PROYECTO DE TITULACIÓN
GENERACIÓN 2019-2022
COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE
TLAXCALA
TÍTULO DEL PROYECTO:
“AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA DE ENCENDIDO Y APAGADO DE LA LUZ
EN UNA CASA INTELIGENTE”
PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
TÉCNICO EN PROGRAMACIÓN
PRESENTA:
DIEGO ANDRÉS MENDEZ VASQUEZ
MAYLIN HERNANDEZ RODRIGUEZ
LUIS BRAYANT PEREZ BEDOLLA
ASESOR:
YVES PADILLA MOLINA
INDICE
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................ 2
RESUMEN ................................................................................................................................ 3
OBJETIVOS .............................................................................................................................. 4
OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 4
OBJETIVOS ESPECIFICOS ..................................................................................................... 4
NATURALEZA DEL PROYECTO ................................................................................................. 5
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA COMUNIDAD A RESOLVER .................................... 7
DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS FACTORES DE INNOVACIÓN DEL PROYECTO .................... 8
PROGRAMA DE TRABAJO ..................................................................................................... 16
PROCESO DE ELABORACIÓN ................................................................................................. 17
DESGLOSE DE REQUERIMIENTOS DE RECURSOS HUMANOS Y MATERIALES ...................... 17
COSTOS ................................................................................................................................. 20
VIABILIDAD DEL PROYECTO .................................................................................................. 21
VIABILIDAD TÉCNICA ........................................................................................................ 22
VIABILIDAD ECONÓMICA .................................................................................................. 22
VIABILIDAD SOCIAL ........................................................................................................... 23
RESULTADO Y CONCLUSIONES ............................................................................................. 25
INSTRUCTIVO DE INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ..................................... 26
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA ................................................................................................ 27
ANEXOS ................................................................................................................................. 29
Anexo 1-Proceso de elaboración ...................................................................................... 29
Anexo 2- Instructivo de instalación, operación y mantenimiento ................................... 34
Instalación de la aplicación ........................................................................................... 34
Instalación del prototipo .............................................................................................. 35
Uso de la aplicación ...................................................................................................... 35
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AGRADECIMIENTOS
Para empezar, agradecemos a nuestros formadores, quienes nos dieron una gran
cantidad de tiempo y paciencia para que nosotros podamos seguir escribiendo
nuestras vidas. Si bien el proceso fue complicado, gracias al apoyo de todos ellos.
Gracias por compartir sus conocimientos y su tiempo, lo que hace que podamos
seguir cumpliendo nuestros objetivos.
También queremos dedicar un sincero y especial agradecimiento al docente Yves
Padilla Molina por aportar todo el tiempo y apoyo posible para la correcta
realización de nuestro proyecto de titulación, siempre estará en nuestras
memorias como uno de los mejores docentes que hemos tenido la oportunidad de
conocer.
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RESUMEN
Este proyecto trata sobre el diseño e implementación de un sistema iluminación
domótico para el hogar u otros establecimientos. El sistema consta de focos led
que son controlados para poder ser encendidos o apagados por nosotros. Para
controlar todo el sistema se dispone de una interfaz en Android, que puede ser
accedida desde un teléfono con dicho sistema. Desde la interfaz el usuario
podremos encender y apagar las luces LED. Para la elección de tecnologías se
han utilizado Arduino y App Inventor. Para probar el sistema se ha implantado en
un entorno real, siendo el prototipo implementado completamente funcional.
Además, los resultados obtenidos al poner en práctica el prototipo resultaron
satisfactorios, ya que cumplen el objetivo planteado en el presente proyecto,
además de otorgarnos el desarrollo de nuevos conocimientos y habilidades que
cumplen con el perfil de egreso de la carrera de programación.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
● Generar un prototipo de sistema para controlar un sistema encendido y
apagado de las luces dentro de una vivienda haciendo uso de app inventor y
Arduino.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
● Usar una metodología de diseño que ayude a plantear de manera eficiente
la solución del problema.
● Fabricar un prototipo funcional del resultado generado al usar dicha
metodología de diseño.
● Elaborar y diseñar una interfaz gráfica de un control interactivo por vía App
Android, que facilitara la interacción entre los sensores y el usuario.
● Diseñar el prototipo de un sistema que automatice el control de riego en un
jardín.
● Elaborar el circuito electrónico que cumpla cada una de las funciones del
sistema diseñado
● Desarrollar el código en Arduino que permita realizar las funciones
específicas y la interconexión con los circuitos electrónicos de nuestro
sistema diseñado.
● Codificar una aplicación móvil mediante la cual pueda realizarse la
vinculación entre el circuito electrónico, el Arduino y el dispositivo móvil, para
controlar nuestro sistema domótico.
● Evaluar el uso del sistema domótico implementado para medir la satisfacción
de los usuarios.
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NATURALEZA DEL PROYECTO
Actualmente al estudio de viviendas inteligentes se les llama “domótica”, esta se
define como el uso de la tecnología para la creación de viviendas automáticas,
donde los dispositivos están automatizados e integrados a través de una red local
con el objetivo de ayudar a los usuarios.
En repetidas ocasiones nos preguntamos ¿Cómo serán las casas del futuro? E
inmediatamente vienen a nuestra mente imágenes con diseños en formas, quizás
de gusano, de disco, casas rodantes o de gran altura por citar algunos ejemplos.
Sin embargo, lo verdaderamente innovador se dará en el interior de las mismas,
debido a que los avances tecnológicos nos permitirán gozar de diversas
comodidades, todo esto gracias a la existencia y desarrollo de la ingeniería creada
al servicio y para la satisfacción de la humanidad.
El constante crecimiento de la tecnología electrónica, telecomunicaciones y la
informática, conlleva a desarrollar sistemas informáticos cada vez más complejos
para satisfacer las necesidades que existe en la sociedad, el poder brindar confort,
seguridad, control, supervisión, automatización y optimización son procesos que
mejoran la calidad de vida.
Los servicios que ofrece la domótica en nuestra vida diaria sin duda buscan el
confort y la seguridad entre sus principales usuarios, brindando formas de
comunicación que actúen en la interacción a través de dispositivos que realicen una
acción en nuestro hogar. Todas estas ventajas se pueden resumir en un aumento
de la calidad de vida del propietario del hogar o de las personas que lo componen;
esto gracias a la evolución de la tecnología que va contribuyendo al desarrollo de
numerosas áreas, tal el caso de la electrónica e informática que van teniendo un
gran desarrollo en la domótica, por lo tanto, debido a la gran cantidad de empresas
que brinda este servicio a un costo muy alto y aún poco conocido en nuestro medio
es necesario buscar alternativas que nos ayuden a tener el control de la vivienda.
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El uso de Teléfonos inteligentes o Tablets han ido generando un consumo excesivo
en la sociedad, donde un gran porcentaje de esta, posee uno o ambos dispositivos.
La preferencia por uno u otro dispositivo varía de las funcionalidades que requiere
el usuario o simplemente de la condición económica que se posea, es por esto que
debemos utilizar todos los recursos que nos brindan estos aparatos para elevar
nuestra calidad de vida a través de aplicaciones que podamos utilizar fácilmente y
también utilizando plaquetas electrónica llamadas “Arduino” programables.
De esta forma este proyecto está enfocado en diseñar y construir una aplicación
móvil para agilizar el encendido y apagado de las luces de una casa. Esto a causa
de lo molesto que se le hace a la gente ir hasta el interruptor para encender o apagar
las luces de su hogar, por eso, con este proyecto, buscamos otorgar un confort al
usuario y hacer que se sienta cómodo controlando su vivienda haciendo uso de solo
su dispositivo móvil. Usando todos estos medios antes descritos en un sistema
compuesto de elementos computacionales, que permita a un usuario tener acceso
a la información y control de la gestión remota de la vivienda, lo cual la hace
interesante en un entorno donde existen pocas aplicaciones que utilizan esta
tecnología.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA COMUNIDAD A RESOLVER
El uso de focos hoy en día es uno de los temas más controversiales para las
personas en el aspecto de cual convienen mas comprar, cual es el que mas vida útil
tiene, cual convendrá mas para mi casa, etc. En base a la Encuesta Nacional sobre
Consumo de Energéticos en Viviendas Particulares (ENCEVI) que se llevó a cabo
durante el primer semestre de 2018, existen en los hogares mexicanos más de 225
millones de focos (gráfica). En promedio, una casa habitación en nuestro país tiene
7 focos. Gracias a la encuesta, podemos decir que el 82% de la población utilizan
focos incandescentes y ahorradores, y solo el 18% restante utiliza focos led para
iluminar su vivienda, esto dándonos a notar que es muy probable que la gente llegue
a pagar facturas altísimas por el mero uso de ese tipo de focos en comparación con
lo que consume un foco LED en la actualidad, además de que no hay una tecnología
moderna o útil para la comodidad del usuario hoy día.
Nuestro proyecto, además de buscar una solución a la situación de que las personas
en sus hogares no cuentan con focos LED que consumen hasta un 80% menos que
los focos incandescentes, también buscamos brindarles total comodidad al usarlos,
otorgándoles un control total de estos en el aspecto de apagarlos o encenderlos,
dándoles una comodidad que con los otros tipos de focos no se les otorgaría tan
fácilmente.
Después de implementar el sistema de encendido y apagado de los focos LED de
un hogar, podremos notar un gran ahorro de energía y tiempo, junto a un alto nivel
de comodidad, cubriendo así las necesidades e intereses que se les habían
prometido a los usuarios inicialmente.
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DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS FACTORES DE INNOVACIÓN DEL
PROYECTO
La domótica es el conjunto de sistemas y tecnologías integradas que controla al
igual que automatizan las diferentes instalaciones de un inmueble, contribuyendo a
la gestión energética, confort, seguridad, comunicación y accesibilidad entre el
usuario y el sistema. 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') y por lo tanto se lo utiliza siempre que nos refiramos a viviendas
unifamiliares.
Los beneficios que nos da la domótica al proyecto son muchos, y en general cada
día salen nuevos beneficios de ello. Por eso creemos correcto agruparlos en la
siguiente lista:
● El ahorro energético gracias a una gestión de tarifa e “inteligente” de los
sistemas y consumos
● La potenciación y enriquecimiento de la propia red de comunicaciones.
● La más contundente seguridad personal y patrimonial.
● La tele asistencia.
● La gestión remota (v.gr. vía teléfono, radio, internet, tablet, consola de juegos,
etc.) de instalación y equipos domésticos.
● Como consecuencia de todos los anteriores apartados se consigue un nivel
de
confort
muy
superior.
Nuestra
calidad
de
vida
aumenta
considerablemente.
Arduino
Arduino es una plataforma electrónica de hardware libre basada en una placa con
un microcontrolador. Con software y hardware flexibles y fáciles de utilizar, Arduino
ha sido diseñado para adaptarse a las necesidades de todo tipo de público, desde
aficionados, hasta expertos en robótica o equipos electrónicos.
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Ante todo, y sobre todo es un microcontrolador, es decir un ordenador completo
integrado en un chip, con su CPU memoria de programa, memoria de datos y
circuitos para el control de
periféricos. El microcontrolador necesita para su correcto funcionamiento, de
algunos circuitos auxiliares y complementos tales como:
● La entrada de alimentación
● El oscilador de trabajo
● Circuito de RESET
● La conexión USB
● Los accesos a las líneas de entrada y salida, etc.
También consta de un simple, pero completo, entorno de desarrollo, que nos
permite interactuar con la plataforma de manera muy sencilla. Se puede definir por
tanto como una sencilla herramienta de contribución a la creación de prototipos,
entornos, u objetos interactivos destinados a proyectos multidisciplinarios y
multitecnología. La placa Arduino está capacitada para incorporar hardware
adicional, contiene una matriz de terminales en la que se puede añadir hardware de
acuerdo al requerimiento del prototipo a desarrollar.
Ventajas de Arduino
Una curva de aprendizaje mucho más rápida. Podemos invertir el tiempo invertido
en nuestros proyectos para desarrollar otras aplicaciones o aprender cosas nuevas.
El alcance de un proyecto en un tiempo delimitado, partiendo de cero,
indudablemente con Arduino llegaremos más lejos. No quiere decir que sea más
óptimo, sin embargo, completamente funcional seguramente. Una gran comunidad
con mentalidad “Open Source”. ¿Para qué hacemos algo que alguien más ya hizo?
Recordemos: “Solos llegamos más rápido pero juntos llegamos más lejos”. Y
aprovechamos para sugerir que compartan sus resultados y/o avances, bibliotecas,
programas, ejemplos, etc.
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puedes instalar el bootloader con casi cualquier microcontrolador, sin embargo,
Arduino lanzo a las masas el uso del bootloader y sigue siendo una de las cosas
más cómodas a la hora de usar Arduino. Son pocas las tarjetas que hacen uso de
esta tecnología, la mayoría de tarjetas de desarrollo acoplan un programador ICSP
embebidos en sus tarjetas de prueba o desarrollo.
App inventor
Con este tipo de plataforma podremos esperar un importante incremento en el
número de aplicaciones para Android debido a dos grandes factores como es la
simplicidad de su uso, que facilitará la aparición de ciertos números de aplicaciones
y google play, que por el centro de reparto de aplicaciones para Android donde así
cualquier usuario podrá repartir sus creaciones libremente.
App Inventor se lanzó al público un 12 de julio de 2010 originalmente desarrollada
por Google basándose en la investigación de la informática educativa y el trabajo.
Realizando así sus entornos de desarrollo en línea, para así luego ser sostenida por
el Instituto de Tecnología de Massachusetts que está dirigida a personas que estén
afiliado con dicho programa informática. Utilizan un diseño gráfico, que será muy
similar al Scratch y otros. Se ejecutará por medio de la Web, solo si es necesario
ejecutar en una pequeña aplicación para así demostrar su editor de bloques y de su
emulador, e incluso sus aplicaciones se podrán guardar en el sitio Web. Por decir
así se puede acceder a nuestros proyectos desde cualquier parte del mundo
conecta a internet.
Cuando se ha concluido con la construcción, se puede empaquetar la aplicación y
producir una aplicación independiente para instalar. Actualmente se están
desarrollando aplicaciones con esta plataforma para sistemas domóticos por las
razones previamente explicadas.
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Interfaz gráfica de app inventor
En la interfaz gráfica se dividen en: visuales integradas como caja de textos o
botones, que aparecen en la GUI; y como también los elementos no visuales como,
por ejemplo, TinyDB, que no aparecerán en la GUI para poder acceder a dicha
funcionalidad. Los elementos que contiene la GUI son: la paleta de herramientas,
lienzo de trabajo o la pre visualización del diseño de la App, jerarquía de los
componentes y las pertenencias de dichos componentes. Para los cuales de sus
componentes que estén divididos en dichas categorías.
● Básicos
● Multimedia
● Animación
● Conexiones a redes sociales
● Sensores del dispositivo
● Disposición en pantalla
● Lego Mindstorm
● Otros
● Elementos de prueba
En sí, App Inventor. Esto hará que incluye componentes visibles, como incluyendo
imágenes y botones, que se colocaran en una pantalla que simule de los
componentes no visibles, tales como los objetos que serían sensores y conexiones
web. Además de un editor de bloques, en el que se crea la lógica del programa.
Programación en app inventor
La programación es de manera visual mediante el uso de bloques conectados, a
través del Editor de bloques con el que se define cómo se comportará la aplicación,
estableciendo lo que los componentes deben hacer y cuándo hacerlo, es decir, un
ejemplo claro, lo que debe ocurrir cuando el usuario pulsa un botón.
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La ejecución de los bloques se hace de la siguiente manera: de arriba hacia abajo
y de izquierda a derecha. Cada bloque es ejecutado de acuerdo al evento que es
lanzado, que se conectan verticalmente para definir la secuencia de ejecución,
además tienen conexiones horizontales como para salidas y entradas, de dichas
conexiones transmitidas desde el botón derecho que son consideradas como
entradas, y las conexiones en lado izquierdo que serán tanto como las salidas para
la ejecución de dichos bloques.
Entre los elementos de Programación en App Inventor tenemos:
● Sentencias: Al momento de programar siempre necesitamos decirle al
ordenador que haga algo o ejecute que ejecute dicha acción.
● Condiciones: Con cierta frecuencia se necesitarán realizar dichas funciones
que se pueda ocurrir o no. Es decir que en la plataforma de App Inventor
podremos condicionar nuestro software tenemos que tener en cuenta
nuestras estructuras como IfThen, IfThen-Else, While y Choose.
● Bucles: En un bucle que provoca dicha ejecución continua de varias
sentencias. En la plataforma de App Inventor dispondremos de algunos
Bucles While, For Range y Foreach.
● Variables: En ciertas maneras dispondremos de herramientas para poder
definir y a la vez cambiar variables. Para este tipo de acción podrá ser
numérico o como texto y se también declarar e asignarle un valor por primera
vez.
● Eventos: A la vez serán indispensables que ciertos programas que sean
capaces de responder a dicha interacción de usuarios como su interfaz. Es
ahí donde podemos tomar su importancia en dichos bloques de la plataforma
de App Inventor, para poder así ejecutar acciones que produzcan en una
Tablet o celular.
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Programación basada en eventos
En controladores y eventos de las aplicaciones creadas en la plataforma de App
inventor serán orientadas de dichos eventos. Lo cual no llevan a cabo un conjunto
de órdenes predeterminados, sino que también reaccionaran a dichos eventos.
Así que también tendremos como ejemplos al hacer clic como evento de un botón,
arrastrar el índice del dedo o también se podrá tocar en la pantalla.
Con la plataforma de App Inventor es decir en la actividad que se pueda producir en
respuesta a dicho evento la aplicación reaccionara a un nuevo evento “When Do”.
En dicha aplicación reaccionara a un tipo de secuencia de órdenes como
establecerá el color de adentro Azul o cambiará tanto el texto de dicha etiqueta. Los
eventos a mencionar serán divididos en 2 tipos:
● Hacer clic en un botón, tocar o arrastrar en la pantalla, inclinar el teléfono son
eventos iniciados por el usuario.
Una colisión entre Sprites o de estos con los bordes de un elemento de la
● pantalla son eventos automáticos.
Pruebas en el dispositivo
Dichas aplicaciones serán creadas a través de la plataforma de App inventor que
podrán ser ejecutadas en dispositivos de Android de ciertas maneras:
● La aplicación con lo que se almacenara en el empaquetamiento en la nube
mediante un servicio del mismo App Inventor.
● Empaquetamiento en los equipos. Es posible descargar la aplicación en un
archivo de formato apk, el cual puede trasladarse directamente al dispositivo
mediante conexión USB para su instalación.
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● Descarga directa al equipo de trabajo. En caso de que se cuente con un
driver de conexión del dispositivo a la computadora, la aplicación se puede
descargar directamente para su ejecución en el dispositivo
Ejecución y distribución
En una programación visual de los bloques son transformados al lenguaje de
programación Java en lo siguiente del desarrollo Kawa.
Una vez que las aplicaciones son empaquetadas por App Inventor es posible
someterlas a las tiendas de aplicaciones en Android. El archivo Apk es el formato
requerido en Google Play para poder instalarlas en los dispositivos Android.
Proyecto arquitectónico
A la hora de abordar una instalación en una casa inteligente hace falta tener en
cuenta diversas exigencias ambientales, normativas, etc. Ya que el diseño de un
edificio o una vivienda abarca muchas cuestiones.
En este punto simplemente tendremos en cuenta algunas de las características de
las instalaciones automatizadas. La normalización es un factor que hoy por hoy se
encuentra en proceso de desarrollo, hay que tener en cuenta que a pesar las
innovaciones aparecidas, la casa inteligente es un área relativamente nueva a los
órganos que dictan la normativa a seguir han ido creando leyes de medida que se
hacía necesario.
También debemos tener en cuenta que la legislación es variable según la zona
geográfica y cambia en función de los progresos de la tecnología. El diseño de
espacios comunes, es decir, aquellos que comparten los usuarios del edificio, han
de tener en cuenta su naturaleza en cuanto a iluminación, calefacción, control de
acceso, etc. También hay que prestar atención a las canalizaciones a la hora de
diseñar el edificio, tanto para los cables de alimentación eléctrica como para las
señales de audio, video, teléfono, etc.
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Hay que realizar hay que realizar aislamientos convenientes y prevenir los accesos
a las instalaciones eléctricas para posibilitar su mantenimiento.
Ya que el ahorro energético es uno de los objetivos primordiales de la casa
inteligente, es necesaria una dedicación especial en el aislamiento, reduciendo los
coeficientes de perdida de temperatura. Mediante puertas y ventanas podemos
regular la ventilación, pero no conviene olvidar aquellos accesos exteriores de
apertura automática, como ahora la puerta principal o la del garaje.
Sistema eléctrico
Cuando la demanda de energía eléctrica es, en un momento determinado, superior
a la potencia controlada, el sistema de una casa inteligente puede desconectar una
o varias líneas o circuitos eléctricos, con la finalidad de evitar que se interrumpa el
suministro a la vivienda por actuación de las protecciones, en concreto, por
actuación del interruptor de control de potencia y magneto-térmico.
Esta aplicación es especialmente interesante cuando existe una electrificación
importante en la vivienda, por ejemplo, cuando se dispone de calefacción eléctrica
por suelo radiante y techo de apoyo, termo eléctrico para agua caliente sanitaria,
etc.
Aparte del beneficio descrito con anterioridad, esta aplicación permite también
reducir la potencia controlada por el usuario, reduciendo, a su vez, el término fijo de
potencial y el costo mensual de la factura eléctrica. Y el proveedor de energía puede
evitar los principales picos en las redes de suministro.
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PROGRAMA DE TRABAJO
ACTIVIDADES
FEBRERO MARZO ABRIL
Planeación y estructuración del proyecto con los integrantes
del equipo.
Determinación del prototipo en relación con nuestra carrera
técnica.
Estructuración de los alcances de la aplicación móvil.
Especificación de los beneficios que proporcionará el proyecto.
Proyección y planeación de la maqueta, así como de la
implementación del circuito en la misma.
Investigación e inicio de la programación del circuito en
ARDUINO.
Investigación
del
funcionamiento
y
programación
de
ARDUINO, así como de las aplicaciones móviles.
Complementación
de
los
conocimientos
obtenidos
en
semestres pasados con este nuevo lenguaje de programación.
Pruebas inicio de programas base en ARDUINO.
Programación del circuito final del prototipo en ARDUINO.
Programación de la aplicación móvil.
Ensamble de circuitos.
Pruebas de fallo y mejora
Implementación del circuito a la maqueta
MARCO
PRÁCTICA
METODOLÓGICO
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PROCESO DE ELABORACIÓN
Para la elaboración de nuestra aplicación móvil del sistema de encendido y
apagado de las luces LED del hogar programadas con arduino se necesita de
conocimientos en las diferentes áreas de trabajo para conseguir nuestro objetivo
esperado y a partir de estos surgirán otras tareas importantes para a llevar a cabo
cada proceso (véase anexo 1)
DESGLOSE DE REQUERIMIENTOS DE RECURSOS HUMANOS Y
MATERIALES
Recursos humanos:
Para la creación de nuestro sistema de encendido y apagado de las luces LED del
hogar basado en el sistema Arduino necesitamos un técnico con conocimientos
básicos en el uso de la plataforma de AppInventor y del lenguaje de programación
Arduino y el uso de esta además de que tenga un control básico en el campo de la
electrónica para la creación del prototipo de sistema de riego automatizado. Además
de un técnico en programación con las siguientes competencias profesionales:
● Desarrolla una aplicación móvil (submódulo 1)
● Manipula los recursos integrados en un dispositivo móvil (submódulo 1)
● Desarrolla una aplicación móvil (submódulo 2)
● Manipula los recursos integrados en un dispositivo móvil (submódulo 2)
Recursos materiales
MATERIAL
IMAGEN
(1) Placa arduino UNO
DESCRIPCIÓN
Placa electrónica de
hardware libre que
incorpora un
microcontrolador
reprogramable y una
serie de pines hembra.
Estos permiten
17
establecer conexiones
entre el microcontrolador
y los diferentes sensores
y actuadores de una
manera muy sencilla
(1) Modulo Bluetooth HC-
Permite conectar
06
inalámbricamente tus
proyectos con una PC,
Laptop o Smartphone de
forma sencilla.
(10) Cables Jumpers
Un jumper o saltador es
macho-macho
un elemento que permite
cerrar el circuito eléctrico
del que forma parte dos
conexiones.
(2) Resistencia de 220
La resistencia o resistor
ohms
es un componente
ubicado en
prácticamente todos los
circuitos eléctricos. Su
misión es alterar o
modificar el paso de la
corriente y en otros
casos para generar calor.
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(2) LED
LED viene del inglés
Light Emitting Diode que
traducido al español es
Diodo Emisor de Luz.
(1) Protoboard de 400
Es ideal para la
puntos
construcción, y
prototipado rápido, de
circuitos electrónicos o
proyectos de robótica. La
placa acepta tamaños de
cable en el rango de 2920 AWG.
(1) Cable para arduino
Permitirá conectar tu
tarjeta de desarrollo a la
computadora para
descargar programas y/o
realizar la comunicación
serial.
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COSTOS
Materiales
Tienda
1
Placa arduino
uno
$223.39
Modulo
Bluetooth HC06
$127.00
Cables jumpers
macho-macho
Cantidad
Total
$229.00
1
$223.00
$99.00
$102
1
$99.00
$10.00
$10.00
$10.00
10
$10,00
Resistencia de
220 ohms
$2.00
$1.00
$2.00
2
$1.00
Protoboard de
400 puntos
$100.00
$128.00
$129.00
1
$100.00
$4.00
$2.00
$4.00
2
$2.00
$45.00
$32.00
$21.00
1
$21.00
LED
Cable para
arduino
Tienda 2
Tienda 3
$218.00
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VIABILIDAD DEL PROYECTO
Para poder construir nuestro propio sistema domótico se tiene la necesidad de ver
varios aspectos. Conociendo el presupuesto que disponemos para invertir en dicho
sistema, seleccionaremos los dispositivos que más se acople a nuestras propias
necesidades al igual que las características que beneficien en cuanto a la
comodidad.
Por lo cual, nos hemos puesto a fabricar un sistema de domótico accesible al costo
de la placa arduino y otros componentes como módulos, conectores, etc. Y con el
tiempo que los usuarios conozcan los beneficios que la domótica les proporciona,
dichos servicios podrán aumentar por toda la demanda y atractivos porcentajes,
reflejando la conformidad con el uso de los sistemas domóticos que serán
demasiado accesibles a futuro.
Para tal finalidad de un control de iluminación es de sostener al mínimo ciertas
necesidades para una habitación referente al consumo de corriente de sus usuarios.
Las ventajas que tiene la domótica son excelentes, sin embargo, ¿Qué tan factible
es implementarlo en el ámbito local?, para esto se debe analizar qué tan listo está
el mercado local para establecer un producto tan novedoso como lo es Arduino y la
domótica en sí, y que tanta aprobación tendrá.
Las personas coinciden en que el principal inconveniente que la domótica
encuentra, ya sea por el tipo de tecnología o cualquier dispositivo coligado a ésta,
es el factor económico y es que en una comunidad como la nuestra en el lugar
donde no se puede pensar que en todos los hogares se van a ver beneficiados al
invertir en equipos que mejoren plantear una complacencia y cuidado, esto será
visto como una alternativa de necesidad, sin embargo, dejando de lado el factor
monetario y enfocándose en el público que si tiene la oportunidad de adquirirlos y
desea implementar un sistema domótico como el que se está desarrollando en el
actual proyecto es forzoso distinguir que tan bien llena sus expectativas y
necesidades.
21
Posiblemente lo que vuelva más atrayente a la domótica con tecnología Arduino es
que no necesita de la creación de una red de cableado para su funcionamiento y la
mayoría de sus aplicaciones son de software propio y los costos son más accesibles
en lo que respecta a las placas controladoras y los sensores con esta tecnología.
VIABILIDAD TÉCNICA
Para empezar, en este proyecto se hará uso de luces led, las cuales tienen un menor
precio a comparación de los focos incandescentes, beneficiándose en cuanto a
economía se refiere. La duración incrementa en gran medida proporcionando un
ahorro y evitando un intercambio por desgaste frecuente.
Posee tecnología inalámbrica que permite estar a distancia e incluso en movimiento
teniendo el control del encendido y apagado sin el uso de cables de ningún tipo,
únicamente siendo necesario un dispositivo móvil y la aplicación requerida para el
funcionamiento.
La eficiencia energética es mayor en los sistemas de iluminación que aplican
domótica. Evidentemente, al tener un pleno control remoto del sistema, por el hecho
de que las aplicaciones móviles que hacen de panel de control de estos sistemas,
permiten visualizar en un único lugar el rendimiento y consumo, evitando un gasto
innecesario.
VIABILIDAD ECONÓMICA
Como ya es de nuestro conocimiento, para que el proyecto sea rentable y sostenible
es de gran importancia conocer y evaluar si efectivamente existe un mercado el cual
esté interesado en el proyecto que se va a desarrollar. Por lo tanto, como una
tecnología que rara vez se encuentra en el entorno doméstico, se llevó a cabo una
primera investigación sobre el desarrollo de sistemas domóticos y se concluyó que
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el proyecto permitirá una amplia gama de audiencias, desde menores de edad a
mayores de edad, empleados o intereses comerciales.
En la evolución del mercado, entre todos los aspectos posibles, destacan los
siguientes:
Se establecen numerosas asociaciones multidisciplinarias para facilitar el mercado
y definir claramente los estándares para la funcionalidad e interoperabilidad del
sistema.
La evolución de la oferta de sistemas, algunos de los cuales son sistemas de
domótica, seguridad, multimedia y comunicación, han desaparecido del mercado
por no satisfacer adecuadamente la demanda de los consumidores. Usado o no
diseñado con las especificaciones técnicas y estéticas necesarias.
Por último, cabe recordar que, durante mucho tiempo, las ofertas se han diseñado
en función de diferentes criterios adscritos por los usuarios. La estructura del
sistema está hecha al estilo de la casa. Porque las necesidades de los usuarios son
diferentes.
VIABILIDAD SOCIAL
Dentro de la implementación de los sistemas automatizados por la domótica en una
vivienda sin lugar a duda hay diversos beneficios que nos brindan un ahorro en
recursos y confort en los hogares. El bienestar que nos ofrece esta tecnología será
tangible a toda la sociedad.
Una visión más utópica sería la de una sociedad en la que hubiera una reducción
de gasto de energía y de tiempo al momento de realizar las acciones típicas de
encender y apagar la luz, permitiendo la optimización de recursos.
23
En vista de un futuro prolongado tal vez el requerimiento de interruptores se
eliminaría de la vida cotidiana de los usuarios lo cual provocaría que el gasto de
materiales de su fabricación comenzara a disminuir, sin embargo, con la baja
producción de dichos dispositivos también ocasionaría un problema de desempleo
y desencadenaría un problema social para la población; aunque esto simplemente
es un suceso poco probable o muy lejano.
24
RESULTADO Y CONCLUSIONES
En esta tesis, aportamos la investigación, identificación, modelado y creación de
un sistema compuesto con elementos de software y hardware libre, enfocado en
tener el control de una vivienda a través de un dispositivo móvil que tenga el
usuario. .
Podemos confirmar que el proyecto fue ampliamente aprovechado en el aspecto
de recibir conocimientos, pues aquí pudimos conocer conocimientos en las áreas
de electrónica y programación para dispositivos móviles.
En los resultados que nos dio la creación del proyecto pudimos observar que para
cierto tipo de aplicaciones domóticas de bajos recursos se puede tener un sistema
lo suficientemente confiables y estables. Pudimos demostrar el cómo este
proyecto es una alternativa económica al control de las luces LED en nuestros
hogares, si bien puede se mejorado en gran medida con mejores materiales, no
quitamos el hecho de que cumple con su función.
Con esto, podemos decir que logramos los objetivos que se tenían puestos desde
el planteamiento del proyecto.
.
25
INSTRUCTIVO DE INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Se explicará detalladamente y con un lenguaje técnico el proceso de instalación,
operación y la instalación de nuestra aplicación, esto con el objetivo de que el
usuario tenga conciencia del proceso del proyecto, desde el funcionamiento de la
placa arduino, hasta la manera de ejecutar la aplicación para cumplir con el
objetivo planteado (véase anexo 2).
26
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
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ANEXOS
Anexo 1-Proceso de elaboración
Bloque inicial.
Ilustración 1 Bloques Screen 1
29
Ilustración 2 Bloques Screen 2
Interfaz
Ilustración 3 Creación de interfaz de la aplicación
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Código Arduino
//Variables asociadas a los dos LEDs que se van a controlar
int led_1 = 7;
int led_2 = 8;
char valor; //Variable para indicar que llega una orden
void setup() {
pinMode(led_1, OUTPUT); //Puerto de salida de led 1
pinMode(led_2, OUTPUT); //Puerto de salida de led 2
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (Serial.available()) //Si el puerto serie (Bluetooth) está disponible
{
valor = Serial.read(); //Lee el dato entrante via Bluetooth
if (valor == 'A') //Si el dato que llega es una A
{
digitalWrite(led_1, HIGH); //Enciende el led 1
}
if (valor == 'B') //Si el dato que llega es una B
{
digitalWrite(led_1, LOW); //Apaga 1
}
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if (valor == 'C') //Si el dato que llega es una C
{
digitalWrite(led_2, HIGH); //Enciende el led 2
}
if (valor == 'D') //Si el dato que llega es una D
{
digitalWrite(led_2, LOW); //Apaga el led 2
}
}
}
Creación del prototipo
Guiándonos del esquema dado para crear el sistema de iluminación de un hogar y
haciendo uso del material comprado se elaboró un prototipo el cual fue sometido a
diversas pruebas para comprobar su correcto funcionamiento.
32
Prototipo final
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Anexo 2- Instructivo de instalación, operación y mantenimiento
A continuación, procederemos a dar una clara y precisa descripción de la operación
e instalación de nuestra aplicación, haciendo uso del lenguaje técnico a fin de que
el usuario tenga conocimiento de cómo funciona y cómo implementarlo para lograr
sus objetivos.
El sistema funciona básicamente conectando varios elementos, entre ellos: la
aplicación móvil se desarrolla en el entorno de programación del inventor de la
aplicación, el código Arduino se ejecuta a través del software del dispositivo, un
módulo bluetooth que permite la comunicación bidireccional entre todos los
elementos, y por último los distintos circuitos que lo componen Incluyendo cada uno
de los subsistemas que componen el sistema empresarial o conjunto.
Para que funcione de manera efectiva, cada elemento utilizado debe instalarse
correctamente, utilizando un teléfono móvil con tecnología Bluetooth y un circuito
electrónico, la señal se emite desde los elementos del circuito. Cuando se enciende
y apaga el elemento, teniendo en cuenta la función de receptor de drenaje
bidireccional, el circuito envía los datos a la aplicación móvil para su correcta
conexión y óptimo funcionamiento.
Después de instalar la aplicación antes de su uso, la aplicación debe vincularse al
módulo bluetooth del circuito a través de la opción de configuración o los parámetros
del teléfono móvil. El sistema de iluminación funciona de la siguiente manera: cada
botón que emite una señal debe cumplir la función de encender y apagar cada LED
según el plan especificado.
Instalación de la aplicación
1.- Descargar el archivo de la aplicación móvil.
2.- En caso de ser renegado permitir el acceso de instalación de archivos
externos en tu teléfono.
3.- Una vez instalada la aplicación acceder a la misma.
4.- Tener la conexión bluetooth encendida para conectar con la aplicación.
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Instalación del prototipo
1.-Contar con el prototipo de control de luces LED y con el sistema de luces listo.
2.-Ir al cuarto donde quieres probar el prototipo.
3.-Entrar a la aplicación y conectarse al sistema por bluetooth.
4.-Comprobar que el sistema de luces funciona correctamente revisando si las luces
de tu hogar se encienden al momento que tu se los ordenas
Uso de la aplicación
Al ingresar a la aplicación se notará que
tenemos la opción de conectar y
desconectar el dispositivo al prototipo por
bluetooth.
Vamos a entrar a la opción de “Conectar”
para ahí encontrar el nombre de nuestro
prototipo y seleccionarlo para estar
conectados a las luces del hogar
Después de esto, vamos a seleccionar si
queremos encender o apagar las luces
del hogar, esto mandará la orden a la
placa de arduino desde el receptor de
bluetooth donde apagará o encenderá
el foco dependiendo la orden, es un
procedimiento realmente sencillo
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