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 1 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. 2 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. 3 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). 4 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). 5 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). 6 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 7 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. 8 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. 9 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/ 10