Prototipo detector de gases tóxicos Proyecto Comunicaciones Proyecto Inalámbricas
Integrantes: o o o o
Paul Molina Andrés Narváez inicio !altos "eslie #oapanta
Contenido $%&'#I$!(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ) A"CAN*' +'" P,$-'C#$(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((. IN#,$+/CCI$N(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( . Módulo %luetoot0 1C234((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( . !ensor de temperatura M524((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((6 ,e7uisitos m8nimos para el 9uncionamiento de la aplicación((((((((((((((((((((((((( +'!A,,$""$ +'" P,$-'C#$((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( Materiales utilizados((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( Programación en app inventor y en arduino((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( "a programación y la aplicación se presentan a continuación:(((((((((((((((( Programa implementado en arduino para el control de módulo bluetoot0; sensor de gas; display "C+ y envio y recibo de datos desde<0acia la aplicación((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((()) 's7uema; circuito(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((() Costos del proyecto((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((() Costos de los materiales(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ) Costo de mano de obra(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((() Costo total de prototipo((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ) Manual de usuario((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((() C$NC"/!I$N'!(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( ) ,'=','NCIA!((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( )
)
$%&'#I$! •
•
Aplicar los conocimientos ad7uiridos en comunicaciones inalámbricas; as8 como 0acer uso de conocimientos previos en programación para desarrollar un proyecto orientado a la comercialización del mismo( ,ealizar una aplicación 7ue pueda ser utilizada en la vida cotidian
A"CAN*' +'" P,$-'C#$ Implementar un prototipo 7ue permita realizar la detección de gases tóxicos en la cocina del 0ogar y enviar la in9ormación de activación de alarma de 9orma inalámbrica(
IN#,$+/CCI$N MA,C$ #'>,IC$ Módulo %luetoot0 1C234 "os módulos de bluetoot0 1C234 son módulos muy populares para aplicaciones con microcontroladores PIC y Arduino( !on dispositivos relativamente económicos y 7ue 0abitualmente se venden en un 9ormato 7ue permite insertarlos en un protoboard y cablearlo directamente a cual7uier microcontrolador; incluso sin realizar soldaduras( 'l módulo de bluetoot0 1C234 es el 7ue o9rece una me?or relación de precio y caracter8sticas; ya 7ue es un módulo Maestro2'sclavo; 7uiere decir 7ue además de recibir conexiones desde una PC o tablet; también es capaz de generar conexiones 0acia otros dispositivos bluetoot0( 'sto nos permite por e?emplo; conectar dos módulos de bluetoot0 y 9ormar una conexión punto a punto para transmitir datos entre dos microcontroladores o dispositivos( 'l 1C234 tiene un modo de comandos A# 7ue debe activarse mediante un estado alto en el PIN@ mientras se enciende Bo se resetea el módulo( 'n las versiones para protoboard este pin viene marcado como DEeyF( 'n el modo de comandos A#; podemos conGgurar el módulo bluetoot0 y cambiar parámetros como el nombre del dispositivo; passHord; modo maestro
.
Figura 1. Modulo Bluetooth HC-05 [1]
Figura 2. Especifcaciones generales del odulo H C-05 [2]
!us principales pines son:
Figura !. "istri#uci$n de pines del odulo Hc-05 [2]
C$MAN+$! A# %A!IC$! "os usuarios pueden utilizar los comandos A# para conGgurar el módulo con las di9erentes conGguraciones( #odos los comandos A# deben estar seguidos de KC,L y K"=L caracter de control el cual es 3x3+ y 3x3A en 0exadecimal( 'stos comandos seguirán con una respuesta D$EF( A continuación algunos comandos básicos: 1. AT: el comando A# es utilizado para probar 7ue el módulo esté bien(
Figura %. Coando &' [2]
@
2. AT+RESET: este comando permite resetear al módulo para 7ue
regrese al estado de encendido(
Figura 5. Coando &'()E*E' [2]
3. AT+ROLE?: este comando investiga el papel del módulo; 3'sclavo;
)Maestro; . ,ealimentación2'sclavo(
Figura +. Coando &'(),E [2]
4. AT+ROLE=
: este comando es usado para conGgurar
al módulo con maestro .,ealimentación2'sclavo(
o
esclavo;
3'sclavo; )Maestro;
Figura /. Coando &' (),E aretro3 [2]
5. AT+CMODE?: este comando investiga el modo de enlace( 3+irección
especiGca del enlace de bluetoot0; ) Cual7uier dirección de enlace de bluetoot0; . ,ealimentación2'sclavo( . AT+CMODE=: este comando es utilizado para conGgurar
el modo de enlace del módulo( 3+irección especiGca del enlace de bluetoot0; ) Cual7uier dirección de enlace de bluetoot0; . ,ealimentación2'sclavo( 's me?or conGgurar el modo para ) si se tiene solo un par de dispositivos por7ue es muc0o más 9ácil 0acer de ellos un par(
Figura 4. Coando &'(CM,"E [2]
!. AT+"S#D? : 'ste comando investiga la contrasea del módulo( $. AT+"S#D=: este comando es utilizado para conGgurar la
contrasea de empare?amiento(
Figura . Coando &'(*6" [2]
%. AT+&ART?: este comando investiga las conGguraciones uart(
Figura 10. Coando &'(7&)'
+'=INICI>N +' PIN'!:
4
Figura 11. "efnici$n de pines [2]
C$N=IO/,ACI$N'! +' "$! PIN'!:
6
Figura 12. Confguraci$n de pines [2]
!ensor de Oases M524 'n el desarrollo del presente proyecto se utilizó el sensor de gases M524 el cual presenta una alta sensibilidad al O"P BOas "icuado del Petróleo; gas natural; gases de la cuidad pero una ba?a sensibilidad ante alco0ol o 0umo de cigarrillo( 'ntre sus caracter8sticas este sensor presenta una rápida respuesta; un circuito de accionamiento simple y una larga vida til(
Q
/na aplicación para este módulo es el de detectar 9ugas de gases dainos para la salud( A continuación se presenta algunas especiGcaciones técnicas del sensor de gas M524:
Figura 1!. Especifcaciones t8cnicas del sensor M9-5 [!]
A continuación se muestra las curvas de sensibilidad de los distintos gases 7ue el sensor puede detectar en 9unción de la concentración del gas en el aire Bpartes por millón; estas curvas 9ueron testeadas a .3RC; con una 0umedad del 64S( 'ste sensor dispone de un total de pines CC; ON+; A3 y +3; donde A3 y +3 permiten obtener los datos de 9orma analógica y digital de los datos del sensor(
Figura 1% . *ensi#ilidad Caracter:stica del sensor M9-5 [!]
,e7uisitos m8nimos para el 9uncionamiento de la aplicación 'l uso del App Inventor . asi como la programación por blo7ues se detallan en el anexo )( )e;uisitos del sistea Coputador < *istea ,perati=o • • •
Macintos0 Bcon procesador Intel: Mac $! J )3(4 o superior TindoHs JP; TindoHs ista; TindoHs Q ON/<"inux: /buntu o superior; +ebian 4 o superior(
Bro>ser • • • •
Mozilla =ire9ox @(6 o superior Apple !a9ari 4(3 o superior Ooogle C0rome (3 o superior Microso9t Internet 'xplorer no es compatible
'ele?ono o 'a#let •
!istema $perativo Andriod .(@ BDOingerbreadF o superior
+'!A,,$""$ +'" P,$-'C#$ Materiales utilizados • • • • • • • •
Arduino /no Módulo %luet0oot 1C24 !ensor de Oases M524 +iplay "C+ +ispositivo Andriod BCelular Ca?a de plástico Cargador de 4 Cables Mac0o21embra
Programación en app inventor y en arduino "a programación completa de la aplicación y la programación completa de arduino se muestran en el anexo .(
"a programación y la aplicación se presentan a continuación:
U
)3
Figura 15. rograaci$n de Blo;ues en &pp @n=entor 2
))
Figura 1+. &pariencia fnal de la aplicaci$n.
Primero al abrir la aplicación se genera un proceso 7ue se asegura 7ue el bluetoot0 este encendido y si no lo está genera una petición para 7ue sea encendido por el usuario; en la pantalla inicial la aplicación tiene tres botones; uno para conectar; uno para veriGcar el 9uncionamiento y otra para mostrar los dispositivos vinculados( Para poder usar el programa es necesario primero presionar el botón de conectar 7ue establece una conexión entre el dispositivo bluetoot0 Bcuya MAC address esta predeGnido en el programa y el celular /na vez presionado este botón; aparece en su lugar un botón 7ue realiza la 9unción contraria Bdesconexión y aparece otro botón cuya 9unción se verá más adelante( 'n términos generales el programa tiene un con?unto de acciones 7ue se e?ecuta al presionar un botón mediante los blo7ues DH0en button VF y además posee un temporizador 7ue realiza una serie de veriGcaciones de los valores recibidos de una manera constante(
).
Programa implementado en arduino para el control de módulo bluetoot0; sensor de gas; display "C+ y envio y recibo de datos desde<0acia la aplicación( void setupBW
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH )
<< put your setup code 0ere; to run once:
lcd(printBZP'"IO,$
!erial(beginBU633X
Y
<< set ZX
digitalTriteBQ;1IO1X Y else i9Bdato[C[
void loopB W
W
<< put your main code 0ere; to run repeatedly:
!erial(printBZCZX
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH )
i9B!erial(availableB)
lcd(printBZ+esconectado ZX
W
dato!erial(readBX
else i9Bdato[+[
lcd(setCursorB3;3X << set cursor to column 3; roH 3 Bt0e Grst roH
W lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH )
lcd(printBZ'!#A+$: ZX << c0ange t0is text to H0atever you lie( eep it clean(
lcd(printBZConectado
i9Bdato[A[
ZX
digitalTriteBQ;"$TX else i9Bdato['[
!erial(printBZAZX
W
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH ) lcd(printBZConectado
<< set
Y
W
digitalTriteBQ;"$TX Y
Y
<< set
<< set ZX
sensor3X
!erial(printBZ'ZX
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH )
digitalTriteBQ;"$TX Y
lcd(printBZCalibrando((( ZX
else i9Bdato[%[
9orBint i3XiK)UXi\\
W
W !erial(printBZ%ZX
<< set
sensorsensor\analog,eadBA 3X )@
delayB433X
alarmaanalog,eadBA3X
Y
i9BalarmaLBsensor\43
sensor<.3X
lcd(setCursorB3;)X
lcd(printBZNormal: ZX
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH )
lcd(printBsensorX
!erial(printBZ=ZX
delayB4333X
W !erial(printBZOZX
lcd(printBZP'"IO,$
lcd(setCursorB3;)X cursor to column 3; roH ) lcd(printBZConectado
<< set
digitalTriteBQ;1IO1X
delayB)333X Y
ZX
Y
Y
dato[N[X delayB33X
i9BsensorL3
Y
W
's7uema; circuito Costos del proyecto Costos de los materiales Articulo Arduino Modulo %luetoot0 !ensor de Oas +isplay "C+ Ca?a de plástico Cables Cargador #otal)
Precio B/!+ .Q )4 )(64 )3 . @ 4 Q6(64
Costo de mano de obra #ipo Programación 'nsambla?e 98sico #otal.
Nmero de 0oras 6 )
Costo total de prototipo Costototal = Total 1 + Total 2= $ 76.65 + $ 77= $ 153.65
)
Precio B/!+ ). 4 QQ
<< set ZX
Para el 9uturo desarrollo del prototipo se puede me?orar en sensor de gas en cuanto a consumo de corriente y sensibilidad; en cuanto al bluetoot0 se podr8a considerar ad7uirir uno de mayor alcance para poder cubrir áreas más extensas( =inalmente se podr8a suprimir el display "C+ ya 7ue este detector se colocar8a en tec0os o zonas altas en las cuales la visualización del display no seria posible(
Manual de usuario )( Abrir la aplicación .( 'n caso de tener apagado el bluetoot0 la aplicación env8a una solicitud para encenderlo @( Presionar el botón de DconectarF; en el display "C+ aparecerá '!#A+$: Conectado y se des0abilita el botón de conectar y se 0abilita los botones de desconectar y de calibrar sensor( ( !e puede veriGcar los dispositivos vinculados al dispositivo móvil y observar el nombre y MAC address del dispositivo presionando el botón dispositivos vinculados( 4( Previo al uso del dispositivo se puede realizar una prueba de 9uncionamiento; en la cual el dispositivo detector de gases emitirá un sonido y se mostrara en el display "C+ la palabra peligro e igualmente en el dispositivo móvil( 6( Calibración del detector de gases; al presionar el botón calibrar sensor se tomaran un total de .3 valores en intervalos de )3 segundos y se realizara un promedio de estos valores para obtener el valor normal de saturación de ox8geno en el entorno( Q( 'n caso de detectar un aumento en la saturación de ox8geno en el entorno se activara una alarma en el dispositivo detector de gases y en el dispositivo móvil; adicionalmente se enviara un mensa?e de texto a un dispositivo móvil registrado en la base de datos(
C$NC"/!I$N'! ,'=','NCIA! ]) _gee9actory;` ]'n l8nea^( Available: ^ 0ttp:<
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