UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL VALLE DE TOLUCA CARRERA DE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
MATERIA: VISUALIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS
EMPRESA: UTVT
NOMBRE DEL PROYECTO: “DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL DEMÓTICO BASADO EN LA PLATAFORMA ARDUINO”
PROFESOR:
PRESENTA: MIGUEL ÁNGEL ZAVALETA SIERRA JAIR MATEO VÁZQUEZ TELLES EMMANUEL GENARO FLORES
GRUPO: IMI - 101 LERMA, ESTADO DE MÉXICO, SEPTIEMBRE DE 2014.
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Índice
Resumen ..................................................................................................................... 3 Introducción................................................................................................................. 5 Planteamiento del problema ........................................................................................ 6 Objetivo general .......................................................................................................... 6 Objetivos específicos: ................................................................................................. 6 Justificación................................................................................................................. 7
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Resumen La domótica (casa inteligente) abarca todas las fases de la tecnología del hogar inteligente, incluidos los sensores altamente sofisticados y los controles que automatizan la temperatura, iluminación, sistemas de seguridad y muchas otras funciones. De alguna manera estos objetivos se integran con la visión propuesta por la computación general, la cual establece como un parámetro deseable el que un sistema tenga una alta integración con el entorno para volverse prácticamente “invisible” al usuario final, es decir, se promueve la funcionalidad de un sistema sin
que exista una percepción evidente por parte de quien lo utiliza. Hemos intentado con el diseño conceptual utilizado en este proyecto cumplir con estas expectativas. El diseño del sistema considera ofrecer una solución de bajo costo, implementarle con elementos comunes en el mercado e integrando el uso de software y hardware libres, los cuales permiten su adquisición a precios económicos, como es el caso de Arduino y Processing. Al mismo tiempo, este tipo de herramienta permite su modificación para adecuarse en caso necesario a necesidades específicas, por estar disponibles bajo licencias open-source. El sistema de seguridad implementado para esta fase de “Casa
Inteligente y
Segura”, está integrado por una red de sensores de movimiento PIR, los cuales se
comunican en forma inalámbrica con la placa Arduino mediante el uso de circuitos de comunicación RF basados en el transmisor TWS-434A y el receptor RWS434, complementados con el codificador HT12E y el decodificador HT12D, La elección de los sensores se realizó pensando en una relación costo-beneficio, ya que este tipo de sensores de movimiento se basan en la detección de cambios de radiación infrarroja en el entorno, lo cual a través de los años ha demostrado ser una manera confiable y económica de monitorear intrusiones en espacios protegidos. Una vez, que los datos provenientes de los sensores se reciben en la placa Arduino, el programa del micro controlador gobierna la lógica del sistema para actuar como una interfaz entre el hardware y el software, este último que es ejecutado en una computa- dora. La comunicación hacia la computadora se da con el protocolo serial y
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la aplicación que recibe los datos en la computadora ha sido desarrollada en el lenguaje Processing. Esta aplicación muestra una interfaz visual, recreando un modelo virtual del interior de una casa y donde, a través de mensajes en tiempo real, se declaran las alertas en el caso en que alguno de los sensores en la red detecte algún movimiento intrusivo. el desarrollo de este proyecto desea implementar un sistema de seguridad para uso en el hogar que favorece las comunicaciones inalámbricas y así integrarse de manera más transparente al entorno del usuario. De manera similar intenta ser autónomo y requerir el mínimo de
atención para seguir funcionando
adecuadamente. En cualquier caso es posible ampliar el alcance de este proyecto aprovechando la infraestructura ya propuesta. Por ejemplo, la comunicación de los datos desde la placa Arduino hacia la computadora puede realizarse también en forma inalámbrica e incluso directamente a través de internet. De esta manera, la computadora puede localizarse físicamente lejos de la casa, en cualquier parte donde se juzgue conveniente, para mostrar el estado de los sensores en tiempo real. Otro aspecto importante en el diseño de la aplicación es la facilidad que brinda el lenguaje Processing para compilar la aplicación como un programa ejecutable en forma local o como un applet de Java para ser ejecutado por un navegador de Internet. Esto permitiría que la aplicación misma pueda utilizarse directamente desde cualquier computadora con conexión a Internet, ampliando las posibilidades de su uso.
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Introducción Nuestro proyecto va a consistir en diseñar una casa domótica, controlando el sistema de iluminación que se encuentra en la casa a través de nuestro teléfono móvil o lap top conectado mediante bluetooth al arduino. El móvil enviará mensajes al módulo bluetooth el cual se los pasará al arduino y éste será el que controle el sistema de iluminación del hogar. Siendo este uno de los principales retos de la domótica desde sus inicios ha sido poder ejercer un control sobre el circuito de iluminación. Hasta el punto de disponer de una vivienda domótica se relacionaba al hecho de poder controlar las luces de la casa de una forma centralizada y remota, mediante un mando a distancia. Con el tiempo, surgieron nuevas necesidades que se fueron añadiendo, como: el encendido-apagado automático de luces mediante sensores convencionales de movimiento o presencia (relacionados a su vez con el ahorro energético), cada vez más sofisticados, hasta llegar a disponer de sensores que combinaban la detección de presencia y la medición de la cantidad de luminosidad (lux), buscando poder llegar al óptimo de una regulación constante de luz, es decir, conseguir de forma automática, la cantidad de luz artificial justa, en función de la presencia y la medida de la luz natural que tiene la habitación en cada momento. Con ello el
funcionamiento detallado del sistema se explica en
los próximos
capítulos, en donde se describirá individualmente cada componente utilizado, así como el funcionamiento del programa desarrollado para el control Arduino.
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Planteamiento del problema Los sistemas de seguridad han sido una necesidad en el hogar sin embargo estos sistemas no cuentan con una comodidad durante los últimos años, por lo que a través del tiempo han existido varios tipos de sistemas de seguridad que varían en el nivel
de
protección y en
sus
características físicas. A medida que
las
sociedades evolucionaron, las causas que generan la inseguridad se hicieron más complejas. Cuando hacemos referencia a un sistema de seguridad no estamos hablando únicamente de sensores, cámaras y alarmas, sino también de puertas blindadas, persianas protegidas o rejas de seguridad. Con ello se pretende diseñar una casa inteligente controlada por medio de la base a la plataforma de programación Arduino
Objetivo general: Diseñar y realizar una casa inteligente, en la Universidad Tecnología del Valle de Toluca con base a la plataforma de programación Arduino con el fin de controlar el sistema de iluminación y seguridad a un 100%.
Objetivos específicos: -Diseñar la estructura de la casa domótica. -Realizar el programa adecuado en el software ARDUINO para el control de la casa domótica. -Diseñar un control de iluminación.
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Justificación La domótica viene de la idea de “una casa futurista inteligente”. Esta idea se ha ido
desarrollando durante años pero actualmente no está muy extendida pero que poco a poco la domótica va haciéndose un hueco en nuestra vida cotidiana. El hogar inteligente suele concentrar las acciones en cuatro ámbitos diferenciados: confort, ahorro energético, comunicaciones y seguridad técnica y personal, cada uno de ellos con una buena variedad de equipamientos y servicios a tu disposición. Los beneficios fundamentales son los siguientes:
Ahorro: Ahorrarás tanto a nivel energético como económico, y es que ambas cosas están fuertemente vinculadas… En este sentido, la gestión tarifaria de
sistemas y conjuntos podrá ser controlada de modo que la factura no sea tan escalofriante a fin de mes. Un buen ejemplo son los aparatos que controlan automáticamente los sistemas de climatización y las persianas, aprovechando al máximo las horas de sol.
Bienestar: Garantiza algunas cuestiones que sin duda nos harán vivir más tranquilos como por ejemplo la seguridad personal en el hogar así como la tele asistencia para las personas con movilidad reducida.
Económico: Su instalación puede ser muy económica tanto en viviendas nuevas como en antiguas, pues se puede aprovechar la red eléctrica y las tecnologías sin cables como medio de transmisión.
Variedad: La oferta domótica se amplía cada día que pasa ofreciendo productos de más calidad, más fáciles de utilizar y a unos precios más al alcance que en años anteriores.
Además de lo anterior, la domótica permite que todos los sistemas inteligentes puedan ser controlados por medio de redes desde dentro y fuera del hogar.
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