Alternativa Seleccionada a Desarrollar en Proyecto de Titulación

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
Alternativa Seleccionada a Desarrollar en
Proyecto de Titulación
“Protocolo de comunicación para ser aplicado
en un aparato genérico portátil como dispositivo
de Entrada y Salida”
Presentado por:
ROL USM:
Profesor guía:
Fecha:
Marcela Polanco Pizarro
2821058-2
Sr. Agustín González V.
16/11/2014
Proyecto de Titulación
INTRODUCCIÓN
En el presente documento, se seleccionarán las alternativas más viables que han sido
expuestas en el informe anterior (Alternativas de Solución) [1]. Para esta selección se utilizaran
diversos criterios que permitirá determinar la conveniencia de las alternativas seleccionadas para
llevar a cabo este proyecto. Se tendrá en consideración la existencia de ejemplos de aplicación,
información sobre y la disponibilidad de los elementos físicos a implementar el protocolo de
comunicación, como lo es el microcontrolador y el dispositivo de comunicación inalámbrica.
También se considera la estructura lógica que utilice menor recursos cuando realiza intercambio
de información a través del protocolo.
Luego de tener claro que se implementará, se considera tener un sistema completo que se
puede apreciar en la Figura 1. Donde el protocolo de comunicación se debe definir cuál será el
orden de envió de la información, debido a que esto se podrá definir al momento de trabajar con
ellos, a criterio de conveniencia.
Figura 1.
Diagrama de Sistema a implementar
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Proyecto de Titulación
CRITERIOS DE SELECCIÓN
De acuerdo a lo expuesto en el documento Alternativas de Solución, considerando
diferentes opciones en la implementación de microcontrolador y dispositivo de comunicación
inalámbrica, independiente de lo que se utilice, lo importante es qué estructura lógica se ha de
utilizar para generar el intercambio de información entre el dispositivo portátil y el módulo físico,
considerándose 2 alternativas.
Los criterios utilizados para la selección de los elementos físicos, fueron los siguientes:
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas: Dado a lo que se encontró en las páginas
web de los microcontroladores diversos códigos libres utilizando un dispositivo
inalámbrico especifico, los cuales pueden ser modificados y utilizados a conveniencia.
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar: Actualmente la mayoría de los
celulares no cuentan con todas las alternativas presentadas en el informe anterior. Por lo
que se consideró este criterio como importante para la selección de las alternativas del
dispositivo inalámbrico.
-
Disponibilidad y conocimiento de uso: Se considera los conocimientos adquiridos tanto
en laboratorios y en las prácticas realizadas.
En el caso del protocolo de comunicación, lo criterios son los siguientes:
-
Utilización de recursos: Es necesario que no se genere mucho procesamiento en la
adquisición de datos desde el dispositivo móvil, ya que podría retrasar el intercambio de
información entre dispositivos.
-
Esquema de programación: Lo ideal es que el código que resulte sea de fácil
entendimiento y sea lo más apropiado para que el día de mañana alguien pueda hacer uso
de este.
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Proyecto de Titulación
Los porcentajes de relevancia en cada criterio (Tabla 1 y 2), se asignan contemplando el
tiempo en el cual se debe llevar a cabo el proyecto, como también los recursos que se tienen
disponibles para el desarrollo.
Criterio de Selección
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar
Disponibilidad y conocimiento de uso
Porcentaje Total
Tabla 1.
60%
20%
20%
100%
Ponderación de cada uno de los criterios de evaluación para Implementación
Criterio de Selección
Utilización de recursos
Esquema de programación
Porcentaje Total
Tabla 2.
Porcentaje de Relevancia
Porcentaje de Relevancia
80%
20%
100%
Ponderación de cada uno de los criterios de evaluación para Estructura lógica
Se asigna un mayor porcentaje al primer criterio, dado a que facilitará el trabajo de forma
considerable. Le sigue en ponderación la utilización de recursos, que es importante debido a que
influirá en el protocolo de comunicación. Por otro lado también se tiene que considerar la
tecnología que está en la mayoría de los dispositivos inalámbricos, para que este sea aplicable en
la mayor cantidad de usuarios para realizar pruebas. La disponibilidad y conocimientos de uso de
los elementos físicos ahorrara tiempo de trabajo, también el esquema de programación es
necesario que sea lo más ordenado posible para que éste sea modificado durante la realización del
proyecto.
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Proyecto de Titulación
EVALUACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS
Para evaluar cada una de las alternativas se utilizará el siguiente sistema de puntuación:
Sistema de Puntuación
Muy
Deficiente
Deficiente
Aceptable
Bueno
Óptimo
0,1 - 0,2
0,3 - 0,4
0,5 - 0,6
0,7 - 0,8
0,9 - 1
Tabla 2.
Sistema de Puntuación Utilizado para evaluar alternativas
Las alternativas a evaluar, que permiten implementar el protocolo de comunicación, son
dos en microcontrolador y tres en la implementación inalámbrica:
Microcontrolador
1. Microcontrolador de la placa Arduino.
2. MSP430.
Implementación Inalámbrica
1. XBee.
2. Bluetooth.
3. Wifi.
La puntuación de cada alternativa se detalla a continuación.
1. Microcontrolador de la placa Arduino
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas = 1 (En la página de Arduino, se pueden
encontrar diversos códigos libres para ser implementados en lo que uno desee [2]).
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar = - (Este criterio no aplica a los
microcontroladores).
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Proyecto de Titulación
-
Disponibilidad y conocimiento de uso = 0,9 (Se tiene un conocimiento decente para hacer
uso de éste, ya que fue utilizado en toda la práctica y es fácil de adquirir).
2. Microcontrolador MSP430
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas = 0,5 (Lo investigado hasta el momento,
se ha encontrado muy pocos ejemplos para implementar).
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar = - (Este criterio no aplica a los
microcontroladores).
-
Disponibilidad y conocimiento de uso = 0,7 (Se tiene conocimiento del uso de este
microcontrolador, ya que fue el utilizado en el laboratorio de estructura de computadores
y por disponibilidad se debería requerir en pañol su préstamo).
1. Implementación inalámbrica XBee
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas = 1 (Existen diversos ejemplos en páginas
web).
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar = 0 (No es compatible con el
dispositivo móvil).
-
Disponibilidad y conocimiento de uso = 0,6 (Para el ramo redes de computadores I, fue
mi tema del proyecto presentado y su disponibilidad es factible pero por un periodo
corto).
2. Implementación inalámbrica Bluetooth
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas = 1 (Hay variedades de códigos para ser
aplicados de diversas formas).
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar = 1 (Actualmente la mayoría de
los celulares traen esta tecnología incorporada).
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Proyecto de Titulación
-
Disponibilidad y conocimiento de uso = 0,4 (Nunca se ha trabajado con este, por lo que se
deberá realizar un aprendizaje de uso. En cuanto a la disponibilidad, se cuenta con uno).
3. Implementación inalámbrica Wifi
-
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas = 1 (Existen diversos códigos para ser
aplicados en variables usos).
-
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar = 0,5 (La mayoría de los
celulares lo poseen, no es viable, dado a que Wifi-Direc sería el apropiado y está recién
siendo incorporado en los celulares).
-
Disponibilidad y conocimiento de uso = 0 (No se ha tenido la circunstancia de
implementar este modo).
Las alternativas a evaluar en la estructura lógica se tienen las siguientes 2
alternativas:
1. Crear una emulación de una pantalla.
2. Creación de funciones específicas.
1. Crear una emulación de una pantalla
-
Utilización de recursos = 0.6 (Al emular una pantalla, se utiliza una interfaz gráfica lo
cual utiliza más recurso).
-
Esquema de programación = 0.8 (De la opción seleccionada en la pantalla, será la función
a realizar).
2. Creación de funciones específicas.
-
Utilización de recursos = 0.9 (Creando funciones específicas para cada actividad, no
utilizaría recursos adicionales como en la otra alternativa).
-
Esquema de programación = 0,7 (Se tendrá que modificar las variables en cada caso de
uso, lo que puede que el código sea más complicado al adaptarlo).
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Proyecto de Titulación
En la tabla 3,4 y 5 se evalúa cada una de las alternativas, considerando los criterios
descritos anteriormente. Se llega a que las mejores alternativas son la implementación del
microcontrolador de la placa arduino con un 98%, en la implementación inalámbrica se considera
con un 90% que el Bluetooth es la mejor alternativa. Y finalmente en el caso de la estructura
lógica el mejor caso es crear funciones específicas con un 86%.
Criterio de Selección
Puntuación
Microcontrolador
de la placa
Arduino
MSP430
1
0,9
0,5
0,7
98,00%
64,00%
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar
Disponibilidad y conocimiento de uso
Puntuación Total
Tabla 3. Tabla de Evaluación de cada alternativa para Microcontrolador
Criterio de Selección
Puntuación
Ejemplos aplicables entre distintas alternativas
Característica global del dispositivo inalámbrico a utilizar
Disponibilidad y conocimiento de uso
Puntuación Total
XBee
Bluetooth
Wifi
1
0
0,6
1
1
0,4
1
0,5
0
72,00%
90,00%
70,00%
Tabla 4. Tabla de Evaluación de cada alternativa para Implementación Inalámbrica
Criterio de Selección
Utilización de recursos
Esquema de programación
Puntuación Total
Puntuación
Crear una emulación de una
pantalla
0,6
0,8
66,00%
Creación de funciones
especificas
0,9
0,7
86,00%
Tabla 5. Tabla de Evaluación de cada alternativa para Estructura lógica
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Proyecto de Titulación
ALTERNATIVA SELECCIONADA
Creación de funciones específicas, implementadas con microcontrolador Arduino y
mediantes Bluetooth
Se considera como la alternativa más viable el utilizar como estructura lógica el crear
funciones específicas para cada acción que se quiera realizar. Considerando que el usuario
ingresa una opción, el cual será descifrado por las coordenadas que este haya presionado en el
teléfono móvil. Esta información será transferida inalámbricamente a través de Bluetooth que
estará conectado a la placa Arduino para realizar el procesamiento. La idea es que al momento de
realizar el proyecto se deberá determinar en qué orden será la entrega de la información, como la
presentación inicial entregando las características del celular, como la resolución, para que al
momento de que empiece a correr la aplicación saber dónde está presionando el usuario. Por otro
lado se debe considerar el desarrollo de una aplicación básica y de fácil entendimiento, para que
interactúe el usuario presionando las acciones que desee realizar sobre el electrodoméstico.
Luego de que los datos sean enviadas por medio del bluetooth, el microcontrolador de la
placa del Arduino se encargará de generar la entrega de acciones al siguiente modulo, ya que en
este estarán programadas todas las acciones posibles que se puedan realizar desde el celular al
artefacto. Se recibirán las coordenadas que el usuario ingresó y la transformará en una opción, la
cual llevara a que se realice una acción.
Para simular el accionamiento que se va a realizar en el electrodoméstico, se desarrollara
un módulo de prueba que se implementara con leds, servomotores, entre otros elementos que se
podrían considerar con el fin de simular lo más parecido a un artefacto. De esta forma se
comprobaría el correcto funcionamiento del protocolo de comunicación.
También se implementarán en el módulo de prueba, botones para que quede en evidencia
que el usuario tendrá la opción de poder manipular el artefacto de forma física, y no solamente a
través del celular.
A continuación en la figura 2 se puede ver, como se desea implementar todo lo
mencionado en esta sección.
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Proyecto de Titulación
Figura 2.
Diagrama final a implementar
CONCLUSIONES
Luego de revisar el documento Alternativas de Solución, en el cual se presentan diversas
alternativas a tener en consideración, al utilizar diversos criterios se llegó a la conclusión de que
lo más óptimo a implementar es un microcontrolador de la placa del Arduino y conectarse a un
dispositivo inalámbrico Bluetooth, dada la disponibilidad, ejemplos aplicables existentes y
conocimientos sobre estos y en el caso de la implementación inalámbrica por la compatibilidad.
En cambio, para la estructura lógica se considera que la mejor opción es crear funciones
específicas, por el hecho de que utiliza menos recursos. No queda descartada la posibilidad de
que alguna de las variantes seleccionadas en este informe podrían ser modificadas en el
transcurso del proyecto.
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Proyecto de Titulación
REFERENCIAS
[1] Marcela Polanco, “Alternativas de Solución de Proyecto de Titulación: Protocolo de
comunicación para ser aplicado en un aparato genérico portátil como dispositivo de Entrada y
Salida”, Departamento de Electrónica, Universidad Técnica Federico Santa María.
[2] Página Web del microcontrolador “Arduino” http://arduino.cc/
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