Presentación del proyecto Fin de carrera de Fernando Pérez Bueno. Desarrollo de un sistema en Arduino + Android para la conservación preventiva de obras de arte. Con medidas de luz, temperatura y humedad.

1. Mota sensora para
monitorización de obras de arte
REALIZADO POR:
Fernando Pérez Bueno
DIRIGIDO POR:
Alberto J. Palma López y Fernando Martínez Martí
ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN
PROYECTO FIN DE CARRERA
Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores

2. Índice
Introducción:
•Conservación preventiva
•Solución propuesta
•Motivación
Desarrollo
•Elección del controlador
•Elección del dispositivo móvil
•Elección del canal de comunicación
•Sensores y adecuación
•Flujo del programa Arduino
•Control de parámetros
•Aplicación ArtSense
•Protocolo de comunicaciones
Evaluación y resultados
•Cumplimiento de objetivos
•Pruebas de alcance
•Estudio de capacidad de transmisión
•Encuesta sobre aplicación ArtSense
•Trabajo futuro
Índice:

3. ºC % HR lux
Control del ambiente en contacto con la obra
Parámetro Diario Anual
Humedad ±5-10 % HR 30-70 % HR
Temperatura ±2-5 ºC 17-27 ºC
Luminosidad 200-500 lux 150.000 lux·hora/año
Otros factores:
• Materia particulada: eliminación del 80%
• SO2 y NO2 : inferior a 10µg/m3
• O3 : inferior a 2µg/m3
Conservación preventiva

4. Planteamiento inicial del sistema
Solución propuesta

5. Aportación cultural al PIB 2,5%
Patrimonio, archivos y bibliotecas (7,3%)
1.900 millones de euros
Junto con las Artes plásticas (21,7%)
5.648 millones de euros
0,54% PIB total
Importancia económica del patrimonio cultural
Fuente: Anuario de Estadísticas Culturales 2014. Ministerio de Educación y Cultura.
Motivación

6. Microcontrolador Mini ordenador
Orientado a hardware Orientado a software
Lectura directa de sensores Lectura analógica a través de hardware
extra
Multitarea NO Multitarea SI
Mayor sencillez Mayor capacidad de procesamiento
Mayor robustez Mayor memoria
Elección del controlador

7. Conexión sencilla de sensores
Amplia oferta de hardware compatible
Capacidad de procesamiento
suficiente
No necesita ser configurado por el
usuario final
Comienza a funcionar con solo
conectarlo a la alimentación
Difícil de dañar
Arduino Mega ADK
Factores clave de Arduino
Elección del controlador

8. Tipo smartphone o tablet
• Versátiles
• Muy extendidos
• Amplia gama de opciones
• No incrementa el coste del proyecto
Elección del dispositivo móvil

9. Cuota de mercado sobre el 80%
Mayor número de usuarios
Mayor versatilidad
Libre
Facilidad de desarrollo
Factores clave de Android
Elección del dispositivo móvil

10. Implementación sencilla en Arduino
Capacidad de transmisión suficiente
Independencia de redes o dispositivos
de terceros
Fácil de conectar
Consumo reducido
Factores clave de Bluetooth
USB Bluetooth dongle
Elección del canal de transmisión

11. Sensores digitales con salida I2C
HIH 6130
Humedad y temperatura
2&1 compensado
TSL2561
Sobre PCB de adaptación a DIP
Sensor de luz ambiente
Sensores

12. Humedad y temperatura Luz ambiente
Adaptación de sensores

13. Flujo del programa Arduino

14. •Se fija un valor Inicial
•Se compara valor actual con inicial
•Se compara valor actual con rango límite
35 %HR<Hini<65 %HR
18 ºC<Tini<26 ºC
LuzMax<5000 lx
Valor Inicial Variación máxima
35 %HR<Hini<65 %HR ±5 %HR
18 ºC<Tini<26 ºC ±2 ºC
LuzMax<5000 lx Límite superior
Bajo Ok Alto
_
Estado
Control de parámetros

15. Aplicación para Android
• Gestión de conexión Bluetooth
• Visualización de los datos
• Almacenamiento- SQLite
• Configuración
ArtSense

16. Temperatura Valor Estado Humedad Valor Estado Luz Valor Estado
Cabecera Valor modificado Rango aceptado
Tset Temperatura central 18 - 26 ºC
Hset Humedad central 35-65 % HR
Lset Luz máxima Hasta 5000 lux
Iset Intervalo de medida 30-3600 s
AskR Temperatura
central
Humedad
central
Luz
máxima
Intervalo de
medida
AskQ
Xset Valor
Protocolo de comunicaciones

17. • Adquisición no invasiva
• Monitorización en tiempo real
• Control de los parámetros
• Generación de alarmas
• Transmisión inalámbrica independiente
• Fácil de usar
• Almacenamiento de datos
• Resultado robusto
Cumplimiento de objetivos

18. Pruebas de alcance

19. Estudio de capacidad de medida
• Límite adquisición: Sensor de luz  400 ms de conversión de datos
• Límite Bluetooth:
- Versión 2.0 + EDR: 2,1 Mbit/s
- Mayor trama: 408 bits + cabecera Bluetooth
aprox. 5397 tramas/s
• Límite empírico: 1 medida/s
• Límite Aplicación:
- Dependencia de recursos disponibles en el SO
- Aprox. 150 ms de procesado e inclusión en la base de datos
- Límite de 1 medida por segundo por el ID de la base de datos

20. Encuesta sobre la aplicación ArtSense
Diseño Puntuación
Me gusta el aspecto visual de la aplicación
Es fácil encontrar la información
Funcionalidad
Los datos son fáciles de interpretar
El código de colores facilita la interpretación
Es fácil establecer la conexión entre los dispositivos
Es fácil acceder a los datos almacenados
Uso
Me ha sido fácil usar la aplicación en general
La aplicación tiene una buena velocidad de respuesta

21. Trabajo Futuro
• Nuevos sensores.............................................
• Gestión activa de parámetros.........................................
• Aumento de distancia de conexión................................
• App multiplataforma................................
• Gestión de los datos.......................................................
• Más opciones de configuración.......................................

22. Gracias por su atención
-
Ruegos y preguntas
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Twitter: @Zareteke