el s$%s$elo se !ar+ me'iante $na %om%a 'e calor* Pero $é es $na %om%a 'e calor geotérmica Se p$e'e 'ecir -$e es la encarga'a 'e aproec!ar la energ"a o%teni'a 'el terreno , con $n aporte 'e energ"a e#tra) la c$al consig$e la tempera necesaria para cale&actar o re&rigerar $n e'i&icio) casa o (ona resi'encial) , o%tener ag$a caliente sanitaria) incl$so p$e'e tener m+s aplicaciones* Las sensaciones 'el !$mano tales como el calor , el &rio son &$n'amentales para la e#periencia 'e las personas) , a$n as" po'er encontrar &ormas 'e me'ir la temperat$ra o !$me'a' &$e $n 'esa&"o para m$c!as gran'es mentes* A$n no se tiene el 'ato e#acto si los antig$os griegos o c!inos conoc"an &ormas 'e me'irlas) sin em%argo) !asta 'on'e se sa%e la !istoria 'e los sensores 'e temperat$ra , !$me'a' empe(ó '$rante el Renacimiento* El calor es $na me'i'a 'e la energ"a en $n c$erpo o $n material c$anto ma,or es la energ"a) m+s caliente es* Pero a 'i&erente 'e las propie'a'es &"sicas 'e masa , longit$') &$e 'i&"cil llegar a me'irlo* La ma,or"a 'e los méto'os 'e este tipo 'e me'ición eran in'irectos) eran ine#actos) o%ser+n'ose el e&ecto -$e el calor ten"a en algo , 'e'$cien'o la temperat$ra a partir 'e eso* Para po'er lograr 'ic!o pro,ecto primero s$rgió la i'ea me'iante $na pro%lem+tica plantea'a* Al principio se pensó en !acer $n posi%le sistema acon'icionamiento a casa !a%itación) con la energ"a geotermia 'e %a.a entalp"a* Para esto primero !a, tener 'atos act$ali(a'os 'e las temp tempera erat$ t$ra ras0! s0!$m $me' e'a' a'es es -$e -$e e#ist e#istee en el s$%s s$%s$e $elo lo en 'on' 'on'ee se pret preten en'e 'e !ace !acer) r) ,a sea sea inestigan'o $ o%tenien'o 'atos por s" mismo) si se 'esea !acer esto antes se 'e%e tener aparatos especiales para monitorear estas aria%les* Si %ien) la tecnolog"a !o, en '"a !a teni'o s$s gran'es aances cient"&icos) pero no siempre est$o al alcance 'e to'os* No o%stante) los a'elantos en la rama 'e la electrónica sig$en parecién'onos parecién'onos poco accesi%le) pese a -$e constantemente constantemente salen m+s aparatos aparatos al merca'o merca'o en la me'ición me'ición 'el s$%s$elo) s$%s$elo) con los c$ales se o%tiene lect$ras lect$ras 'e las !$me'a'es !$me'a'es , temperat$ra temperat$ras) s) a$n
Ar'$ino* Se contin$ar+ a cargar el sistema preiamente 'ise4a'o a la plata&orma ar'$ino) para -$e 'e esta manera -$e'e cali%ra'o el prototipo* Este mo'elo es especialmente para la o%tención 'e 'atos 'atos /!$me'a /!$me'a'' relatia relatia)) temper temperat$ at$ra ra , !$me'a !$me'a'' 'el s$%s$el s$%s$elo1) o1) con este este prototip prototipoo se preten'e preten'e 'e alg$na manera manera -$e p$e'a competir competir en el merca'o) ,a -$e ten'r+ la misma cali'a' -$e o&recen otros pro'$ctos 'e este tipo) pero a 'i&erencia ten'r+ %a.o costo) a manera 'e re'$cir gasto) !acien'o 'e esta $n instr$mento para censar la temperat$ra , !$me'a'* El 'ise4o , la cone#ión 'el prototipo se llea a ca%o 'entro 'e las instalaciones 'el Instit$to Tecnológico Tecnológico S$perior 'e Centla /ITSCe1) /ITSCe1) $%ica'o $%ica'o enF SN Col* Siglo @@I) C*P* 9H6;) Calle E.i'o) Centro) 7rontera) Ta%asco* El Tecnológico nace como $n Organismo P:%lico Descentrali(a'o 'e la A'ministración P:%lica 'el Esta'o) con personali'a' personali 'a' .$r"'ica , patrimonio patrimon io propios) sectori(a'o a la Secretar"a 'e E'$cación* Al ig$al se consi'era $n centro 'e inestigación 'e'ica'o a la innoación , aances tecnológicos*
1.& A"te A"tece cede de"t "te e En esto estoss prim primer eros os '"as '"as 'e calo calor) r) en los los -$e -$e en n$me n$mero roso soss p$nt p$ntos os 'el 'el s$r s$r 'el 'el pa"s pa"s las las temp temper erat at$r $ras as m"ni m"nima mass son son inca incapa pace cess 'e 'esc 'escen en'e 'err 'e los los 8< gra' gra'os os)) el $so $so 'el 'el aire aire acon'iciona'o acon'iciona'o se !ace in'ispensa%le in'ispensa%le para po'er conciliar conciliar el s$e4o* $c!as $c!as eces) el $so 'e este aire acon'iciona'o acon'iciona'o est+ m+s -$e .$sti&ica'o) pero no son pocos los l$gares p:%licos , 'e tra%a.o tra%a.o en los c$ales el a%$so 'e la climati(ación es com:n) , por lo tanto no se consig$e -$e la temperat$ra sea con&orta%le para el ser !$mano* J es -$e 'es'e &inales 'el siglo @I@ n$merosos climatólogos se !an encarga'o 'e intentar aerig$ar c$+les son las con'iciones i'eales para iir) o lo -$e es lo mismo) c$al es el $m%ral térmico en el -$e la ma,or"a 'e personas 'ice sentirse sentirse %ien* En ocasiones este alor i'eal p$e'e erse erse altera' altera'oo por &actor &actores es psicológ psicológicos icos)) pero pero &isiológ &isiológica icament mentee n$estro n$estro c$erpo c$erpo tiene tiene $nos mecanismos 'e termorreg$lación -$e se actian c$an'o !ace 'emasia'o &r"o o calor) , -$e no se en altera'os c$an'o encontramos el e-$ili%rio térmico* El e-$ili%rio térmico) no sólo 'epen'e 'e la temperat$ra) , aria%les como la !$me'a') el iento , la ra'iación ra'iación co%ran especial importancia* importancia* C$an'o C$an'o se con.$gan con.$gan to'os ellos o%tenemos po'emos po'emos calc$lar $n n$eo alor) -$e es la sensación térmica o la temperat$ra -$e siente n$estro c$erpo) a$n-$e la temperat$ra real 'el aire sea 'i&erente* De to'os es sa%i'o -$e) a $na misma temperat$ra 'e por e.emplo 5< gra'os) la sensación 'e calor es ma,or c$anta m+s alta sea la !$me'a'* Sin em%argo) c$an'o las temperat$ras son %a.as) la sensación 'e &r"o tam%ién a$menta si la !$me'a' relatia 'el aire est+ en alores m$, elea'os* Tam%ién ca%e 'estacar -$e los e#tremos 'e !$me'a' no son %$enos para la sal$' , alores in&eriores al 8<= p$e'en ocasionar pro%lemas e in&ecciones en las "as respiratorias* >$me'a'es s$periores al 9<= tampoco son recomen'a%les , con estas con'iciones la proli&eración 'e +caros) !ongos , %acterias es %astante com:n* Por otro la'o) el iento siempre tien'e a !acer 'escen'er la sensación térmica) a$n-$e no en to'os los casos) ,a -$e) con temperat$ras s$periores a K< gra'os) la sensación 'e calor a$menta c$anto m+s &$erte sople el iento* Una e( teni'os en c$enta to'os estos 'iersos &actores) a lo largo 'el siglo @@ los 'i&erentes climatólogos !an ela%ora'o $n sin&"n 'e cartas %ioclim+ticas o 'e con&ort térmico* Ei'entemente no to'as ellas !an teni'o la misma acogi'a) pero las m+s acepta'as in'ican -$e con sensación térmica 'e entre 8; , 8 gra'os n$estro c$erpo estar+ en total armon"a , e-$ili%ro con el entorno* entorno* Esto por e.emplo -$iere 'ecir) -$e $n '"a con $na temperat$ra temperat$ra real 'e 89 gra'os) pero con cielos n$%osos) $na !$me'a' %a.a , %astante iento) ser+ ig$al 'e con&orta%le térmicamente !a%lan'o -$e otra .orna'a con 8< gra'os) !$me'a' alta) m$c!o sol , iento en calma* />er />erna nan( n()) 8<;5 8<;511 No o%sta o%stante nte)) 'on' 'on'ee princ principa ipalm lment entee -$ere -$eremo moss tene tenerr $na $na tempe tempera rat$ t$ra ra con&orta%le) es en n$estra propia iien'a) en la c$al tan sólo in&l$,en la !$me'a' , la temperat$ra) , po'emos 'espreciar otros 'atos como la ra'iación , el iento -$e solo son importantes c$an'o nos encontramos al aire li%re* La Geotermia* /Esp /Espa4 a4a/ a/IG IGE E)) 8<<9 8<<911 La pres presen enci ciaa 'e olc olcan anes es)) géis géiser eres es)) &$en &$ente tess term termal ales es , otra otrass mani&estaciones termales como géiseres) &$marolas o sol&ataras !an si'o m$, conoci'os 'es'e antig antig$o $o , cons consi'e i'era ra'o 'oss !a%i !a%it$a t$alm lmen ente te como como anóm anómalo aloss capri capric! c!os os 'e la nat$ nat$ra rale( le(a* a* Esto Estoss &enómenos &enómenos 'e%ieron in'$cir a n$estros n$estros antepasa'os antepasa'os a s$poner s$poner -$e el interior 'e la Tierra esta%a caliente* En los siglos @I , @II se empe(aron a reali(ar las primeras me'iciones en po(os , minas 'e alg$nos cientos cientos 'e metros 'e pro&$n'i'a' pro&$n'i'a')) -$e reelaron -$e la temperat$ra temperat$ra a$menta a$menta con la pro&$n'i'a' 'e &orma general en to'o el planeta* >acia ;9H<) se $tili(aron mo'ernos méto'os méto'os cient"&icos para est$'iar el régimen termal 'e la Tierra) pero no &$e !asta el siglo @@) , el 'esc$%rimiento 'el calor ra'iogénico) c$an'o Géiser se compren'ió el &enómeno como $n
espacio 'es'e ésta) , -$e n$estro planeta est+ en&ri+n'ose) a$n-$e este proceso es m$, lento* Es a principios 'el siglo @I@ c$an'o los &l$i'os geotermales comen(aron a ser e#plota'os por s$ conteni'o energético* En este per"o'o se instaló en Italia $na in'$stria -$"mica) en la (ona conoci'a !o, en '"a como Lar'erello) para e#traer el +ci'o %órico me'iante eaporación 'e las ag$as calientes %orata'as* Inicialmente este proceso se reali(a%a $san'o como com%$sti%le la ma'era ma'era 'e los %os-$es) !asta -$e en ;98H 7rancisco Lar'erel Lar'erel 'esarrolló 'esarrolló $n sistema para $tili(ar el calor 'e los &l$i'os en el proceso 'e eaporación) en l$gar 'e -$emar la ma'era 'e %os-$es en r+pi'o agotamiento* Entre ;M;< , ;MK< el apor 'e %a.a presión &$e $tili(a'o para cale&acción en inerna'eros) e'i&icios in'$striales , resi'enciales) en esta parte 'e Toscana* El primer ensa,o para generar electrici'a' a partir 'el apor geotérmico se pro'$ce en ;Mooe prop$so -$e el p$nto 'e congelación 'el ag$a se $sara como el p$nto cero) con las temperat$ras temperat$ras sien'o me'i'as a partir 'e ese p$nto* Apro#ima'ament Apro#ima'amentee en la misma época) Oleo Roemer se 'io c$enta 'e la necesi'a' 'e 'os p$ntos &i.os) permitien'o la interpolación entre ellos* Los p$ntos -$e se eligieron &$eron &$eron el p$nto 'e congelación congelación 'e >ooe , el p$nto 'e !eror 'el ag$a* Esto ei'entemente) 'e.a sin resp$esta la c$estión 'e c$an calientes o &r"as las cosas p$e'en ser* Esta c$estión &$e respon'i'a por Ga,0L$ssac , otros cient"&icos -$e tra%a.a%an con las le,es 'e los gases* D$rante el siglo @I@) mientras inestiga%an el e&ecto 'e la temperat$ra en gas a $na presión constante) se 'ieron c$enta 'e -$e el ol$men crece en $na &racción 'e ;8H por gra'o Celsi$s /lo -$e 'esp$és se mo'i&icó a ;8H5);61* Esto ocasiono el concepto 'el cero a%sol$to a 08H5);6?C* Gameo $sa%a la contracción 'el aire en $n recipiente para moer $na col$mna 'e ag$a) , la alt$ra 'e la col$mna era $sa'a para in'icar la intensi'a' 'el en&riamiento* Sin em%argo) era &$ertemente a&ecta'o por la presión 'el aire , aca%ó sien'o $n poco m+s -$e $na simple noe'a'* El termómetro como lo conocemos !o, en '"a &$e inenta'o en ;;8 por Santorio Santorio en Italia* Santorio selló $n l"-$i'o 'entro 'e $n t$%o 'e i'rio) o%seró -$e el l"-$i'o se mo"a !acia arri%a mientras se e#pan'"a* Una escala en el t$%o &acilita%a la is$ali(ación 'el cam%io) pero el sistema no ten"a $ni'a'es 'e temperat$ra precisas* Con Roemer) tra%a.a%a Daniel Ga%riel 7a!ren!eit) 7a!ren!eit) empe(aron empe(aron $san'o $san'o como l"-$i'o tanto alco!ol como merc$rio* El merc$rio es i'eal) p$es tiene $na resp$esta m$, lineal a los cam%ios 'e temperat$ra en $n gran interalo) pero la preoc$pación por la to#ici'a' !i(o -$e se $sara poco* Otros l"-$i'os &$eron 'esarrolla'os !asta !o, '"a para reempla(arlo* Los termómetros l"-$i'os to'a"a son ampliamente ampliamente $sa'os) a pesar 'e -$e es importante importante controlar la pro&$n'i'a' pro&$n'i'a' !asta la -$e se s$mergen el %$l%o* El $so 'e $na c+ps$la termométrica a,$'a a garanti(ar $na %$ena trans&erencia 'e calor* El sensor 'e temperat$ra %imet+lico &$e inenta'o al &inal 'el siglo @I@* Este sensor $tili(a la 'i&erencia en la e#pansión 'e 'os placas 'e metal $ni'as* Los cam%ios 'e temperat$ra crean $na c$ra -$e p$e'e ser $sa'a para actiar $n termostato o $n me'i'or similar a los -$e se $san en
e&ecto e&ecto termopar p$e'e &$ncionar en el senti'o contrario) contrario) , 'e esta &orma) p$e'e ser $sa'o para en&riar* En el mismo a4o) >$mp!re, Dae, 'emostró cómo la resistii'a' eléctrica 'e $n metal est+ relaciona'a con s$ temperat$ra* Cinco a4os 'esp$és) ec-$erel prop$so el $so 'e $n termopar platino 0platino para la me'ición 'e la temperat$ra) pero &$e sólo en ;98M -$e Leopol'o No%ili creó e&ectiamente el e-$ipo* El platino tam%ién es $sa'o en el 'etector 'e temperat$ra 'e resistencia /RTD) en siglas en inglés1 inenta'o en ;M58 por C*>* e,ers* e,ers mi'ió la resistencia eléctrica 'e $n pe'a(o 'e !ilo 'e platino* En general) general) el RTD es consi'era'o el tipo m+s preciso preciso 'e sensor 'e temperat$ra* temperat$ra* /Gon(ales) 8<<<1) a$n-$e los RTDs -$e $san !ilo son in!erentemente &r+giles e ina'ec$a'os para aplicaciones in'$striales* En los :ltimos a4os se !an 'esarrolla'o RTD en pel"c$la) -$e son menos precisos) pero m+s ro%$stos* Al principio 'el siglo @@ tam%ién se inentó los e-$ipos 'e me'ición 'e temperat$ra por semicon'$ctores* Estos respon'en a cam%ios 'e temperat$ra con %$ena precisión) pero !asta recientemente les &alta%a lineali'a'* El pro,ecto Ar'$ino s$rgió en el a4o 8<<6) 'e mano 'e $nos est$'iantes est$'iantes 'el Instit$to 'e 'ise4o Interactio/IREA1) en Irea Italia) -$e esta%a $san'o el microcontrola'or asic Stamp) %asa'o en PIC) con $n leng$a.e 'e programación simpli&ica'o) tipo asic) pero con $n coste m$, elea'o 'e ca'a plata&orma plata&orma 'e 'esarrollo) 'esarrollo) so%re ;<ar'2are no po'"a ser em%arga'o* El est$'iante colom%iano >ernan'o arrag+n) -$ien 'esarrollo la tar.eta electrónica 3iring) el leng$a.e 'e programación , la plata&orma 'e 'esarrollo* as+n'ose en s$ tra%a.o) assimo) Dai' C$artilles) inestiga'or en el instit$to) , Gianl$ca artino 'esarrolla'or local contrata'o) 'esarrollaron $na plata&orma 'e !ar'2are , so&t2are li%re) m+s pe-$e4a , económica) a la -$e llamaron Ar'$ino* El c$rioso nom%re 'el pro,ecto) tiene s$ origen en el ar 'i Re Ar'$ino /Antig$o Re, E$ropeo entorno al ;<<81) 'on'e assimo an(i) $no 'e los &$n'a'ores) pasa%a parte 'e s$ tiempo li%re* En el 8<<6 se $ne al e-$ipo Tom Igoe -$ien es conoci'o por s$s tra%a.os en Comp$tación Comp$tación 7"sica /Constr$cción 'e sistemas &"sicos a traés 'e !ar'2are , so&t2are -$e p$e'en sentir , respon'er al m$n'o an+logo1 -$ien se encarga 'e las pr$e%as 'el sistema con est$'iantes 'el ITP en Esta'os Uni'os) como tam%ién 'e reali(ar los contactos para la 'istri%$ción 'e la tar.eta en 'ic!o pa"s* /San( R*) 8<;61) 8<;61) el pro,ecto g$stó g$stó m$c!o) 'espla(an'o 'espla(an'o a otras sol$ciones sol$ciones 'el merca'o merca'o como asicStamp , los m"ticos Pics* El mismo Google cola%oró en el 'esarrollo 'el it AD /Accesor, Deelopment it1) $na placa Ar'$ino capa( 'e com$nicarse 'irectamente con telé&onos móiles integrantes %a.o el sistema operatio An'roi'*
1.4
M'rco te%r$co Se p$e'e aproec!ar la energ"a ac$m$la'a en el s$%s$elo me'iante el empleo 'e la %om%a 'e calor* Este aproec!amiento 'e energ"a se p$e'e s$%'ii'ir seg:n las &$entes geotérmicas) 'e %a.a) %a.a) me'ia me'ia , alta temperat temperat$ra $ra** En c$anto c$anto la tecnolo tecnolog"a g"a 'e %a.a %a.a temper temperat$ at$ra) ra) aseg$r aseg$raa /Re, /Re, art"ne( elasco Góme() 8<<61 proec!aremos en el inierno el &oco &r"o a %a.a temperat$ra como s$%s$elo) mientras -$e en erano lo inertiremos como &oco caliente* De esta &orma se logra $n a!orro económico) a'em+s 'el respectio a!orro 'e energ"a* Tam%ién se tiene -$e s$mar a las enta.as enta.as 'el sistema geotérmico) geotérmico) la no $tili(ación $tili(ación 'e $ni'a'es $ni'a'es e#teriores e#teriores 'e con'ensación con'ensación por aire) -$e normalmente normalmente an coloca'as en las a(oteas o te.a'os) , -$e son elementos -$e a'em+s 'el r$i'o -$e pro'$cen) se en 'irectamente a&ecta'as en el ren' ren'im imie ient ntoo por por las las temp temper erat at$r $ras as e#te e#tern rnas as** A'em A'em+s +s)) oc$p oc$pan an espa espaci cioo , nece necesi sita tann 'e mantenimiento) to'o lo contrario 'el sistema geotérmico -$e a enterra'o en el s$%s$elo a $na temperat$ra pr+cticamente constante , sin necesi'a' 'e mantenimiento* Por éstos , otros m$c!os motios la 'eman'a 'e este tipo 'e instalaciones es creciente en
Una instalación geotérmica aproec!a la energ"a e#istente en el s$%s$elo con el &in 'e $tili(arla en 'iersas aplicaciones) entre los c$ales ca%e 'estacar la climati(ación 'e cale&acción 'e casa) locales) e'i&icios) e'i&icios) etc* El aproec!amie aproec!amiento nto se reali(a a traés traés 'e $n intercam%io energético energético entre los t$%os 'e n$estro intercam%ia'or 'e calor s$%terr+neo , el s$%s$elo) eac$an'o o a%sor%ien'o calor* Esta energ"a 'el s$%s$elo se capta en &$nción 'e la necesi'a' 'e cale&acción) o %ien) el s$%s$elo se emplea como &oco caliente) a%sor%ien'o calor para conseg$ir la re&rigeración 'el local* El primer paso) preio a la instalación 'e la $ni'a') $ni'a') es la 'eterminación 'eterminación 'e las necesi'a'es necesi'a'es para re&rigerarcalentar la casa) e'i&icio o aplicación) as" como la 'el +rea 'el c$al se a a 'isponer para reali(ar la instalación s$%terr+nea* El paso posterior es el m+s importante* importante* Consiste en reali(ar reali(ar $n 'etalla'o est$'io geológico local* Es imprescin'i%le imprescin'i%le conocer lo m+s e#!a$stiamente e#!a$stiamente posi%le el terreno 'on'e se preten'e reali(ar la instalación con el &in 'e 'eterminar caracter"sticas como composición) porosi'a') te#t$ra) permea%ili'a') coe&icientes 'e transmisión térmica) pro&$n'i'a' 'el niel &re+tico /a partir 'el c$al el s$elo ,a est+ sat$ra'o en ag$a1) temperat$ra 'e esa ag$a , &l$ct$aciones estacionales 'e ésta) etc* S$te!' E"er()t$co Sote"$*le. Dice /'e Pere'a 7ern+n'e() 7ern+n'e() 8<;51 -$e la a'ec$a'a a'ec$a'a integración integración 'e los 'ispositios 'ispositios inerciales) inerciales) con los sistemas 'e %om%a 'e calor geotérmica , las $ni'a'es 'e tratamiento 'e aire 'el e'i&icioB %a.o la gestión 'e $n sistema 'e control espec"&icamente 'ise4a'o permite la a'ec$ación a eent$ales p$ntas 'e 'eman'a* El a$mento 'el componente ra'iante 'e la transmisión 'el calor elea tam%ién el con&ort 'e los $s$arios , la cali'a' 'e la climati(ación* El intercam%io geotérmico perm permite ite la $tili $tili(a (ació ciónn inerc inercia iall 'el 'el terre terreno no , 'e la masa masa cons constr$ tr$i'a i'a 'e los e'i& e'i&ic icios ios , las in&raestr$ct$ras) para la ac$m$lación 'e gran'es canti'a'es 'e energ"a térmica con potencias %a.as , %an'as mo'era'as 'e temperat$ra) es por tanto $n me'io para ac$m$lar la energ"a térmica genera'a , a men$'o consi'era'a resi'$al) por otros sistemas , propiciar s$ re$tili(ación con costes m$, %a.os) , ciclo 'e i'a m$, largo* La ac$m$lación 'e energ"a térmica en el terreno se p$e'e tam%ién aplicar a sistemas integra'os , 'istri%$i'os 'e captación solar térmica algo -$e p$e'e res$ltar especialmente interesante en centros escolares* Los elementos termoactia%les 'e captación geotérmica $sa'os por Eneres0Enercret an 'es'e las pantallas 'iscontin$as 'e pilotes) los m$ros pantalla) losas 'e cimentación termoactia'as) pilotes) intercam%ia'ores erticales , !ori(ontales) etc* Con ellos es posi%le constr$ir $n n$eo e'i&icio enterra'o) 'ota'o ,a 'es'e el origen 'e los 'ispositios -$e le permite act$ar como intercam%ia'or) o termoactiar e'i&icios) esc$ esc$ela elass e#ist e#istent entes es para para reali( reali(ar ar la mism mismaa &$nc &$nció ión* n* La tran trans& s&er eren enci ciaa 'e ener energ"a g"a 'es' 'es'ee la in&raestr$ct$ra -$e intercam%ia energ"a con el terreno) al espacio interior 'e los e'i&icios se reali(a por la me'iación 'e $na %om%a 'e calor ag$a0ag$a -$e m$ee la energ"a entre los 'os &ocos 'e calor) con $n cons$mo 'e energ"a eléctrica* C$anto C$anto menor sea el salto térmico entre el me'io seri'or , el seri'o por el intercam%io energético) menor ser+ la canti'a' 'e energ"a eléctrica -$e cons$mir+ la %om%a 'e calor calor geotérmica para !acer s$ tra%a.o* La c$i'a'a elección 'e los rangos 'e temperat$ras operacionales es 'e gran importancia para e.ec$tar sistemas e&icientes) con coe&icientes 'e ren'imiento /COPs1 glo%ales an$ales s$periores a K* El mane.ar acerta'amente las sit$aciones energéticas 'e %a.a e#erg"a -$e) en la ma,or"a 'e los casos se pro'$cen) es esencial para lograr -$e las instalaciones geotérmicas logren el e-$ili%rio , la co!erencia óptimos) a'em+s 'e la optimi(ación en costes , la m+#ima e&iciencia* La correcta elección 'el rango 'e temperat$ras , los sistemas 'e trans&erencia energética en los circ$itos prim primar arios ios , sec$ sec$n' n'ar arios ios)) p$e' p$e'ee posi% posi%ili ilita tarr en 'ete 'eterm rmina ina'o 'oss mome moment ntos os 'el 'el a4o) a4o) -$e -$e la trans&erencia 'e energ"a se pro'$(ca sin la interención 'e la %om%a geotérmica) &$ncionan'o por li%re circ$lación 'el &l$i'o) con $n gasto 'e energ"a irt$almente n$lo) , $n COP m$, elea'o) cercano a 6<* Med$c$%" de te!per'tur'+ e"ore ter!oel)ctr$co Un termopar /Al(ate /Al(ate Ro'r"g$e() ontes Ocampo) Ocampo) Silia Ortega) 8<
Se p$e'e $sar $na me'i'a 'el olta.e 'el termopar com%ina'a con $na temperat$ra 'e re&erencia conoci'a conoci'a para calc$lar calc$lar la temperat$ra temperat$ra 'e la $nión me'i'a* Sin em%argo) en la pr+ctica pr+ctica se $sa $n méto'o termoeléctrico termoeléctrico para me'ir la temperat$ra temperat$ra 'e re&erencia re&erencia , poner el olta.e 'e sali'a para -$e correspon'a a $n termopar re&eri'o a ai,an >* L* @iong* /8<;<1 El ren'imiento 'e los sensores 'e !$me'a' est+ 'etermina'o principalmente por las propie'a'es 'e los materiales !igroscópicos $sa'os para la &a%ricación , el 'ise4o 'e los electro'os* La aplicación en las me'iciones 'e !$me'a' !a a$menta'o a$menta'o con el tiempo) 'e ac$er'o a las e#igencias e#igencias 'el merca'o , por los e&ectos e&ectos -$e tiene la !$me'a' so%re la cali'a') sal$' , seg$ri'a'* Sensores resistios , capacitios !an si'o &a%rica'os e inestiga'os) $san'o NaCl) r , Cl como material material sensi%le a la !$me'a'* Las ariaciones en la resistencia resistencia , la capacitancia capacitancia s=!r) &$eron est$'ia'as con la ariación 'e la temperat$ra 'e calentamiento* Los res$lta'os mostraron $n a$mento a$mento 'e la sensi%ili'a' con la temperat$ra) temperat$ra) alcan(an'o alcan(an'o el sensor resistio &a%rica'o con NaCl $na sensi%ili'a' 'e 5);; W=!r a ;8<C) mientras -$e en los sensores capacitios el &a%rica'o con r mostró $na sensi%ili'a' 'e ;<)KK p7=!r a 9<C* Se o%seró en las microgra&"as) $n a$me a$ment ntoo en la poro porosi si'a 'a'' 'e las las m$es m$estr tras as a me'i me'i'a 'a -$e -$e a$me a$ment ntaa la temp temper erat at$r $raa 'e calentamiento* Este tipo 'e sensores son m$, simples) 'e %a.o costo , 'e &+cil &a%ricación* Ad-u$$c$%" de D'to de *'o coto co" l' pl't'/or!' Ardu$"o. La a'-$isición 'e 'atos es 'e&ini'a como el proceso 'e tomar in&ormación 'e la reali'a' me'iante $na se4al como entra'a) p$e'e ser corriente o olta.e) para s$ posterior procesamiento , an+lisis) almacenamiento $ otro tipo 'e manip$lación*
telé&ono 'e K !ilos) as" como los componentes necesarios 'e la &$ente 'e po'er -$e alimenta al sistema* Es necesario 'estinar c$atro sali'as 'igitales 'el Ar'$ino UNO para po'er in'icar al m$ltiple#or c$al canal 'e entra'a 'e los ; 'isponi%les a a 'ireccionar al canal 'e sali'a -$e ser+ intro'$ci'o intro'$ci'o a la entra'a analógica 'e la placa Ar'$ino UNO* El m$ltiple#or m$ltiple#or analógico se alimenta alimenta con 6 olts , es el 'ispositio 'ispositio electrónico -$e permite seleccionar arias entra'as entra'as analógicas a $n solo canal con pines 'e selección tenien'o %a.a impe'ancia , %a.o cons$mo , $na 'irección inter interna na 'e 'eco 'eco'i 'i&ic &icac ación ión)) en a'ic a'ición ión la resis resisten tenci ciaa c$an' c$an'oo est+ est+ en &$nc &$ncion ionam amie iento nto es relatiamente relatiamente constante constante so%re to'o el rango 'e entra'a) el m$ltiple#or m$ltiple#or $sa'o es el CDK<H CDK<H con ; canales -$e son selecciona'os selecciona'os $san'o c$atro entra'as entra'as 'igitales 'e control c$,a com%inación com%inación 'e entra'as entra'as ser+ 'e ac$er'o a la ta%la -$e se m$estra en la Il$stración Il$stración ; , ser+ la -$e 'e&ina el canal a $tili(ar*
Ilustración 1
Otras c$atro sali'as 'igitales se $tili(an para el protocolo 'e cone#ión , almacenamiento 'e 'atos en la memoria SD* El arc!io arc!io -$e se crea en caso 'e no e#istir es nom%ra'o 'atalog*t#t 'atalog*t#t , 'on'e se gra%an los 'atos -$e preiamente preiamente se conierten conierten a $na ca'ena 'e caracteres caracteres por el programa gra%a'o gra%a'o en el Ar'$ino) 'ice /A(:a arrón) arrón) +(-$e( Pe4a) Pe4a) Arteaga Ram"re() Ram"re() 8<;H1 el sistema 'e a'-$isición 'e 'atos constr$i'o p$e'e ser reprograma'o para censar las aria%les 'e interés a la &rec$encia -$e se re-$iera , los 'atos se almacenan en $na memoria SD 'e 9 G la c$al p$e'e ser rempla(a'a por $na memoria 'e capaci'a' ma,or* 23u) e el Ardu$"o4 Es $na plata&orma electrónica , 'e programación en ar-$itect$ra a%ierta con amplia gama 'e aplicaciones en ciencias e#actas e ingenier"a* El icono -$e i'enti&ica al sistema Ar'$ino es el s"m%olo in&inito) -$e se emplea en el +rea 'e matem+ticas) matem+ticas) insertan'o insertan'o en s$ interior los signos , Y) es 'ecir Z La plata&orma gira alre'e'or 'e la &amilia 'e microcontrola'ores ATEL , por me'io 'e $n entorno 'e programación) con las !erramientas necesarias integra'as para 'ise4ar , 'esarrollar aplicaciones 'e manera sencilla en los leng$a.es C , C Y Y) representa $n sistema empotra'o /em%e''e' s,stem1 'e 'e propósito espec"&ico para a$tomati(ar procesos &"sicos* >o, en '"a* Ar'$ino se !a posiciona'o 'e manera ertiginosa como $na po'erosa !erramienta tecnológica en la in'$stria) $niersi'a'es , centros 'e inestigación) 'e%i'o a la &iloso&"a 'e ar-$itect$ra a%ierta) -$e lo !ace $n sistema perse para reali(ar a$tomati(ación 'e procesos &"sicos [a la me'i'a\* Ar'$ino p$e'e ser $sa'o para monitorear $na enorme arie'a' 'e sensores analógicos , 'igitales) as" como para controlar seromotores 'e corriente 'irecta , alterna) a pasos) a'em+s 'e llear a ca%o aplicaciones con ro%ots móiles e in'$striales) com$nicación 'e 3i07i) l$etoo! , Et!ernetB 'e%i'o a -$e c$enta con $n p$erto US -$e e#pan'e s$s prestaciones , potenciali'a'es al com$nicarse con otros pa-$etes como MATLAB) MATLAB ) La%IE3) entre otros* Ar'$ino toma enta.a 'e las prestaciones tecnológicas tecnoló gicas 'e la &amilia 'e microcontrola'ores microcontrol a'ores ATEL) 'esarrollan'o $n entorno 'e programación en ar-$itect$ra a%ierta con la s$&iciente &le#i%ili'a' para la implementación 'e aplicaciones en ingenier"a ro%ótica , mecatrónica* El leng$a.e 'e programación 'e Ar'$ino se %asa en C , C Y Y) !erramientas i'eales para mo'elar) anali(ar)
Como Como conse consec$ c$en enci ciaa 'irec 'irecta ta 'e las ante anteri riore oress prest prestac acion iones) es) Ar'$ Ar'$ino ino es $n siste sistema ma -$e -$e se caracteri(a por tener las !erramientas necesarias para simpli&icar el proceso 'e implementación pr+ctica) permite al $s$ario aproec!ar el tiempo para en&ocarse espec"&icamente al 'esarrollo 'e a$tomati(ación 'el proceso &"sico , no 'istraer la atención en aspectos técnicos 'e programación) como como s$ce'e s$ce'e con otros otros sistema sistemas* s* Ar'$ino Ar'$ino o&rece o&rece a inestig inestiga'o a'ores) res) pro&es pro&esores ores)) ingenie ingenieros ros , est$'iantes $n soporte 'e 'esarrollo con enorme 'iersi'a' 'e aplicaciones) seg:n /Re,es Cortés Ci' on.ara() 8<;61* Ar'$ino UNO es $na placa electrónica %asa'a en el ATmega589P* C$enta con ;K p$ertos 'igitales 'e entra'asali'a /los c$ales se p$e'en $tili(ar como p$ertos 'e sali'a P31) entra'as analógicas) analógicas) $n resona'or 'e ; >() $na cone#ión US) con $n %otón 'e reinicio* Contiene to'o lo necesario para 'esarrollar $na in&ini'a' 'e pro,ectos pr+cticos 'e electrónicaB simplemente conectarlo a $n or'ena'or con $n ca%le US o $n a'apta'or 'e corriente contin$a para empe(ar) /Gana(!apa) 8<;1* Ar-u$tectur' del Ardu$"o El olta.e 'e &$ncionamiento 'e la placa Ar'$ino /incl$,en'o el microcontrola'or , el resto 'e compone componente ntes1 s1 es 'e 6 * Po' Po'emo emoss o%tener o%tener esta esta aliment alimentaci ación ón eléctri eléctrica ca 'e arias arias manera manerasF sF Conectan'o la placa Ar'$ino a $na &$ente e#terna) tal como $n a'apta'or ACDC o $na pila /o%sere &ig$ra ;) aparta'o 81* Para el primer caso) la placa 'ispone 'e $n (ócalo 'on'e se p$e'e enc!$&ar enc!$&ar $na clai.a 'e 8*; mil"metros mil"metros 'e tipo [.ac\* Para el seg$n'o) seg$n'o) los ca%les ca%les salientes 'e los %ornes 'e la pila se p$e'en conectar a los pines0!em%ra marca'os como [in\ , [Gn'\ /positio , negatio respectiamente1 en la (ona 'e la placa marca'a con la eti-$eta [PO3ER\ /o%sere &ig$ra ;) aparta'o ;<1* El c0$p AT!e('15U# Et!ernet es $n est+n'ar 'e re'es 'e +rea local para comp$ta'oras) 'e&ine las caracter"sticas 'e ca%lea'o , se4ali(ación 'e niel &"sico , los &ormatos 'e tramas 'e 'atos 'e enlace 'e 'atos para el mo'elo mo'elo OSI / Open Open S,stem S,stemss Interconne Interconnecti ction1* on1* /Re,es /Re,es Cortés Cortés Ci' on.ara on.ara() () 8<;61 La ar-$itect$ra 'e Et!ernet es $na re' 'e com$nicación 'e pa-$etes 'e acceso m:ltiple , 'i&$sión amplia -$e $tili(a $n me'io pasio , sin control central* Proporcionan'o 'etección 'e errores) sin llegar a s$ corrección* Dentro 'e las caracter"sticas 'e los mo'elos 'e tar.etas Ar'$ino) se enc$entra enc$entra la cone#ión cone#ión a Et!ernet) esto se logra $san'o la inter&ace inter&ace electrónica Ar'$ino Et!ernet S!iel') la c$al se %asa en el c!ip 36;<< 'e la compa4"a 3IXnetB este c!ip permite implementar implementar los protocolos Et!ernet , TCP aseg$ran'o -$e los 'atos se transmitan o reci%an correctamente* La cone#ión se reali(a me'iante $n ca%le est+n'ar CAT6 o CAT con conector tipo ac RK6 , la eloci'a' 'e cone#ión se enc$entre en ;<;<< %* La tar.eta Ar'$ino emplea 'e manera interna el p$erto SPI para enla(arse con el c!ip 3;6<<* Las Li%rer"as 'e Ar'$ino , &$nciones tiene $n leng$a.e C) elementos 'e programación , reglas gramaticales para 'esarrollar programasB la gram+tica se re&iere al con.$nto 'e reglas o sinta#is para escri%ir correctamente los elementos 'e programación* El leng$a.e 'e programación C $tili(a i'enti&ica'ores para 'eclarar o asignar $n nom%re a las aria%les -$e p$e'en ser 'e 'iersos tipos 'e 'atos tales como enteros 'e $n %,te !asta K %,tes) n:meros reales /&lotantes , con 'o%le precis precisión1 ión1)) opera' opera'ores ores 'e tipo aritmético aritmético , lógico lógico -$e manip$lan manip$lan el alor alor n$méri n$mérico co 'e las aria%les /a niel 'e %ites o %,tes1) arreglos) ap$nta'ores) instr$cciones lógicas , control 'e la(os 'e programas) &$nciones o s$%r$tinas -$e reali(an procesamiento o c+lc$los espec"&icos* e'iante arc!ios 'e te#to /ASCII1 American Stan'ar' Co'e &or In&ormation Interc!ange) se reali(a la e'ición 'e los programas) la escrit$ra 'el leng$a.e C para el sistema Ar'$ino consiste en secciones espec"&icas para li%rer"as) aria%les glo%ales) &$nciones o s$%r$tinas) la &$nción 'e con&ig con&ig$ra $ració ciónn o$d etup67 'e etup67 'e p$ertos) peri&éricos) com$nicación US , la &$nción principal 'enomina'a o$d loop67 la loop67 la c$al contiene $n con.$nto 'e sentencias e instr$cciones -$e reali(an $n proce'imiento especi&ico) 'a'a $na aplicación* La parte inicial 'e $n programa en C se $tili(a para incl$ir li%rer"as /son &$nciones -$e ,a se
&orma 'e tra%a.o 'e los p$ertos entra'asali'a) eloci'a' 'e com$nicación serial , el có'igo principal -$e i'enti&ica a la plata&orma Ar'$ino o$d loop67:;<) loop67:;<) la c$al contiene el algoritmo 'e la aplicación a reali(ar) Re,es* P+g* /661* El est+n'ar /ANSI1 American National Stan'ar's Instit$te) 'e&ine las propie'a'es) tama4o , conteni'o para $na %i%lioteca , la gran ma,or"a !an si'o re'ise4a'as para el sistema Ar'$ino 'e%i'o a -$e se carece 'e $n sistema operatio , los rec$rsos 'e las tar.etas electrónicas son limita'as en comparación con $na comp$ta'ora) ,a -$e 'e%e recor'arse -$e la &iloso&"a 'e Ar'$ino se enc$entra orienta'a a los lo s sistemas empotra'os o /em%e''e' s,stems1) por tal motio las &$nciones re-$ieren $na a'ec$ación para ser transporta'as* Las li%rer"as son arc!ios -$e contienen el có'igo o%.eto , nom%re 'e ca'a $na 'e las &$nciones) m+s la in&ormación 'e re$%icación en memoria , enlaces 'e complicación para las tar.etas Ar'$ino* C$an'o $n setc! !ace re&erencia a $na &$nción) entonces el compila'or toma el có'igo correspon'iente a esta &$nción conteni'a en la li%rer"a , a4a'e sólo el có'igo o%.eto 'e esa &$nción &$nción al setc!) setc!) 'e esta &orma 'e la gran canti'a' canti'a' 'e &$nciones &$nciones -$e contiene $na li%rer"a) sólo se a4a' a4a'ee el có'ig có'igoo 'e las las &$nc &$ncio iones nes -$e -$e se $tili $tili(a (ann en el set setc! c!** Para Para $tili $tili(a (arr &$nc &$ncio iones nes matem+ matem+tica ticass por e.emplo e.emplo se empie(a empie(a 8$"clude] 8$"clude]!'t0.0^) !'t0.0^) para control 'e seromotores se $tili(a 8$"clude] 8$"clude]tr$"(.0^) tr$"(.0^) Re,es* P+g* /;8M1* /en'o(a) 8<;H1 $é es Lae2ire Es $n La%oratorio electrónico irt$al -$e permite !acer sim$laciones sim$laciones -$e m$estran m$estran los principios principios 'e &$ncionamiento &$ncionamiento 'e los circ$itos circ$itos electronicos electronicos %asa'os en le,es &$n'amentales como la le, 'e O!m , las le,es 'e irc!o&t * Permite eri&icar el &$ncionamiento 'el circ$ito en %ase a arios parametros esta%leci'os con anteriori'a'* Como otros otros sim$la' sim$la'ores ores Lie2ir Lie2iree c$enta c$enta con $na amplia amplia %i%liot %i%lioteca eca 'e compon component entes es eléctri eléctricos cos , electró electrónico nicoss entre entre los -$e se enc$en enc$entra tra s2itc! s2itc!es) es) transis transistore tores) s) 'io'os) 'io'os) circ$ito circ$itoss integra integra'os 'os)) %o%inas) resistencias) capacitores) etc* No e#iste $n l"mite en c$anto el n:mero 'e componentes , cone#iones) ni tampoco en la canti'a' 'e prototipo ni sim$laciones a reali(ar* Como el tra%a.o se reali(a en $n am%iente irt$al) o e#iste riesgo en c$anto a 'escargas eléctricas) ni error en el cone#iona'o , 'eterioros 'e componentes* S$ &$ncionamiento es m$, simple , se re'$ce tan solo al cone#iona'o) sim$lación , me'ición 'e tensiones) corrientes , &ormas 'e on'as 'e $na se4al 'etermina'a* $é es 7rit(ing 7rit(ing Dice /Gana(!apa) /Gana(!apa) 8<;1 8<;1 -$e es $n so&t2are so&t2are para 'ise4ar los monta.es monta.es en proto%oar , apartir 'e ello generar el plano , la PC /circ$ito impreso1* Permite a los 'ise4a'ores) artistas) inestiga'ores , a&iciona'os 'oc$mentar s$s prototipos %asa'os en Ar'$ino , crear es-$emas 'e circ$itos impresos para s$ posterior &a%ricación* 1.=. O*et$o 1.=.1. O*et$o >e"er'l Dise4ar , conectar el sistema 'e a'-$isición 'e 'atos para el monitoreo 'e las aria%les 'e temperat$ra , !$me'a' 'el s$%s$elo me'iante la cone#ión 'e la plata&orma Ar'$ino0elementos electrónicos* 1.=.# O*et$o p'rt$cul'r
Recopilar antece'entes 'e cone#ión 'e la inter&a( 'el so&t2are ar'$ino con los sensores 'e 'i&er 'i&eren ente tess magn magnit$ it$'e 'ess &"sic &"sicaa para para las %ase %asess , cali% cali%ra ració ciónn 'e los sens sensor ores es me'i me'ian ante te la inestigación 'e art"c$los p$%lica'os) 'e 'i$lgación cient"&ica) tesis 'e aestr"as 'e UNA /Uniers /Uniersi'a' i'a' A$tónom A$tónomaa 'e é#ico é#ico1) 1) IPN /Instit$t /Instit$too Politéc Politécnico nico Naciona Nacional1) l1) Re'al,c Re'al,c)) li%ros) li%ros)
In'agar el sistema 'e &$ncionamiento entre el !ar'2are , so&t2are ar'$ino para i'enti&icar la estr$ct$ra 'el programa) entra'a , sali'a me'iante la interpretación 'e 'iagramas) có'igos)
entre otros) o%teni'os 'e 'iersas &$entes %i%liogr+&icas* Sele Selecc ccio iona narr el ento entorn rnoo 'e prog progra rama maci ción ón -$e -$e &aci &acililite te la real reali( i(ac ació iónn 'el 'el có'i có'igo go 'e
a$tomati(ación* Programar para 'eclarar las entra'as , sali'as 'igitales o analógicas me'iante la escrit$ra 'el leng$a.e C /ASCII1) cali%ración 'e la se4al 'e entra'a , a'-$isición 'e los 'atos en $na
memoria microSD* Dise4ar el 'iagrama 'el circ$ito con el so&t2are Lae2ire al ig$al s$ sim$lación* >acer la cone#ión para tener como g$"a en la $nión 'e los elementos 'el sistema me'iante el
so&t2are irt$al 7rit(ing* Pr$e%a e#perimental 'e la cone#ión 'e la plata&orma ar'$ino0elementos electrónicos para
eri&icar la &$ncionali'a' 'el sistema me'iante la a'ec$ación 'e $n am%iente controla'o*
1.5 Met' Especi&i-$e los res$lta'os a o%tener en /or!' cu'"t$t't$'B cu'"t$t't$' B m+#imo $na c$artilla* 1.? I!p'cto o *e"e/$c$o e" l' oluc$%" ' u" pro*le!' rel'c$o"'do co" el ector product$o o l' (e"er'c$%" del co"oc$!$e"to c$e"tí/$co o tec"ol%($co. Si %ien es sa%i'o la electrónica ca'a '"a a ganan'o mas terreno S$stente la reali(ación 'e s$ pro,ecto respecto a la magnit$' 'el pro%lema) la trascen'encia 'e s$ est$'io) s$ &acti%ili'a') $lnera%ili'a' e impacto social) congr$encia con la l"nea 'e inestigación e impacto en el programa e'$catio /permanencia o ingreso a PNPC) SNI) etc*1) m+#imo 'os c$artillas* 1.@ Metodolo(í' Para -$e este pro,ecto naciera primero s$rgió la i'ea) a partir 'e estas interrogantes $é se preten'"a !acer) por-$e , para -$é De a!" se partió para -$e -$e'ara estr$ct$ra'o 'e la sig$iente maneraF Etapa I Diagrama o 'i%$.o /a mano1 para plasmar i'eas 'e las c$ales al &inal solo $na -$e'ó* Etapa II Se reali(ó $na lista 'e componentes -$e posi%lemente nos p$'ieran serir para 'ic!o propósito se tomó en c$enta s$s caracter"sticas al ig$al -$e el rango en -$e operan) a contin$ación) se mencionanF Sensor 'e Temperat$ra L56*
Sensor de Humedad !"#b.
Ar'$ino UNO* Et!ernet s!iel'*
Etapa III e'iante la inestigación 'e 'i&erentes tipos 'e so&t2ares , programas se contin$ó al an+lisis 'e s$s caracter"sticas 'e los sistemas operatios , 'igitales) -$e'o 'e la sig$iente maneraF Ar'$ino Lae2ire 7rit(ing
Etapa I Dise4o 'e la programación me'iante el có'igo C) a-$" se le 'io A-$" an caracter"sticas , especi&icaciones E#pli-$e el o los proce'imientos cient"&ico0meto'ológicos a seg$ir para c$mplir los o%.etios , metas 'el pro,ecto) in'ican'o las pr$e%as esta'"sticas) 'ise4o e#perimental , técnicas a $tili(ar /m+#imo 'os c$artillas1
$jemplo
4.
5!"P#"$!"#$% TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
1. Pro(r'!' de 'ct$$d'de c'le"d'r$'c$%" y preupueto ol$c$t'do. Utilice el &ormato especi&ica'o en el 'oc$mento concentra'or , consi'ere solamente las parti'as in'ica'as en el mismo*
1.1 Producto e"tre('*le Especi&i-$e los pro'$ctos , %ene&icios a o%tener) m+#imo $na c$artilla* 1.11 1.11 $"c $"cul' ul'c$ c$%" %" co" el Sect Sector or Produ Product ct$ $o. o. Especi&i-$e el nom%re 'e la empresa , tipo 'e cooperación cooperación -$e e#istir+) e#istir+) as" como la responsa%ili responsa%ili'a' 'a' en los res$lta'os res$lta'os 'el pro,ecto* pro,ecto* Ane#e carta carta compromiso) compromiso) o mencione los $s$arios $s$arios potenciales potenciales 'e los res$lta'os res$lta'os 'e s$ inestigación inestigación as" como la inc$lación -$e se tiene con otras instit$ciones , s$ entorno* 1.1# Re/ere"c$' En$n En$nci ciee las las re&e re&ere renc ncia iass cons cons$lt $lta' a'as as para para la 'esc 'escri ripc pción ión 'el 'el esta esta'o 'o 'el 'el camp campoo o 'el 'el arte arte)) planteamiento , 'esarrollo 'el pro,ecto*
#. LU>AR6ES7 EN DONDE SE A A A DESARROLLAR DESARROLLAR EL PROYECTO El 'ise 'ise4o 4o al ig$a ig$all -$e -$e la cone cone#ió #iónn 'el 'el Ar'$ Ar'$in ino0 o0co comp mpon onen ente tess elec electr trón ónico icoss se !ar+ !ar+ 'ent 'entro ro 'e las las instalaciones 'el Instit$to Tecnológico S$perior 'e Centla /ITSCe1 en el la%oratorio 'e electrónica) 'e la 'iisión 'e Ingenier"a Electromec+nica) as" como las pr$e%as correspon'ientes) $%ica'o enF SN Col* Siglo @@I) C*P* 9H6;) Calle E.i'o) Centro) 7rontera) Ta%asco*
&. INFRAESTRUCTURA Se $sar+ el la%oratorio 'e electrónica para 'esarrollar el prototipo antes menciona'o ,a -$e c$enta con $n +rea amplia para !acer pr$e%as) me'iciones) sim$laciones) cone#iones) inestigaciones) entre otras* En este l$gar e#isten e-$ipos con sistemas sistemas 'igitales o an+logos) an+logos) los c$ales c$ales se p$e'e !acer !acer $so* Atien'e Atien'e en especia especiall est$'i est$'iant antes es 'e la Ingeni Ingenier" er"aa Electro Electromec mec+ni +nica) ca) sin em%arg em%argo) o) o&rece o&rece seric sericios ios a otras otras ingenier"as ingenier"as)) al ig$al -$e reparación reparación 'e electrónico electrónicoss , electro'omésticos electro'omésticos** Tam%ién Tam%ién se !ar+ $so 'el s$elo 'e la parte trasera 'el recinto para !acer la pr$e%a 'el prototipo*
Profesor-Inves!"#$or Res%ons#&'e
No&re *!r#
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5!"P#"$!"#$% TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Se de*erG" proporc$o"'r $"/or!e de ''"ce e!etr'le y /$"'lB e" do"de e $"cluy' el cu!pl$!$e"to de l' !et' co!pro!et$d' co!pro!et$d' e" /u"c$%" de lo producto e"tre('*le. e"tre('*le. El cu'l erG u" cr$ter$o de e'lu'c$%" p'r' 'poyo poter$ore.
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