UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA
PROYECTO DOMOTICA CON ARDUINO Profesor : Poma García Jose Antonio Curso
: Programación Aplicada
Alumnos: Manturano Carrion Alonso 060530G Huapaya Cardenas Nestor Nestor Martin 070036E
2015 – B
INTRODUCCION En el siguiente informe les muestro un sencillo proyecto donde muestro cómo elaborar un prototipo de un sistema de domótica en el cual controla luces y un ventilador. Este proyecto es elaborado con el objetivo de crear un sistema que, basándose en la tecnología, facilidad de instalación, sencillez de uso, fiabilidad y rentabilidad se pueda conseguir mejoras en la calidad de vida de las personas que van a residir en dicha vivienda. Estas mejoras se realizan añadiendo servicios domóticos a la vivienda, para ello se tiene en cuenta los 4 grandes grupos en los que se agrupan los servicios domóticos: ahorro energético, confort, seguridad y comunicaciones.
MARCO TEORICO
DOMOTICA El término domótica viene de la unión de las palabras “domus” (que significa casa en latín) y “tica” (de automática, palabra en griego, “que funciona por sí sola”). La domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización de la vivienda tratando de buscar ciertos servicios, tales como el ahorro energético, seguridad, confort y comunicación. Los primeros pasos de la domótica pertenecen a los años 80 a nivel comercial, pero cuando realmente empezó a utilizarse en el ámbito doméstico fue en los años 90, cuando empezaron a realizarse pequeñas prestaciones, coincidiendo con la evolución y despliegue de internet. En los primero países donde comenzó el uso fue en Japón, Estados Unidos y algunos países del norte de Europa. A medida que fue pasando el tiempo fueron desarrollándose nuevos sistemas domóticos domésticos. Estas mejoras eran totalmente autónomas, sin buscar en ningún momento la comunicación con otros dispositivos del hogar, cada uno hacia lo suyo, ni con el exterior, lo que conllevo un desarrollo de un mercado puramente vertical.
PARA ESTE PROYECTO SE A UTILIZADO LOS SIGUIENTES COMPONENTES: KIT MODULOS RF 433 MHZ ASK TRANSMISOR Y RECEPTOR Los modulos RF 433 Mhz funcionan como un enlace de datos simplex, es decir, solamente transmiten información en un solo sentido. Aún así resultan extremadamente útiles en aplicaciones sencillas que no requieren una comunicación bidireccional. Se conecta fácilmente a cualquier microcontrolador o circuitos codificadores/decodificadores, permitiéndonos tener un enlace de RF funcional en muy poco tiempo. Para un control remoto simple, recomendamos utilizar los circuitos integrados HT12D y HT12E de Holtek Semiconductor.
CARACTERÍSTICAS DE LOS MODULOS RF 433 MHZ: Transmisor:
Voltaje de operación: 3 – 12V Oscilador: SAW Modulación: ASK / OOK Frecuencia de operación: 433.92 Mhz Potencia: ~25mW @ 12V Error de frecuencia: +/- 150 Khz Máximo Velocidad de transmisión: <10 Kbps
Receptor:
Voltaje de operación: 4.5 – 5.5V Corriente de operación: 5.5 mA Principio de funcionamiento: Receptor Super regenerativo Modulación: ASK / OOK Frecuencia de operación: 433.92 Mhz Sensibilidad: -100 dBm Velocidad de transmisión: <9.6 Kbps
HT12E CODIFICADOR DE CONTROL REMOTO El Circuito integrado HT12E es un codificador (encoder) serial de datos para aplicaciones de control remoto. Este circuito es especialmente util para ensamblar dispositivos transmisores de control remoto que usan canales de RF o medios infrarrojos como medio de transmisión. El circuito codifica 4 bits de datos y 8 bits de dirección en un flujo de datos que es transmitido en forma serial a través de un módulo de radio frecuencia o señales infrarrojas. La señal debe ser recibida con el decodificador correspondiente (HT12D).
Características del HT12E
Voltaje de operación 2.4 a 12V Bajo consumo de corriente en Standby Capaz de codificar 12 bits de información Ajuste de dirección binaria Codifica 8 bits de dirección y 4 bits de datos Oscilador integrado que solo requiere un resistor de 5% de tolerancia Pin de salida de recepción válida.
HT12D DECODIFICADOR DE CONTROL REMOTO El Circuito integrado HT12D es un decodificador serial de datos para aplicaciones de control remoto. Este circuito es especialmente util para ensamblar dispositivos receptores de control remoto que usan canales de RF o medios infrarrojos como medio de transmisión. El circuito convierte un flujo de datos serial en 4 bits de datos de salida. Durante el proceso de recepción se realiza una comparación de la dirección en el flujo de datos con la dirección seleccionada localmente antes de colocar los cuatro bits de salida en los pines correspondientes.
Características del HT12D
Voltaje de operación 2.4 a 12V Bajo consumo de corriente en Standby Capaz de decodificar 12 bits de información Ajuste de dirección binaria Decodifica 8 bits de dirección y 4 bits de datos Oscilador integrado que solo requiere un resistor de 5% de tolerancia Pin de salida de recepción válida
ARDUINO UNO Arduino es una placa con un microcontrolador y con toda la circuitería de soporte, que incluye, reguladores de tensión, un puerto USB (En los últimos modelos, aunque el original utilizaba un puerto serie) conectado a un módulo adaptador USB-Serie que permite programar el microcontrolador desde cualquier PC de manera cómoda y también hacer pruebas de comunicación con el propio chip. Un arduino dispone de 14 pines que pueden configurarse como entrada o salida y a los que puede conectarse cualquier dispositivo que sea capaz de transmitir o recibir señales digitales de 0 y 5 V. También dispone de entradas y salidas analógicas. Mediante las entradas analógicas podemos obtener datos de sensores en forma de variaciones continuas de un voltaje. Las salidas analógicas suelen utilizarse para enviar señales de control en forma de señales PWM. Arduino UNO es la última versión de la placa, existen dos variantes, la Arduino UNO convencional y la Arduino UNO SMD. La única diferencia entre ambas es el tipo de microcontrolador que montan. La primera es un microcontrolador Atmega en formato DIP. Y la segunda dispone de un microcontrolador en formato SMD. Nosotros nos decantaremos por la primera porque nos permite programar el chip sobre la propia placa y después integrarlo en otros montajes.
Entradas y salidas: Cada uno de los 14 pines digitales se puede usar como entrada o como salida. Funcionan a 5V, cada pin puede suministrar hasta 40 mA. La intensidad máxima de entrada también es de 40 mA. Cada uno de los pines digitales dispone de una resistencia de pull-up interna de entre 20KΩ y 50 KΩ que está desconectada, salvo
que nosotros indiquemos lo contrario. Arduino también dispone de 6 pines de entrada analógicos que trasladan las señales a un conversor analógico/digital de 10 bits. Pines especiales de entrada y salida:
RX y TX: Se usan para transmisiones serie de señales TTL. Interrupciones externas: Los pines 2 y 3 están configurados para generar una interrupción en el atmega. Las interrupciones pueden dispararse cuando se encuentra un valor bajo en estas entradas y con flancos de subida o bajada de la entrada. PWM: Arduino dispone de 6 salidas destinadas a la generación de señales PWM de hasta 8 bits. SPI: Los pines 10, 11, 12 y 13 pueden utilizarse para llevar a cabo comunicaciones SPI que permiten trasladar información full dúplex en un entorno Maestro/Esclavo. I2C: Permite establecer comunicaciones a través de un bus I 2C. El bus I 2C es un producto de Phillips para interconexión de sistemas embebidos. Actualmente se puede encontrar una gran diversidad de dispositivos que utilizan esta interfaz, desde pantallas LCD, memorias EEPROM, sensores...
Alimentación de un Arduino Puede alimentarse directamente a través del propio cable USB o mediante una fuente de alimentación externa, como puede ser un pequeño transformador o, por ejemplo una pila de 9V. Los límites están entre los 6 y los 12 V. Como única restricción hay que saber que si la placa se alimenta con menos de 7V, la salida del regulador de tensión a 5V puede dar menos que este voltaje y si sobrepasamos los 12V, probablemente dañaremos la placa. La alimentación puede conectarse mediante un conector de 2,1mm con el positivo en el centro o directamente a los pines Vin y GND marcados sobre la placa. Hay que tener en cuenta que podemos medir el voltaje presente en el jack directamente desde Vin. En el caso de que el Arduino esté siendo alimentado mediante el cable USB, ese voltaje no podrá monitorizarse desde aquí.
Resumen de características Técnicas
CARGAS DIODOS LEDS
VENTILADOR DE PC
OTROS TRANSISTOR
PULSADORES
RESISTENCIAS
PROTOBOARD
DETALLES DEL CIRCUITO MONTADO El siguiente circuito consta de 2 partes:
Transmision TX
Recepcion RX
Para el funcionamiento de este circuito en la parte de transmisión lo hemos alimentado con una pila de 3v la cual energiza el circuito por intermedio de un interruptor. En lo que respecta al circuito de transmisión tenemos 3 pulsadores que vendrían a ser las entradas que activaran las cargas. Estas envían la señal de mando al codificador HT12E la cual tiene 4 bits (entradas) de datos estas codifican la señal y envían los datos al transmisor de radiofrecuencia, Los datos son enviados Al receptor de radiofrecuencia (RX) y las señales codificadas y son enviados al decodificador HT12D , también tiene 4 bits de datos las cuales solo 3 de estas están conectadas al arduino en los pines 2 , 3 y 4. Los datos devueltos se mandan a travez de las salidas 5,6 y 7 del arduino las cuales activaran leds 3 cargas ( 2 focos leds y un ventilador independientemente). Además podemos mencionar que la parte de recepción esta alimentado a 5v ya sea por una fuente dc o cable directo a pc.
TRANSMISION TX
RECEPCION RX
PROGRAMA UTILIZADO
