3. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
3
CARATULA............................................................................................................1
DEDICATORIA.......................................................................................................2
ÍNDICE……………………………………………………………………………………3-5
CAPÍTULO 1: SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA....................................................................6
1.1. ÁRBOL DE PROBLEMA(CAUSAS Y EFECTOS) .........................................7
1.2. SOLUCIONES................................................................................................8
1.3. ANTECEDENTES .......................................................................................8-9
EMPRESAS EN EL PERÚ QUE BRINDAN EL SERVICIO DE DOMÓTICA .........10
1.4. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO...........................................................11
1.5. LOCALIZACIÓN ........................................................................................12
1.6. BENEFICIARIOS .......................................................................................12
CAPITULO 2. OBJETIVOS Y SOLUCIONES
2.1. OBJETIVOS DEL PROYECTO .................................................................13
2.1.1 Objetivos Generales ...............................................................................13
2.1.2 Objetivos Específicos .............................................................................13
CAPÍTULO 3. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
3.1 INTRODUCCIÓN .........................................................................................14
3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO................................................................14
3.3 DIAGRAMA EN BLOQUE, OPERATIVIDAD Y FUNCIONAMIENTO...........15
3.3.1 ÁREA CONFORT .................................................................................15-16
3.3.2 ÁREA AHORRO ENERGÉTICO................................................................17
3.3.3 ÁREA SEGURIDAD...................................................................................18
3.3.4 ÁREA CLIMATIZACIÓN............................................................................19
3.4 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS .................................................................20-21
3.5 REPRESENTACIÓN GRAFICA ..............................................................22-25
CAPITULO 4. MARCO TEÓRICO
4.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................26
4.2 VISUALIZADORES PRINCIPALES............................................................26-27
4.3 UNIDAD CENTRAL DE CONTROL............................................................27-33
4.4 DESCRIPCIÓN POR ÁREAS ..........................................................................34
4. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
4
4.4.1 ÁREA CONFORT ......................................................................................34
4.4.2 ÁREA SEGURIDAD...................................................................................34
4.4.3 ÁREA CLIMATIZACIÓN.......................................................................34-35
4.4.4 ÁREA AHORRO ENERGÉTICO................................................................35
4.5 DISPOSITIVOS DE ENTRADA ..................................................................35-36
4.6 ACTUADORES...........................................................................................37-40
CAPITULO 5. ANÁLISIS CUANTITATIVO DEL CIRCUITO (EXPLICACIÓN FUNCIONAL
DEL PROYECTO)
5.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................41
5.2 DESCRIPCIÓN POR ÁREA(diagrama en bloque, circuito, funcionamiento,
programación, simulación y características técnicas de componentes)............41
5.2.1 CENTRAL DE MONITOREO .....................................................................41
5.2.2 ÁREA AHORRO ENERGÉTICO...........................................................42-47
5.2.3 ÁREA DE CLIMATIZACIÓN.................................................................48-51
5.2.4 ÁREA DE SEGURIDAD........................................................................51-53
5.2.5 ÁREA DE CONFORT ...........................................................................54-56
5.3 FUENTE ATX .............................................................................................56-57
5.4 DIAGRAMA DE BLOQUE GENERAL.............................................................58
CAPITULO 6. MANTENIMIENTO
6.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................59
6.2 DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO ...............................................................59
6.3 FUNCIONES DEL MANTENIMIENTO.............................................................59
6.4 PROCESOS O FASES DEL MANTENIMIENTO .............................................60
6.5 TIPOS Y NIVELES DEL MANTENIMIENTO....................................................60
6.5.1 mantenimiento correctivo........................................................................60
6.5.2 mantenimiento rutinario ..........................................................................60
6.5.3 mantenimiento proactivo, presión ..........................................................60
6.5.4 mantenimiento programado ....................................................................60
6.5.5 mantenimiento predictivo........................................................................61
6.5.6 mantenimiento preventivo.......................................................................61
6.5.7 cuadro de Mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo .............61
6.6 DEFINICIÓN DE FALLAS ...............................................................................62
6.7 TÉCNICAS PARA DETERMINACIÓN DE FALLAS ........................................62
6.8 DIAGNÓSTICO DE FALLAS Y REPARACIONES .........................................63
5. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
5
6.9 CUADRO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO..............................................64
6.10. CUADRO DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO ......................................65
6.11. EQUIPOS, HERRAMIENTAS DE MANTENIMIENTO................................65
6.12. PLAN DE MANTENIMIENTO ....................................................................66
CAPITULO 7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Y PRESUPUESTO
7.1 PLANIFICACIÓN DE Actividades ................................................................67
7.2 ANÁLISIS DE COSTO Y PRESUPUESTO......................................................67
CAPITULO 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
8.1. CONCLUSIONES ......................................................................................68
8.2. RECOMENDACIONES ..............................................................................68
8.3. Anexo ...................................................................................................69-70
6. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
6
CAPÍTULO 1: SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Desde el 2011 hasta el 2015, la inseguridad y la delincuencia siguen siendo percibidas
por la ciudadanía peruana como uno de los problemas más importantes del país, tal como
lo continúan comprobando diversas encuestas de opinión. La encuesta de Lima Cómo
Vamos del 2014 Y EL 2015 muestra que el 82% de la población de Lima Metropolitana
considera la inseguridad como el principal problema que afecta su calidad de vida1
. Más
de la mitad de los ciudadanos de san Martin de Porres, el 68.1%, ha sufrido robo o intento
de robo2
. Por este gran problema que afecta a la ciudadanía planteamos el siguiente
proyecto “CONTROL DOMÓTICO DE UN VIVIENDA CON
ARDUINO”
1
http://www.seguridadidl.org.pe/sites/default/files/INFORME%20ANUAL%202015_%20IDL-SC.pdf
2
http://diariocorreo.pe/ciudad/inei-revela-graves-cifras-sobre-inseguridad-182852/
7. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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7
ARBOL DEL PROBLEMA
8. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
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1.2. SOLUCIONES
Brindar confort y automatización de tareas domésticas
reducir el trabajo doméstico, aumentando el bienestar y aportando una
serie de comodidades.
Brindar seguridad personal y patrimonial
El sistema de seguridad abarca las tres áreas básicas de la seguridad: la
prevención, la alarma y la reacción.
El ahorro de energético es algo que no se nota en un primer momento pero
si a largo plazo.
Comunicaciones Es la capacidad para establecer conexiones con la
vivienda para saber el estado de la misma sin la necesidad de estar en ella.
1.3. ANTECEDENTES
CHALÉ SUN & WHITE
NOMBRE: Chalé Sun &
White
LOCALIZACIÓN: Barcelona,
España
AÑO: 2015
TAMAÑO: 200m²
PARTNER Gestión Integral
Dinámica (GID)
El control de acceso y el garaje son
intercomunicadas con El vídeo portero Loxone
Intercom permite ver quién está delante de la
puerta principal mediante la App. Aunque los
propietarios se encuentren fuera de casa, pueden
conectarse al vídeo portero La puerta del garaje
se ha automatizado y realmente es de las
opciones que aportan más confort y seguridad en
casa. En el interior y exterior de la casa se han
instalado cámaras de vídeo vigilancia para
complementar el sistema de seguridad
Datos generales Nacionales: De acuerdo a la tesis del
Ingeniero Wally Rodríguez de la Pontífica
Universidad Católica del Perú
Torre Javier Prado.- .- Ubicado en la
urbanización Jardín, que está situado en
la Av. Javier Prado y colinda con las
calles Francisco Masías y la calle Las
Begonias en San Isidro, provincia de
Lima.
La torre de oficinas está diseñada con todas las
características y requerimientos de un edificio
inteligente bajo las normas del RNE Reglamento
Nacional de Edificaciones,
16 ascensores para atender a los empleados y
al público en general
Aire acondicionado centralizado y monitoreado
de modo independiente.
Equipos de presurización activados
automáticamente en caso de incendios.
Grupo Electrógeno que se activa en casos de
corte de suministro y abastece a los circuitos
de emergencia de iluminación, ascensores,
sistemas de seguridad y equipos de
emergencia.
Cuenta con Sistemas de Seguridad
controlando problemas como incendio o
intrusión
9. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
9
Aeropuerto Jorge Chávez
Según Pablo Huapaya Gerente de
Territorio para Perú y Bolivia de
Panduit-2011
El edificio está 100% integrado. Desde los
televisores donde aparecen los vuelos, hasta
los controles de acceso para diversas áreas.
se le instalo un nuevo radar y un sistema de
aterrizaje (que comprende sistemas de ayuda
luminosa, equipos Sistema Automático de
Información Meteorológica). Con ello, podrá
recibir vuelos inclusive en condiciones de nula
visibilidad, convirtiéndose en un terminal
Categoría III, la misma que en Sudamérica solo
ostentan los de Buenos Aires y Santiago.
Banco Interbank El edificio del Banco
Interbank construido en el 2001, ubicado
en el cruce de la Av. Javier Prado y la
Vía Expresa
La Torre ha sido elegida como una de las
construcciones más espectaculares de
Latinoamérica. Fue diseñada por el arquitecto
austriaco Hans Hollein,
Cuenta con sistemas electrónicos, tales como
Control de Accesos y circuito Cerrado de
Televisión, que son operados a través del centro
de control de una manera centralizada.
Registro de consumo energético eléctrico
a través de controladores digitales.
Extracción de monóxido de carbono en
sótanos.
Detección y alarma de incendio.
Seguridad a través de un panel inteligente
que se encarga del monitoreo de los
dispositivos de seguridad.
Circuito cerrado de televisión.
Control de acceso.
Control electromecánico.
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
10
a) Empresas que brindan servicio de domótica en lima –Perú
BTICINO DEL PERU3
MTECHPERU 4
LCNPERU 5
b) Materiales que usan:
Componentes utilizados Tecnología utilizada
1x Miniserver
5x Extensions
2x 1-wire Extensions
1x Air Base Extensión
Dimmer RGB
Tiras LED RGB
Válvulas 0-10 proporcionales
Sensor de temperatura 1-wire
Sensor de temperatura y humedad Air
Fuentes de alimentación
Sensor de lluvia
Anemómetro (previsión de instalar
toldos)
Sensor de ultrasonidos para el control de
nivel del depósito..
Tecnología 1 para el control de los
sensores de temperatura para el
control de la temperatura de las
habitaciones.
Iluminación LED RGB para las
escenas de color e iluminación a bajo
consumo..
Control de la calefacción vía suelo
radiante, frío y calor, con conductos y
rejillas en todas las estancias.
Control de la recirculación del agua
caliente.
Programación de avisos vía email y
notificaciones.
3
http://www.bticino.com.pe/
4
http://www.mtechperu.com/domotica.php
5
http://www.lcnperu.com/
11. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
11
1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
Debido a la situación descrita en la problemática con ayuda de datos del INEI se busca
mejorar de cierta manera la calidad de vida de los habitantes de las viviendas de la
población de San Martin de Porres con el ahorro energético, la seguridad, confort y
climatización pequeño fuera dicha idea, para los usuarios este aporte será de mucho
beneficios porque ayudara más a la comodidad de los integrantes de su familia y la de su
comunidad.
Por medio de este proyecto CONTROL DOMOTICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO
el usuario obtendrá la satisfacción de saber que con el uso de las aplicaciones de la
domótica hacen su vida simplemente más fácil. En la actualidad se busca mejorar de
cierta manera las vidas de las personas y optimizar los recursos básicos del hogar.
La encuesta realizada en el distrito de San Martin de Porres nos muestra que la mayoría
de las poblaciones encuentra interesados en implementar e invertir en un sistema
domótico que brinde seguridad y comodidad a su familia.
También Se consideró el estudio del impacto energético en una vivienda, el
calentamiento global nos está llevando a una nueva forma de vida, tomando en cuenta el
uso de energías renovables y la optimización de los recursos energéticos con los que ya
contamos. Mediante el monitoreo y control automático, se solucionan ambos problemas,
utilizando herramientas tecnológicas que permiten tomar decisiones en beneficio de la
seguridad y el ahorro energético. Luego de estudiar el índice de robos a domicilios en el
país, se tomó la decisión de adaptar al módulo de control automático un sistema de
seguridad, es decir que sin Adicionar muchos dispositivos, optimizando los recursos para
brindar más opciones al usuario del sistema de automatización domiciliara, con esto se
cubrirá los problemas de ahorro energético ya que también podremos monitorear,
seguridad de los equipos, control y monitoreo de iluminación y climatización,
adicionalmente se agregó un control de voz para que personas con capacidades
especiales puedan manipular el sistema.
12. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
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1.4. LOCALIZACIÓN
El presente proyecto “CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
(domótica) se llevara a cabo en las instalaciones del instituto AVANSYS- entre la Avenida
Uruguay n°514 Y la avenida Alfonso Ugarte.
1.5. BENEFICIARIOS
Los diferentes pequeñas y medianas empresas además de viviendas con familias que
cuenten con economía para implementar un sistema domótico en sus hogares de San
Martin de Porras y a largo plazo optando por todo los distritos de lima metropolitana,
interesados en un sistema domótico que brinde comodidad y seguridad al beneficio del
usuario.
13. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
13
CAPITULO 2. OBJETIVOS Y SOLUCIONES
2.1 Objetivos Generales
Diseñar e Implementar un sistema domótico para el control de iluminación,
climatización, seguridad y confort con la finalidad de conseguir mejoras en
la calidad de vida. Ésta se realizaran añadiendo los 4 grandes grupos en
los que se agrupan los servicios demótico: AHORRO ENERGÉTICO;
CLIMATIZACIÓN, CONFORT; SEGURIDAD.
2.2 Objetivos Específicos
a. Implementar un área de simulación de escenas y fiesta
b. implementar un Sistema de seguridad.
c. Automatizar las puertas y ventanas.
d. Controlar la temperatura de la casa.
e. Controlar el encendido y apagado de luminarias
f. Monitorear el sistema demótico mediante un celular.
14. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
14
CAPÍTULO 3. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
3.1 INTRODUCCIÓN
El presente proyecto de “CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA CON
ARDUINO” (domótica). En este capítulo detallaremos los principales parámetros del
Sistema de alarmas y cámaras de video vigilancia (Seguridad); Control de puertas y
ventanas con Rf; control de temperatura de ambiente donde se especificará las
características técnicas. También se pone en conocimiento todo el sistema
mediante la explicación del funcionamiento y operación del control y por último un
manual donde se explica el uso correcto del sistema. Además el proyecto
“CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO” contará con un
monitor Smart phone donde se visualizará la trayectoria de funcionamiento de las
cámaras de video vigilancia.
3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El Proyecto domótico se va a realizar para una vivienda unifamiliar . En la
vivienda en la parte baja se encuentra el garaje, salón comedor, cocina, baño y
un dormitorio individual mientras que en la planta superior se localizan dos
dormitorios individuales, un baño y un dormitorio principal, con su propio baño.
En un primer lugar tras la entrevista con el cliente se definen, los servicios
que desea sean implementados en la vivienda. En este caso, el cliente ha
demandado control de iluminación, control de alarmas técnicas, y climatización
de toda la instalación. Con estas demandas se procede a elegir cuales son
las mejores opciones para el cliente para implementar dichos servicios, tanto
en la tecnología domótico a implementar como en los componentes. Debido a
las demandas del cliente se optó por el para ser el utilizado en este proyecto.
Los servicios demandados por el cliente para la vivienda son los siguientes:
Encendido automático de luces.
Controlar la cantidad de luz en ciertas estancias.
Detectar y detener fugas de gas y agua.
Control de la calefacción de la casa.
Sistema de seguridad para evitar el allanamiento.
15. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
15
DIAGRAMA DE SECUENCIA GENERAL
3.3 OPERATIVIDAD Y FUNCIONAMIENTO
3.3.1 CONFORT
Las aplicaciones en esta área funcional tienen una gran finalidad, basada en
la simplificación de algunas tareas del hogar, creando nuevos hábitos de uso
para el usuario, destinados siempre en un incremento del confort.
3.3.1.1 GARAJE
La puerta del garaje se abrirá cuando pulsemos el mando a distancia, posterior
de la puerta se encenderá las luces del garaje. A continuación cuando
transcurra un tiempo establecido se cerrará a puerta y se apagará las luces
automáticamente.
TABLET
CONFORT
GARAJE
SEGURIDAD
ALARMAS CAMARAS
CLIMATIZACION
AIRE
ACONDICIONADO
CALEFACCIÓN
AHORRO
ENERGETICO
ILUMINACIÓN
16. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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16
DIAGRAMA EN BLOQUE (ÁREA CONFORT)
CELULAR
BLUETOOTH
ARDUINAO
MODULO RELE
MOTOR
PUERTA VENTANA
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
17
3.3.2 AHORRO ENERGÉTICO
Horro energético es uno de los puntos más importantes dentro de los hogares, por ello
optamos por instalar e implementar un sistema de control de luminosidad de las luces.
3.3.2.1 ILUMINACIÓN
La iluminación está controlada mediante un programa androi por medio de un
celular Es decir intercomunicada con un módulo bluetooh a una distancia de 10
mts el usuario puede manipular el encendido y apagado de las luminarias asi
como bajar y subir la intensidad de la luminaria. .
BLOQUE AREA AHORRO ENERGETICO
18. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
18
3.3.3 ÁREA SEGURIDAD
3.3.3.1 Protección contra intrusos
En cuanto al área de seguridad se ha optado por datar a la vivienda de una
protección integral con sensor ultrasónico interconectada con una sirena.
3.3.3.2 Cámaras
En cuanto a las cámaras tienen una gran función en el área de seguridad ya
que en ella se puede visualizar y grabar los diferentes puntos de la vivienda
fuera de la casa.
3.3.3.3 Alarmas técnica
Estas alarmas tienen como finalidad evitar el riesgo personal en a vivienda
(escape de gas, intrusión, incendio, etc.)
DIAGRAMA EN BLOQUE AREA SEGURIDAD
BLOQUE 1 BLOQUE 2
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
19
3.3.4 CLIMATIZACIÓN
La instalación de la climatización en la vivienda (calefacción y aire acondicionado) se
dividen en dos zonas independientes de regulación y programación.
La vivienda tiene el uso o condiciones térmicas distintas en el sistema domótica, esta
gestión es por zonas siguiendo una misma programación para cada una de ellas, así
aseguramos la temperatura deseada por el usuario en cada una de las zonas
disponibles. Esta aplicación permite un ahorro de energía al incrementar la eficiencia
global de la instalación “solo se climatizan aquellas zonas de la vivienda que son
necesarias”.
a) Nivel de temperatura de confort: es el estado normal de funcionamiento
de la climatización, que se da cuando los usuarios de la casa se
encuentran en ella este es de 20°c.
.
BLOQUE DE ÁREA CLIMATIZACIÓN (aire frio o aire calor)
20. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
20
3.4 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
CONTROL DE PERCIANAS CONTROL DE GARAJE
CONTROL DE ILUMINACIÓN
21. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
21
CIRCUITO DE ALARMAS
Protección contra intrusos
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
22
3.5 REPRESENTACIÓN GRÁFICA
PLANO DE CONTRUCCION CIVIL
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23
Vista frontal
Vista perpendicular
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24
Vista perspectiva piso 1
Vista perspectiva primer piso
25. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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25
Vista lateral
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
26
CAPITULO 4. MARCO TEÓRICO
4.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo especificaremos todos los diferentes componentes posibles a utilizar
dentro de un proyecto domótico y sus respectivas características y funcionamiento.
4.2 VISUALIZADORES PRINCIPALES
Ordenadores portátiles: Los ordenadores portátiles son equipos que pueden ser
trasladados de un sitio a otro y donde se integra todo lo necesario para que
funcione sin tener que estar continuamente conectándole periféricos. Todo viene
incluido, incluyendo el ratón, teclado, memoria, disco duro, etc. Tiene también una
batería que le da autonomía para funcionar ciertas horas sin estar conectado a un
recurso eléctrico externo.( celulares, tablets, laptops).
LA TABLETA funciona como una computadora, solo que más ligera en peso y
más orientada al multimedia, lectura de contenidos y a la navegación web que a
usos profesionales. Para que pueda leerse una memoria o disco duro externo
USB, debe contar con USB, Dependiendo del sistema operativo que implementen
y su configuración, al conectarse por USB a un ordenador, se pueden presentar
como dispositivos de almacenamiento, mostrando solo la posible tarjeta de
memoria conectada, la memoria flash interna, e incluso la flash ROM. Por ejemplo
en Android el usuario debe de activar el modo de dispositivo de almacenamiento,
apareciendo mientras como una ranura sin tarjeta. Y Las ventajas y desventajas
dependen en gran medida de opiniones subjetivas.
En el CELULAR la comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión
entre centrales móviles y públicas. Según las bandas o frecuencias en las que
opera el móvil, podrá funcionar en una parte u otra del mundo. La telefonía móvil
consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras o receptoras de
radio (repetidores, estaciones base y una serie de centrales telefónicas de
conmutación de 1.er y 5.º nivel, que posibilita la comunicación entre terminales
telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos
de la red fija tradicional.
LAPTOPS es un ordenador personal móvil transportable, que pesa normalmente
entre 1 y 3 kg. Capas de realizar la mayor parte de las tareas que realizan los
ordenadores de escritorio, con similar capacidad y con la ventaja de su peso y
tamaño reducidos; también a que tienen la capacidad de operar por un período
determinado sin estar conectadas a una red eléctrica.
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
27
Ordenadores estáticos: PC u ordenadores de uso personal o PC industriales
define un equipo diseñado para un uso general y para una o varias personas.
Tipos de pc estáticos o de mesa:
a) Computadoras de uso doméstico en hogares: dedicadas al entretenimiento
(multimedia, videojuegos, etc.) y a tareas domésticas.
b) Computadoras de oficina o industrias para los usuarios de una empresa:
relacionado normalmente a las tareas productivas, mantenimiento y
administrativas de los empleados: creación de informes, visualización de
procesos, etc.
4.3 UNIDAD CENTRAL DE CONTROL:
Es la parte del sistema domótico encargada de almacenar toda la información de los
distintos elementos de control y transmitirlas por el bus de comunicaciones, para que
sean recibidas por cada uno de los dispositivos destinatarios. Otra función es
gestionar todos los estados de cada dispositivo. Las unidades de control tienen una
comunicación directa con todos los dispositivos que están conectados en el mismo
bus, están continuamente recibiendo información de los dispositivos de entrada y
dependiendo su programación que se les ha introducido ejecutarán dichas órdenes
accionando los actuadores. Las unidades de control también son llamados nodos.
Incorporan en su hardware micro controladores o microprocesadores que tienen la
función de compilar el programa efectuado por el usuario y ejecutar estas secuencias
de código del programa dependiendo las circunstancias que puedan suceder en la
vivienda. No todas las unidades de control son iguales, dependerá del sistema
domótico que se escoja para la instalación de la vivienda (sistemas basados en
corrientes portadoras, sistemas basados en autómatas programables, sistemas
domótico inalámbricos, sistemas basados en protocolos estándar).
28. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
28
ARDUINOS:
Arduino en el hardware consiste en una placa de circuito impreso con un
microcontrolador, usualmente Atmel AVR, con puertos digitales y analógicos de
entrada/salida, los cuales pueden conectarse a placas de expansión.
Con un lenguaje de programación formal (cuyos símbolos primitivos y reglas para unir
esos símbolos están formalmente especificados; símbolos primitivos llamados alfabeto)
diseñado para realizar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las
computadoras.
Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de
una máquina, para expresar instrucciones o reglas bien definidas (algoritmos), o como
modo de comunicación humana.
Está formado por un conjunto de símbolos, reglas y principios sintácticos que definen su
estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se
escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario) y se mantiene el código
fuente de un programa informático llamado programación
LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN
La plataforma Arduino se programa mediante el uso de un lenguaje propio basado en el
lenguaje de programación de alto nivel que es similar a C++.
Funciones básicas y operadores de programación
Arduino está basado en C y soporta todas las funciones del estándar C
Sintaxis básica
Delimitadores: {}; Comentarios: //, /* */
Cabeceras: #define, #include
Operadores aritméticos: +, -, *, /, %
Operadores de comparación: ==, !=, <, >, <=, >=
Operadores Booleanos: &&, ||, !
Operadores de acceso a punteros: &
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“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
29
Estructuras de control
Condicionales: if, if...else, switch case
Bucles: for, while, do. while
Bifurcaciones y saltos: break, continue, return, goto
Constantes
HIGH/LOW: representan los niveles alto y bajo de las señales de entrada y salida. Los
niveles altos son aquellos de 3 voltios o más.
INPUT/OUTPUT: entrada o salida.
false (falso): Señal que representa al cero lógico. A diferencia de las señales
HIGH/LOW, su nombre se escribe en letra minúscula.
true (verdadero): Señal cuya definición es más amplia que la de false. Cualquier
número entero diferente de cero es "verdadero", según el álgebra de Boole, como en
el caso de -200, -1 o 1. Si es cero, es "falso".
Tipos de datos
Void, boolean, char, unsigned char, byte, int, unsigned int, word, long, unsigned long,
float, double, string, array.
Conversión entre tipos
Estas funciones reciben como argumento una variable de cualquier tipo y devuelven una
variable convertida en el tipo deseado.
char(), byte(), int(), word(), long(), float()
Funciones básicas
E/S digital
pinMode(pin, modo).
digitalWrite(pin, valor).
int digitalRead(pin).
E/S analógica
analogReference(tipo)
int analogRead(pin)
analogWrite(pin, valor)
30. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
30
Tiempo
unsigned long millis()
unsigned long micros()
delay(ms)
delayMicroseconds(microsegundos)
Bits y Bytes
lowByte(), highByte(), bitRead(), bitWrite(), bitSet(), bitClear(), bit()
Interrupciones
interrupts(), noInterrupts()
Comunicación por puerto serie
Las funciones de manejo del puerto serie deben ir precedidas de la palabra "Serial"
aunque no necesitan ninguna declaración en la cabecera del programa. Por esto se
consideran funciones base del lenguaje.24
Estas son las funciones para transmisión serial:
begin(), available(), read(), flush(), print(), println(), write()
Manipulación de puertos
Los registros de puertos permiten la manipulación a más bajo nivel y de forma más rápida
de los contactos de entrada/salida del microcontrolador de las placas Arduino.25
Los
contactos eléctricos de las placas Arduino están repartidos entre los registros B(0-7), C
(analógicos) y D(8-13). Mediante estas variables ser observado y modificado su estado:
DDR[B/C/D]: (o dirección del registro de datos) del puerto B, C ó D. Es una variable de
Lectura/Escritura que sirve para especificar cuáles contactos serán usados como
entrada y salida.
PORT[B/C/D]: (o registro de datos) del puerto B, C ó D. Es una variable de
Lectura/Escritura.
PIN[B/C/D]: (o registro de pines de entrada) del puerto B, C ó D. Variable de sólo
lectura.
Tipos:
Arduino nano
Arduino uno
Arduino mega
31. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
31
Atmel AVR
Los AVR son una familia de microcontroladores RISC del fabricante estadounidense
Atmel. La arquitectura de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el Norwegian
Institute of Technology, y posteriormente refinada y desarrollada en Atmel Norway, la
empresa subsidiaria de Atmel, fundada por los dos arquitectos del chip. Cuenta con
bastantes aficionados debido a su diseño simple y la facilidad de programación. Se
pueden dividir en los siguientes grupos:
ATxmega: procesadores muy potentes con 16 a 384 kB de memoria flash
programable, encapsulados de 44, 64 y 100 pines (A4, A3, A1), capacidad de
acceso directo a memoria (DMA), eventos, criptografía y amplio conjunto de
periféricos con conversor digital/analógico (DACs).
ATmega: microcontroladores AVR grandes con 4 a 256 kB de memoria flash
programable, encapsulados de 28 a 100 pines, conjunto de instrucciones
extendido (multiplicación y direccionamiento de programas mayores) y amplio
conjunto de periféricos.
ATtiny: pequeños microcontroladores AVR con 0,5 a 8 kB de memoria flash
programable, encapsulados de 6 a 20 pines y un limitado set de periféricos.
AT90USB: ATmega integrado con controlador USB
AT90CAN: ATmega con controlador de bus CAN protocolo de
comunicaciones desarrollado por la firma alemana basado en una topología bus
32. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
32
para la transmisión de mensajes en entornos distribuidos. ofrece una solución a la
gestión de la comunicación entre múltiples CPUs.
Tipos especiales: algunos modelos especiales, por ejemplo, para el control de los
cargadores de baterías, pantallas LCD y los controles de los motores o la
iluminación.
AT90S: tipos obsoletos, los AVRs clásicos
Los modelos Arduino Diecimila, Arduino Duemilanove y Arduino Mega están
basados en los microcontroladores ATmega168, ATmega328 y ATmega1280
ATmega168 ATmega328 ATmega1280
Voltaje operativo 5 V 5 V 5 V
Voltaje de entrada
recomendado
7-12 V 7-12 V 7-12 V
Voltaje de entrada
límite
6-20 V 6-20 V 6-20 V
Contactos de
entrada y salida
digital
14 (6 proporcionan PWM)
14 (6
proporcionan PWM)
54 (14
proporcionan PWM)
Contactos de
entrada analógica
6 6 16
Intensidad de
corriente
40 mA 40 mA 40 mA
Memoria Flash
16KB (2KB reservados
para el bootloader)
32KB (2KB reservados
para el bootloader)
128KB (4KB reservados
para el bootloader)
SRAM 1 KB 2 KB 8 KB
EEPROM 512 bytes 1 KB 4 KB
Frecuencia de
reloj
16 MHz 16 MHz 16 MHz
33. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
33
Estructura interna microcontrolador Estructura interna de un Atmel AVR
Biblioteca de un arduino
Serial
Lectura y escritura por el puerto serie.
EEPROM
Lectura y escritura en el almacenamiento permanente.
read(), write()
Ethernet
Conexión a Internet mediante “Arduino Ethernet Shield“. Puede funcionar como servidor
que acepta peticiones remotas o como cliente. Se permiten hasta cuatro conexiones
simultáneas.31
Los comandos usados son los siguientes:
Servidor: Server(), begin(), available(), write(), print(), println()
Cliente: Client(), connected(), connect(), write(), print(), println(), available(), read(),
flush(), stop()
Cristal
Control de LCDs con chipset Hitachi HD44780 o compatibles. La biblioteca soporta los
modos de 4 y 8 bits.
attach(), write(), write Microseconds(), read(), attached(), detach()
Software Serial
Comunicación serie en contactos digitales. Por defecto Arduino incluye comunicación sólo
en los contactos 0 y 1 pero gracias a esta biblioteca puede realizarse esta comunicación
con los restantes
34. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
34
4.4 DESCRIPCIÓN, POSIBLES COMPONENTES Y MATERIALES A USAR
4.4.1 ÁREA DE CONFORT
Esta área conlleva todas las actuaciones que se puedan llevar a cabo que mejoren el
confort en una vivienda. Dichas actuaciones pueden ser de carácter tanto pasivo,
como activo o mixtas.
Iluminación:
Apagado general de todas las luces de la vivienda
Automatización del apagado/encendido en cada punto de luz
Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente
Automatización de todos los distintos sistemas/instalaciones/dotándolos de control
eficiente y de fácil manejo
Integración del portero al teléfono, o del video portero al televisor
Control vía Internet
Generación de programas de forma sencilla para el usuario y automatización
4.4.2 ÁREA DE SEGURIDAD
Consiste en una red de seguridad encargada de proteger tanto los bienes patrimoniales,
como la seguridad personal y la vida.
Alarmas de intrusión (anti intrusión): Se utilizan para detectar o prevenir la presencia
de personas extrañas en una vivienda o edificio.
Detección de un posible intruso (Detectores volumétricos o perimetrales).
Cierre de persianas puntual y seguro.
Simulación de presencia.
Acceso a cámaras IP.
A modo de ejemplo, un detector de humo colocado en una cocina eléctrica, podría
apagarla, cortando la electricidad que va a la misma, cuando se detecte un incendio.
4.4.3 ÁREA DE CLIMATIZACIÓN
Climatización y calderas: programación y zonificación, pudiéndose utilizar un termostato.
Para censar la temperatura ambiente de la climatización o de la caldera.
Célula portier: Lo que lo hace aún más interesantes es el hecho de que, al
invertir la polaridad de alimentación, se invierta también su funcionamiento; es
decir: la superficie que antes generaba frío empieza a generar calor, y la que
generaba calor empieza a generar frio.
35. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
35
Aire acondicionado: En la unidad exterior es donde está el motor o compresor
que es el encargado de, como su propio nombre indica, comprimir el gas. Al
comprimirse el gas se convierte en estado líquido y su temperatura aumenta. A
continuación es impulsado hacia el condensador, que es el “radiador” que hay en
la máquina exterior. Si tienes aire acondicionado podrás observar lo que se explica
y verás cómo en su funcionamiento este expulsar aire caliente. Pues bien, llegado
al condensador lo que se hace es robarle calor y este proceso se llama sub-
enfriamiento. Al robarle calor el gas empieza a convertirse en estado gaseoso
(aunque no del todo) iría una mezcla de gas líquido y gaseoso hasta la válvula de
expansión. La válvula de expansión lo que produce es una pérdida de carga en el
refrigerante, produciendo una bajada de la presión y de la temperatura del gas.
Este proceso es igual que cuando usamos un desodorante en spray. Tenemos un
gas líquido y al presionar el spray se pulveriza y sale frío.
4.4.4 ÁREA DE AHORRO ENERGÉTICO
El ahorro energético no es algo tangible, sino un concepto al que se puede llegar
de muchas maneras. En muchos casos no es necesario sustituir los aparatos o sistemas
del hogar por otros que consuman menos energía sino una gestión eficiente de los
mismos. Se pueden encender o apagar la caldera usando un control de enchufe,
mediante telefonía móvil, fija, Wi-Fi o Ethernet. Control de toldos y persianas eléctricas,
realizando algunas funciones repetitivas automáticamente o bien por el usuario
manualmente mediante un mando a distancia: Con un mando a distancia o control central
se puede accionar un producto o agrupación de productos y activar o desactivar el
funcionamiento del sensor.
4.5 DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Podemos encontrar mandos a distancia, teclados y sensores entre los más peculiares.
LOS SENSORES son los dispositivos encargados de captar cualquier cambio físico o
alteración del entorno de la vivienda y transmitir estos cambios de variables a la unidad de
control o nodo, para que éste/os procedan la información y consiguientemente actúen
dependiendo de los datos recibidos de los sensores. Podemos denominar sensor a aquel
dispositivo que esté compuesto de las tres siguientes etapas:
Etapa transductor. Su misión es convertir las variaciones físicas captadas en
magnitudes de señal.
Etapa de acondicionamiento de señal. Su misión es regular o adecuar la señal
captada por el transductor y adecuarla para la etapa de salida.
Etapa de salida. Su misión es adecuar la señal recibida y enviársela a la unidad de
control, nodo o actuador.
36. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
36
Sensor de temperatura: termostatos: Es un sensor destinado a regular la temperatura
interna de una vivienda por medio de calefacción o refrigeración. Están basados en un
elemento bimetálico, de forma que abren el circuito (el elemento bimetálico se deforma
accionando un contacto libre de potencial) cuando la temperatura es superior a la
programada, y cierran el circuito en caso contrario, el de refrigeración. En ocasiones
deseamos poder controlar o conocer la temperatura de recintos independientes a 31 2
Elementos de un sistema domótico la vivienda, ya sea sótanos, terrazas, lugares de difícil
acceso, o la temperatura exterior de la vivienda. Para estos casos se colocan sondas de
temperatura, que es una prolongación del sensor de temperatura, pero a la vez unido o no
al termostato principal de la vivienda, ya sea por cables, radio frecuencia u otro medio
físico.
Los detectores de gas nos permiten la detección o conocer la existencia de fugas de
gases tóxicos y explosivos como (gas butano, natural, propano, entre otros. Sensor
detector de gas Su funcionamiento es que una vez detectada una concentración de
gas en el aire entre un 10- 15% en el área de la vivienda, se activa una señal de
alarma y al instante se corta el suministro de gas.
sensores de presencia tienen como misión la detección de intrusos en la vivienda. El
uso de detectores volumétricos requiere de una colocación en la esquina de la
estancia y en su parte superior, de forma que se asegure una orientación que logre la
máxima cobertura posible y siempre alejado de cualquier fuente de calor.
Sensores de humo se utilizan para la detección de incendios. Estos sensores de
incendios se basan en la detección del calor y se instalan en las cocinas. La elección
de un detector u otro depende factores tales como: el desarrollo del incendio en sus
fases iniciales, la altura y volumen de la estancia, la existencia de posibles
generadores de falsas alarmas (por ejemplo, una cocina, una estufa, etc..). Los
detectores de humo de tipo iónico u óptico pueden instalarse en cualquier estancia de
la vivienda, pero no son recomendables en la cocina. Los detectores de incendio han
de instalarse en el techo de la estancia, distancia mínima de 50 centímetros de la
pared.
etapa de
transductor
etapa de
acondicionamiento
de la señal
etapa de salida
Etapa de un sensor
37. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
37
4.6 LOS ACTUADORES
Dispositivos capaces de recibir una orden y ejecutarlas, asi cambiando las
características del entorno domótico (encendido/apagado, subida/bajada,
apertura/cierre, etc.). y encontramos diferentes tipos de actuadores:
PERSIANAS
Tipos de persianas
PERSIANA ENROLLABLE
Uno de los más habituales hoy en día
debido a su práctico sistema de recogido:
ocupa muy poco y tiene una fabricación muy
versátil, con gran cantidad de tejidos, colores y
hasta patrones o imágenes personalizadas.
PERSIANA VERTICAL
Formada por tiras estrechas que caen
desde el techo hasta el suelo, y que al
recogerse ocupan un cierto área dedicada.
Todo un clásico que acompaña su aporte
estilístico de un interino muy espectacular al correrse y descorrerse.
PERSIANA DE ALUMINIO
Su alta durabilidad, unida a las mejores
prestaciones técnicas en materia de
aislamiento y ligereza hacen que sean las
preferidas tanto en nueva vivienda como en
rehabilitación y cambio de persianas.
PERSIANAS AUSTRIACAS
Tienen cuerdas que las tensan desde
la parte posterior, otorgándoles una
apariencia fruncida en forma de volantes o
pétalos.
38. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
38
CONTROL AUTOMÁTICO DE TIPOS DE PERSIANAS
A través del accionamiento de un control remoto o un pulsador fijo, usted puede bajar,
subir o regular la cortina de acuerdo a sus necesidades. De manera muy sencilla puede
accionar la cortina por un tiempo, tecla, control remoto y sensor de sol.
MOTORES DC
En todos los ámbitos de la vida moderna
podemos encontrar hoy en día muchos dispositivos y equipos que emplean motores
eléctricos de diversos modelos, tamaños y potencias para realizar un determinado trabajo.
Todos ellos, sin excepción, funcionan con corriente alterna (C.A.), o de lo contrario con
corriente directa (C.D.), conocida también como corriente continua (C.C).
Podemos encontrar pequeños motores de corriente directa instalados en infinidad de
aparatos y dispositivos electrodomésticos de funcionamiento eléctrico o electrónico, como
secadoras de pelo, herramientas de mano, juguetes y en algunos mecanismos de coches
y otros vehículos de transporte.
Control Domótico Con Motores DC
Partes que integran un motor común de corriente continua
La domótica puede definirse como la adopción, integración y aplicación de las nuevas
tecnologías informáticas y comunicativas al hogar. Incluye principalmente el uso de
electricidad, dispositivos electrónicos, sistemas informáticos y diferentes dispositivos de
telecomunicaciones, incorporando la telefonía móvil e Internet.
39. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
39
Ahorro energético con (LEDs)
Las tiras de LED están empezando a ser bastante populares
TIPOS DE LED
hoy en día los más utilizados son los tipo SMD, y en general en tiras de LED
encontraremos dos posibilidades: 3528 y 5050.
LED 3528: Es la solución más económica, la tira tendrá un consumo de
aproximadamente 5W/m pero su uso se limita a iluminación decorativa o a pequeñas
distancias.
LED 5050: Más cara y potente. Dependiendo de la densidad con que vengan
colocados los LEDs en la tira, podemos llegar a conseguir incluso el triple de
intensidad lumínica que con el 3528, por lo tanto también podemos llegar al triple de
consumo (15W/m), esto hace que pueda utilizarse en zonas con requerimientos de
iluminación mayores.
Este tipo de tiras LED las podemos encontrar con posibilidad de iluminarse en colores
como veremos más adelante.
ALIMENTACIÓN DE TIRAS DE LED
Las tiras suelen necesitar alimentación de 12V en corriente continua, por lo tanto
necesitaremos una fuente de alimentación para instalarlas (mal llamada transformador).
Es necesario seleccionar una fuente que pueda darnos la potencia (W) que consume la
tira de LEDs, no vale cualquiera.
Pongamos el caso de instalar dos tiras de LED de 5m cada una con LEDs 5050, el
consumo aproximado del conjunto será de 150W (15W/m), por lo tanto tendré que
seleccionar una fuente de alimentación con capacidad superior a esta potencia.
También existen algunas tiras que se alimentan con 24V en corriente continua, aunque no
es lo más habitual.
TIRAS DE LED CON COLORES
Existen tiras LED RGB que pueden cambiar el color de la luz, para ello es necesario
instalar un controlador RGB que mediante un mando a distancia nos permitirá variar la
gama de colores.
También existen controladores RGB con más opciones de conectividad: Wifi, Bluetooth…
e incluso Apps para móviles y módulos para conexión a sistemas domótico.
40. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
40
El Garaje
PUERTAS
Hay muchos diseños de puertas :
Puertas enrollable
Puertas automáticas
Puertas con cerradura eléctrica
Puerta corrediza
41. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
41
CAPITULO 5. ANÁLISIS CUANTITATIVO
5.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo especificaremos todos los diferentes componentes a utilizar dentro
del proyecto SMART HOUSE con sus respectivas características técnicas de
fabricación.
5.2 DIAGRAMA EN BLOQUE, CIRCUITO, FUNCIONAMIENTO, PROGRAMACIÓN,
SIMULACIÓN Y CARACTERÍSTICA TÉCNICA POR ÁREAS.
5.2.1 MONITOREO CON (TABLET, PC Y CELULAR)
Pc Pantallas de 14´; con tres puertos USB, usada como monitor principal de
visualización.
Tablet optimizadas ara entrenamiento como soporte flash, pantalla HD y
además apto para todo tipo de APP´s.
Celular Android con APP´s para el monitoreo de las funciones dentro del
SMART HOUSE.
42. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
42
5.2.2 ÁREA DE AHORRO ENERGÉTICO DIAGRAMA EN BLOQUE
5.2.2.1. CIRCUITO
DIAGRAMA EN BLOQUE LED POTENCIA
DIAGRAMA EN BLOQUE LED RGB
43. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
43
5.2.2.2. FUNCIONAMIENTO
funcionamiento de CONTROL DE LED
El control de iluminación se controla mediante un celular con sistema Android vía
comunicación inalámbrica bluetooth, por medio de una aplicación en el celular
arduidroid y dentro de la aplicación se genera una serie de funciones y librerías para
controlar la luminosidad y el encendido y apagado mediante voz. Y dentro de
aplicación ya los pines del arduino ya se encuentran debidamente enumerados cada
pin listo para recibir órdenes. Y a la vez esta aplicación nos ofrece varias funciones como
para variar la intensidad y contribuye también al ahorro energético y su uso es muy
práctico, fácil, dinámico y a la vez didáctico para el usuario.
funcionamiento de CONTROLADOR RGB
Los LEDs tipo RGB son chips que en su interior tienen tres LEDs (rojo, verde y azul) con
terminales independientes. En tiras RGB encontramos los canales de distintos colores
conectados en grupos de tres LEDs en serie con tres resistencias limitadoras (una para
cada canal) y estos grupos, en paralelo con las líneas de alimentación.
Controladoras RGB El controlador RGB es un automatismo de control para iluminación
con dispositivos LED RGB (tiras y lámparas), combinando los tres colores con un
controlador de este tipo, se consigue una amplia gama de colores y efectos de transición,
estático o flash entre otros. Los controladores generalmente utilizan la tecnología de
modulación por ancho de pulso o PWM. Hay diferentes clases de controladoras con y sin
mando a distancia entre ellas:
Controlador por infrarrojos: Utiliza un control remoto tipo IR para su comando por lo que
es necesario que exista contacto visual entre transmisor y receptor para su
funcionamiento.
44. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
44
5.2.2.3. PROGRAMACIÓN (Control de led de las habitaciones)
#define CARACTER_INICIO_CMD '*'
#define CARACTER_FINAL_CMD '#'
#define CARACTER_DIV_CMD '|'
#define ESCRITURA_DIGITAL_CMD 10
#define ESCRITURA_ANALOGA_CMD 11
#define TEXTO_CMD 12
#define LECTURA_ARDUDROID_CMD 13
#define MAX_COMMAND 20
#define MIN_COMMAND 10
#define LONGITUD_ENTRADA_STRING 40
#define ESCRITURA_ANALOGICA_MAX 255
#define PIN_ALTO 3
#define PIN_BAJO 2
String inText;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("elprofegarcia.com");
Serial.flush();
}
void loop()
{
Serial.flush();
int ard_command = 0;
int pin_num = 0;
int pin_value = 0;
char get_char = ' '; //lee serial
// esperar a que los datos entren
if (Serial.available() < 1) return; // si no hay datos en el serial retornar al
Loop().
// analizar entrada de indicador de inicio de comando
get_char = Serial.read();
if (get_char != CARACTER_INICIO_CMD) return; // si no hay indicación de inicio
del sistema, volver loop ().
// parse incoming command type
ard_command = Serial.parseInt(); // read the command
// analizar el tipo de comando entrante
pin_num = Serial.parseInt(); // leer el pin
pin_value = Serial.parseInt(); // leer el valor
// 1) OBTENER COMANDO DE TEXTO PARA ARDUDROID
if (ard_command == TEXTO_CMD){
inText =""; // borra variable para nueva entrada
while (Serial.available()) {
char c = Serial.read(); // recibe un byte de la memoria intermedia serie
delay(5);
if (c == CARACTER_FINAL_CMD) { // si la cadena completa ha sido leida
// add your code here
break;
}
else {
if (c != CARACTER_DIV_CMD) {
inText += c;
delay(5);
}
switch (pin_num) {
case 13:
45. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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45
pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 12:
pinMode(12, OUTPUT);
digitalWrite(12, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 11:
pinMode(11, OUTPUT);
digitalWrite(11, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 10:
pinMode(10, OUTPUT);
digitalWrite(10, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 9:
pinMode(9, OUTPUT);
digitalWrite(9, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 8:
pinMode(8, OUTPUT);
digitalWrite(8, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 7:
pinMode(7, OUTPUT);
digitalWrite(7, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 6:
pinMode(6, OUTPUT);
digitalWrite(6, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 5:
pinMode(5, OUTPUT);
digitalWrite(5, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 4:
pinMode(4, OUTPUT);
digitalWrite(4, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 3:
pinMode(3, OUTPUT);
digitalWrite(3, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
case 2:
pinMode(2, OUTPUT);
digitalWrite(2, pin_value);
// adicione su código aquí, para este número de pin del Arduino
break;
// por defecto
// si nada más fue seleccionado, hacer el defecto (default)
// default es opcional
}
46. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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46
5.2.2.4. SIMULACIÓN
5.2.2.5. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE COMPONENTES
ARDUINO
Microcontrolador Atmega 328
Voltaje de operación 5v
Voltaje de entrada 7 a 12 v
Voltaje limite 6 a 20 v
Pines para entrada- salida digital 14 ( 6puede usarse
como PVM)
Pines de entrada analógica 6
Corriente continua por pin i/o 40mA
corriente continua en el pin 3.3 v y 50mA
memoria flash 32KB(2 KB para el bootloader)
EEPROM 512 byte
Velocidad de reloj 16 MHZ
Relay de 8 canales Características:
8 Relés (Relays) de 1 polo 2 tiros
El voltaje de la bobina del relé es de 5 VDC
Led indicador para cada canal (enciende cuando la bobina del relé esta activa)
corriente de 15 a 20 mA
Puede controlado directamente por circuito lógicos
Terminales de conexión de tornillo (climas)
Terminales de entrada de señal lógica con headers macho.
47. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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47
Módulo comunicación bluetooth HC-05(Características)
Modulo Bluetooth Master y Slave HC-05
Protocolo bluetooth: Bluetooth especificación V2.0+EDR
Frecuencia: 2.4Ghz ISM Band
Modulación: GFSK
Poder de transmisión: <=4dBm Class 2
Pines: VCC, GND, TxD, RxD, KEY, State (LED)
Distancia bluetooth: 10 metros
Tamaño compacto.
ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LEDS RGB
Color : RGB
Tipo de Led: SMD 5050
Alimentación: 12V mediante controlador
Consumo: 1,44 W
Medidas (mm): 34mm X 34mm X 5mm
Grado de apertura: ≥120º
Número de LEDs: 4 Leds/pieza RGB
Intensidad luminosa(LM), longitud de onda(nm) y temperatura de color(K):
Color LM (nm/K)
o Red 4 619-635
o Green 12,8 512-528
o Blue 3,2 463-475
La distancia entre cada módulo es de 70mm
Vida útil: ≥ 50.000h
Temperatura de trabajo: -40º~+50ºC
Máximo de piezas para conexión en serie: 20 pcs.
Creado con una carcasa de PVC de color blanco con protección anticorrosión y acabado
con resina transparente epoxi que le garantiza el grado de protección IP65, resistente
para uso exterior.
48. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
48
5.2.3. ÁREA DE CLIMATIZACIÓN
5.2.3.1. DIAGRAMA EN BLOQUE
5.2.3.2. CIRCUITO
5.2.3.3. FUNCIONAMIENTO
Funcionamiento de la celda peltier
Este sistema de calefacción y refrigeración es controlado por un pic que es
energizado por 5v, 4 celdas peltier energizado con 12v y un sensor de
temperatura LM35. La celda va a trabajar de dos modos. De acuerdo al
sensor de temperatura la celda actuara ya sea para refrigeración y
calefacción dentro de un rango determinada la cual hace la lectura del sensor
enviando la señal al pic por el pin número 2. El pic envía una señal de salida
por el pin 4 y 5 al relé haciendo la conmutación de polaridad.
Relé 1: Se encarga de conexión directa, provocando el enfriado de la celda
hasta -8 °C.
Rele2: Se encarga de la conmutación inversa provocando calor hasta llegar a los 125 °C.
49. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
49
funcionamiento LM35
Este sensor de circuito integrado con una salida lineal proporcional a la escala Celsius.
Tiene un alcance de -55 ºC a +150 ºC y una exactitud aproximada de 0.25ºC. El sensor
mediante su pin (2) de salida va conectado directamente al pin número 2 del pic que será
el encargado de tomar las lecturas. Este sensor analógico nos devuelve 10mV por cada
grado de temperatura. El pin número (1) va conectado a 5v para poder
energizarlo.
MEDICIONES ECHAS DEL LM35
5.2.3.4. PROGRAMACION(programación de climatización en c compiler)
# include <16f877a.h>
# device *=16
# device adc=10
# use delay(clock=4M)
# include <lcd.c>
float temperatura;
void main(){
//*******************************
setup_adc_ports(RA0_ANALOG);//entrada del LM35
setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);
setup_COUNTERS(RTCC_internal.rtcc_div_1);//marca de divicion
set_adc_channel(0);
//*******************************
lcd_init();
lcd_gotoxy(5,1);
printf(lcd_putc,"Temperatura");
delay_ms(350);
lcd_init();
while(true){
voltaje temperatura
780 mV 30°
1V 40°
1.13 V 44°
1.20 60°
50. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
50
temperatura=(float)read_adc()/2;
//********grados centigrados
lcd_gotoxy(5,1);
printf(lcd_putc,"%f",temperatura);
lcd_gotoxy(14,1);
printf(lcd_putc,"Grados");
delay_ms(200);
//***********si la temperatura es mayor que 35
if(temperatura<=500&&temperatura>=35){
output_high(pin_a1);
output_high(pin_a2);
output_low(pin_a3);
lcd_gotoxy(5,2);
printf(lcd_putc,"Disipando calor ");
delay_ms(200);}
//****************si la temperatura es correcta o menor que 35
else{
output_low(pin_a1);
output_low(pin_a2);
output_high(pin_a3);
lcd_gotoxy(5,2);
printf(lcd_putc,"Correcta Funcion");
delay_ms(200);}}}
5.2.3.5. SIMULACION
51. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
51
5.2.3.6. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE COMPONENTES
Célula Peltier: para climatizar el ambiente de la casa sea calor o frio a una cierta
temperatura deseada, utilizaremos 4 células peltier con su respectivos disipador.
Celda Peltier 40W - Enfriador Termoeléctrico 40W o Celda Termoeléctrica 40W
Modelo: TEC1-7108:
Características:
I max: 8,5A
V max: 8,6V
Qmax: 38.5
Delta T max: 67ºC
Dimensiones: 3 x 3 x 3,3
Cm
Tiempo de vida Útil :
200.000 Hrs
cama caliente de aluminio
Resistencia de 12v con para generar solamente calor.
Cama Caliente Heater Bed MK3 Dual power
Nueva versión de cama caliente, al ser completa de aluminio la
temperatura es más homogenea en toda la cama.
Voltaje 12v y 24v
Medidas 215mm x 215mm
1 a 4Amp
Temperatura máxima 120°
5.2.4. AREA DE SEGURIDAD
5.2.4.1. DIAGRA EN BLOQUE
52. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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52
FUNCIONAMIENTO DE CÁMARA
La cámara p2p tiene una única función de recopilar y almacenar la imagen,
audio y video de los sucesos realizados durante el día y la noche en el entorno
de la entrada de la vivienda, además a la cámara el usuario podrá monitorear
desde su Smart phone y visualizar los sucesos en vivo siempre en cuando
cuente con internet en su phono.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE CÁMARA P2P
Lente de 3.6 mm
Sensor de imagen 1MP
Resolución 720P
Giro de cámara horizontal 355°
Giro vertical de 120°
Soporta micro SD ASTA 64GB
Infrarrojo para visión nocturna, alcance 10mts
Protocolo de conexión Wifi
Micrófono incorporado
Audio bidireccional
Alimentación de 5V 2A
Temperatura de trabajo -10°c a 55°c
5.2.4.2. CIRCUITO DE ALARMA
FUNCIONAMIENTO
El sensor ultrasónico emite y ala vez recibe pulsos, de es forma calculando la distancia =
velocidad x tiempo. Para obtener una distancia en centímetros. Cuando este sensor censa una
rebote a una distancia de 5 cm , la sirena va emitir diferentes sonido como alerta.
53. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
53
5.2.4.3. PROGRAMACIÓN
PROGRAMA DE SISTEMA DE ALARMA CON SENSOR ULTRASÓNICO
#define Pecho 6
#define Ptrig 7
long duracion, distancia;
void setup() {
Serial.begin (9600); // inicializa el puerto seria a 9600 baudios
pinMode(Pecho, INPUT); // define el pin 6 como entrada (echo)
pinMode(Ptrig, OUTPUT); // define el pin 7 como salida (triger)
pinMode(13, 1); } // Define el pin 13 como salida
void loop() {
digitalWrite(Ptrig, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(Ptrig, HIGH); // genera el pulso de triger por 10ms
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(Ptrig, LOW);
duracion = pulseIn(Pecho, HIGH);
distancia = (duracion/2) / 29; // calcula la distancia en
centimetros
if (distancia >= 500 || distancia <= 0){ // si la distancia es mayor a 500cm o
menor a 0cm
Serial.println("---");} // no mide nada
else {
Serial.print(distancia); // envia el valor de la distancia por el
puerto serial
Serial.println("cm"); // le coloca a la distancia los
centimetros "cm"
digitalWrite(13, 0); } // en bajo el pin 13
if (distancia <= 10 && distancia >= 1){
digitalWrite(13, 1); // en alto el pin 13 si la distancia
es menor a 10cm
Serial.println("Alarma......."); } // envia la palabra Alarma por el
puerto serial
delay(400); // espera 400ms para que se logre
ver la distancia en la consola
}
5.2.4.4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE COMPONENTES
Marca: Manorshi
Número de Modelo: MS-P15
Uso: Alarma
Nombre del producto: Piezo
HxD sirena bocina de la
alarma del altavoz del
zumbador 12 V/24 V
Potencia: 15 W
Sonido: 1 o 6 tono
DB/M: 120dB
Color: Negro
Aplicación: Vehículos, casa
accesorios de seguridad y
sistema de alarma de la
policía
54. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
54
ULTRASÓNICO
El HC-SR-04 es un sensor de 4 pines, dos de alimentación –VCC y GND- y
dos para capturar la distancia –Trig y Echo-.
VCC.
Trig (Disparo del
ultrasonido).
Echo (Recepción del
ultrasonido).
GND.
El sensor se alimenta a 5Vdc, por lo que lo podremos alimentar directamente
desde Arduino, y podemos llegar a detectar objetos hasta 5m con una
resolución de 1cm.
5.2.5. AREA DE CONFOR
5.2.5.1. DIAGRA EN BLOQUE
5.2.5.2. CIRCUITO
Fuente ATX
5V
RF receptor
RF emisor Relay
Motor
55. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
55
5.2.5.3. FUNCIONAMIENTO
Este circuito será controlado por ello modulo RF, la cual controla las ventanas y la puerta
del garaje. Cuando presionamos el botón A del RF emisor, lo capta el RF receptor la cual
esta alimentado por 5v y este le envía una señal al módulo relay la cual está alimentada
por 12v, cuando está en reposo al motor le llega voltaje positivo en ambos terminales y
cuando el relay recibe la señal hace pasar el voltaje negativo a uno de sus terminales y
así hace girar en sentido horario al motor, esta va seguir girando hasta q dejen de pulsar
el RF emisor, y cuando pulsamos en botón B hará el mismo funcionamiento solo que con
otro relay para girar en sentido anti horario.
5.2.5.4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE COMPONENTES
Relay: es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado
por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se
acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos
eléctricos independientes.
Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de
entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como
tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una
nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida
por la línea. Se les llamaba "relevadores
10A 250VAC 10A 125VAC
10A 30VDC 10A 28VDC
Motor dc: Motor reductor de 12V 150 rpm con una fuerza nominal de 2,3 Kg·cm y 7
kg·cm a máxima eficiencia. Este motor de alta velocidad destaca por ser silencioso, su
pequeño tamaño y reducido consumo. Resulta idóneo para aplicaciones en las que se
necesita una alta velocidad de giro. Tensión: 12V. Consumo:<800 mA.
MODULO RF
Transmisor:
transmitir only
Modelo: MX-FS-03V
Alcance: 20-200 metros (Diferentes voltajes, diferentes resultados)
Alimentacion:3.5-12V
Dimensiones: 19 * 19mm
Tasa de transmisión: 4KB / S
Potencia de transmisión: 10mW
Frecuencia de transmisión: 433Mhz
Antena recomendada: 25cm ordinary multi-core or single-core line
56. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
56
Receptor
receiver onlyr:
Modelo: MX-05V
Voltaje de operacion: DC5V
Consumo: 4mA
Frecuencia de recepcion: 433Mhz
Tamaño: 30 * 14 * 7mm
Conexionado
En el caso del emisor (XY-FST):
ATAD (Data) —> Pin digital 3 (Se puede cambiar por otro en el código del
programa).
VCC —> +5V; GND —> GND
Para lograr mayor alcance se puede alimentar el modulo con hasta 12v. En este caso
se debe compartir la tierra con el arduino. Sino recomendamos entrar con 12v por el
jack del arduino y conectar el pin vcc del modulo al pin vin.
Para el receptor (XY-RF-5V)
5.2.6. FUENTE ATX
Fuente ATX es un dispositivo que se monta internamente en el gabinete de la
computadora y se encarga básicamente de transformar la corriente alterna de la línea
eléctrica comercial en corriente directa, la cual es utilizada por los elementos
electrónicos y eléctricos de la computadora. Otras funciones es la de suministrar la
cantidad de corriente y voltaje que los dispositivos requieren así como protegerlos de
problemas como subidas de voltaje.
conectores de la fuente de poder
57. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
57
Las fuentes ATX comerciales tienen Wattajes de: 300 Watts (W), 350 W, 400 W,
480 W, 500 W, 630 W, 1200 W y hasta 1350 W. Repasando algunos términos de
electricidad, recordemos que la electricidad no es otra cosa más que electrones
circulando a través de un medio conductor. La potencia eléctrica de una fuente
ATX se mide en Watts (W) y esta variable está en función de otros dos factores:
El voltaje: es la fuerza con que son impulsados los electrones a través de la línea
eléctrica doméstica. Se mide en voltios y en nuestro caso es de 127 V.
La corriente: es la cantidad de electrones que circulan por un punto específico
cada segundo
Funcionamiento de la fuente ATX
En la siguiente lista se muestran las diferentes etapas por las que la electricidad es
transformada para alimentar los dispositivos de la computadora.
1.- Transformación: el voltaje de la línea doméstica se reduce de 127 Volts a
aproximadamente 12 Volts ó 5 V. Utiliza un elemento electrónico llamado bobina
reductora.
2.- Rectificación: se transforma el voltaje de corriente alterna en voltaje de
corriente directa, esto lo hace dejando pasar solo los valores positivos de la onda
(se genera corriente continua), por medio de elementos electrónicos llamados
diodos
3.- Filtrado: esta le da calidad a la corriente continua y suaviza el voltaje, por
medio de elementos electrónicos llamados capacitores.
4.- Estabilización: el voltaje ya suavizado se le da la forma lineal que utilizan los
dispositivos. Se usa un elemento electrónico especial llamado circuito integrado.
Esta fase es la que entrega la energía necesaria la computadora.
Lectura de la fuente de poder
58. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
58
DIAGRAMA EN BLOQUE GENERAL
FUENTE DE
ALIMENTACION
ÁREA DE CONFORT
Fuente de
alimentación
220VAC 12VOLT.DC
ÁREA DE CLIMATIZACIÓN
ÁREA DE AHORRO ENERGÉTICO
ÁREA DE SEGURIDAD
RF433KHZ POTENCIA
EMISOR
MOTOR
DC
ARDUINO
CELULA
PELTIER
CAMA
CALIENTE
POTENCIA
ARDUINO LED
BLUETOOTH
SMART
PHONE
Llave
térmica
CAMARA P2P
SMART
PHONE
PC
Receptor
NUBE
ROUTER
BLOQUE AC
18°C
25°C
MODULO
RELAY
59. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
59
CAPITULO 6 MANTENIMIENTO
6.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo daremos a conocer todos los diferentes tipos de mantenimiento y
formas de detección de fallas dentro de las maquinarias, instalaciones o procesos
industriales además en este caso muy particular llevando a nuestro proyecto
“CONTROL DOMÓTICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO” donde estaremos
dando a conocer las posibles fallas y formas de manteniendo de estas fallas tanto
internas o externas dando una solución inmediato y conciso.
6.2 DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO
Mantenimiento son todas las acciones que tienen como objetivo preservar un
artículo o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función
requerida.
Estas acciones incluyen la combinación de las acciones técnicas y administrativas
correspondientes. En las ramas de la Ingeniería algunas especializaciones son:
Ingeniería en mantenimiento industrial e Ingeniería en mantenimiento mecánico.
6.3 FUNCIONES DEL MANTENIMIENTO
Funciones del
mantenimiento
GESTIÓN
TÉCNICA
EJECUCIÓN
Equipos-materiales
actividades
Análisis
mejoras
Correctiva
Preventiva
predictiva
60. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
60
6.4 PROCESOS O FACES DE MANTENIMIENTO
6.5 TIPOS Y NIVELES DE MANTENIMIENTO
6.5.1 Mantenimiento Correctivo.- es aquel que corrige los defectos observados en los
equipamientos o instalaciones, es la forma más básica de mantenimiento y
consiste en localizar averías o defectos y corregirlos o repararlos.
6.5.2 Mantenimiento Rutinario.- Es Conjunto de actividades que se realizan en las vías
con carácter permanente para conservar sus niveles de servicio. Estas actividades
pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a labores de
limpieza o reparación de juntas de dilatación, elementos de apoyo, pintura y
drenaje en la superestructura y subestructura de los puentes, instalaciones o
maquinas.
6.5.3 Mantenimiento Proactivo precisión o Mantenimiento Basado en la
Confiabilidad.- es un proceso de gestión de riesgos que permite mejorar
continuamente estrategias de mantenimiento y rendimiento de maquinaria y su
objetivo es eliminar los fallos repetitivos o posibles problemas recurrentes.
Una buena implantación y ejecución del proceso de Mantenimiento Proactivo
puede asegurar una mejor amortización de los activos al gestionar claramente el
riesgo potencial sobre ellos. La gestión total incluye los equipos (hardware) y los
programas (software) y todos los recursos técnicos requeridos.
6.5.4 Mantenimiento programado.- es donde las revisiones se realizan por tiempo,
kilometraje, horas de funcionamiento, etc.
El mantenimiento programado sistemático es el grupo de tareas de mantenimiento
que se realizan sobre un equipo o instalación siguiendo un programa establecido,
según el tiempo de trabajo, la cantidad producida, los kilómetros recorridos, de
acuerdo con una periodicidad fija o siguiendo algún otro tipo de ciclo que se repite
de forma periódica. Este grupo de tareas se realiza sin importar cuál es la
condición del equipo.
El mantenimiento programado sistemático es muy eficaz en equipos e
instalaciones que requieren de una disponibilidad media o alta, de cierta
importancia en el sistema productivo y cuyas averías causan trastornos en el plan
de producción de la empresa y por tanto no puede esperarse a que den síntomas
de fallo.
61. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
61
6.5.5 Mantenimiento predictivo.- Está basado en la determinación de la condición
técnica del equipo en operación; se basa en que las máquinas darán un tipo de
aviso antes de que fallen y este mantenimiento trata de percibir los síntomas para
después tomar acciones y decisiones de reparación o cambio antes de que ocurra
una falla o avería; Su primer objetivo es evitar o mitigar las consecuencias de las
fallas del equipo, logrando prevenir las incidencias antes de que estas ocurran.
Las tareas incluyen acciones como revisiones del mecanismo, limpieza e incluso
cambios de piezas desgastadas evitando fallas antes de que estas ocurran.
El mantenimiento predictivo es una técnica para pronosticar el punto futuro de falla
de un componente de una máquina, de tal forma que dicho componente pueda ser
reemplazado, con base en un plan, justo antes de que falle. Así, el tiempo muerto
del equipo se minimiza y el tiempo de vida del componente se maximiza.
6.5.6 Mantenimiento Preventivo.- es el destinado a la conservación de equipos o
instalaciones mediante realización de revisión y reparación que garanticen su buen
funcionamiento y fiabilidad; además este tipo de mantenimiento se realiza
preventivamente en equipo en funcionamiento en evicción de posteriores averías,
garantizando un periodo de uso fiable.
6.5.7 Cuadro de diferencias entre mantenimiento correctivo, preventivo y
predictivo
PREVENTIVO CORRECTIVO PREDICTIVO
SIMILITUDES Programado
Optimiza la
producción o
funcionamient
o
Puede ser
programado
Corrige las
fallas para
optimizar la
producción o
funcionamiento.
Programado
Optimiza la
producción o
funcionamient
o
DIFERENCIAS Implementa
medidas de
prevención de
fallas
Establece
medidas de
mantenimiento
sin sustitución.
Analiza las
fallas para
corregir lo más
rápido posible.
Sustituye las
piezas que
están en averías
en el equipo.
Analiza las
fallas para
predecir su
próxima
averías
Predice los
costos de
mantenimient
o y cual
resulta más
factible
RELACIONES Con
frecuencia se
hace el
análisis en
base a los
mantenimiento
s correctivos
efectuados
anteriormente.
Se relaciona
mínimamente
con el
mantenimiento
predictivo ya
que este predice
los costos de
mantenimiento
En este usa
mantenimient
o correctivo y
preventivo
para las
próximas
predicciones
de averías y
costos.
62. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
62
6.6 DEFINICION DE FALLAS
Falla es una condición no deseada que hace que el elemento estructural o proyecto
elaborado no desempeñe una función para la cual existe ante la sociedad. En
Comparación de lo que está sucediendo con lo que debería suceder como función
habitual del día a día dentro de la vida humana o infraestructura interna de una
empresa.
6.7 TÉCNICA PARA DETECCIÓN DE FALLAS
Técnica de análisis de modos y efecto de fallas
Este método del modo de producirse y efecto de fallo permite conocer los efectos
del modo de falla antes de que este muestre un deterioro de un equipo, dándonos
la información indispensable para hacer los procedimientos de reparación,
liberación, instrucción de operación o inspección además de seguimiento de efecto
de falla, después de que haya ocurrido dando un lugar de ubicación exacta de la
causa raíz.
Técnica de análisis de causa raíz
Esta técnica es un método simple para ubicar de manera precisa una falla
implementando en toda organización, industria o empresa y proporcionando
resultados de manera inmediata por un operador o técnica para encontrar una:
Buena calidad
Buenos métodos de trabajo
Un buen mantenimiento
Buen diseño de un equipo
Este método se puede utilizar para ordenar información en diagrama de
hishikawa
Además este método permite cuantificar las fallas
Nombrar el objeto y el defecto
Muestra el patrón de tiempo y del hecho
Te ayuda a Identificar si es grande o pequeño la falla
Te hace más sencillo la búsqueda de la falla
Te ayuda con el ahorro de tiempo
En la materia prima
63. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
63
6.8 DIAGNOSTICO DE FALLAS Y REPARACIONES
DIAGNOSTICO DE FALLAS Y REPARACIONES
AREA AVERIAS CAUSAS SOLUCIONES
CONFORT
Las persianas no se
cierran
Mala instalación
Deterioro del motor
Recalentamiento delos
motores.
Recalentamiento en los
módulos bluetooh , Arduino ,
relé
Revisar la instalación
Hacer un mantenimiento
de los motores de las persianas
Medir si el voltaje es el adecuando de
12v
Revisar cada uno de los módulos
cambiar por otro si se quemó.
La puerta del garaje no se
abre o no se cierra
Recalentamiento del motor
El motor está en una zona
húmeda
Depósito de elementos
corrosivos en la puerta.
Falta de manteniendo de los
rodillos y bisagras de la puerta
Hacer un mantenimiento preventivo
al motor
Limpiar la puerta cada 3 o 4 veces al
año
Lubricar las parte móviles de la puerta
como: los rodillos, bisagras y los
resortes por lo menos una vez por año
y si están dañado cambiarlos.
AHORRO
ENERGÉTICO
La iluminación no prende o
no se apaga
Mal funcionamiento de los
módulos rf , rgb.
Leds quemados
Mala ubicación de los
detectores los sensores de
presencia.
Revisar si el voltaje entregado a los
leds es el
adecuado de 12v dc
En caso que estén quemado los leds
cambiarlos
Ver si los módulos están colocados en
lugares adecuados donde detecte la
presencia del usuario para que así se
prenda o se apague
ÁREADE
SEGURIDAD
Las cámara de seguridad
no se
activan
Rayas en la imagen o
puntos como si fuera
lluvia
Falla en la alimentación de la
cámara
Sistema de cableado en mal
estado
Ruido inducido por corriente
eléctrica o por tener conectados
equipos inductivos como
motores dentro de la misma
línea que las cámaras
Revisar si la fuente de alimentación es
el
adecuado de 12 v dc.
Medir que la fuente de alimentación
tenga corriente de 220v ac de entrada
Revisar la continuidad del cable
Le debe recordar que el cableado del
vídeo de la cámara debe tener una
tubería independiente y no se debe
mezclar con corriente eléctrica a 120v
CLIMATIZACIÓN
Mal funcionamiento de la
celda de peltier
Sensor de temperatura
quemado
Cama caliente no
funciona
Falta de colocación de disipador
y
ventilador en la celda
Inadecuada conexión
Revisar si la fuente la el peltier es de
12v dc 6A
Verificar si el sensor está conectado
adecuadamente dentro del circuito y
medir si el voltaje de entrada esta
entre los 4 a 20v 50Ua
verificar si la cama caliente tiene una
correcta conexión según el volt6age
que requiera entre los 12v y 24v dc.
64. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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64
6.9 CUADRO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
COMPONENTES POSIBLES FALLAS COSTO DE REPARACIÓN A
FUTURO
FUENTE ATX LA ALTERACIÓN DE LOS
REGULADORES DE VOLTAJE Y
SOBRECARGA ELÉCTRICA
S/ 10.00
MODULO ARDUINO
UNO
LA SULFACION POR AL
HUMEDAD Y EXCESO DE
CORRIENTE
S/ 25.00
MODULO BLUETOOTH PERDIDA DE TRANSMISIÓN Y
RECEPCIÓN DE SEÑALES
S/ 8.00
MODULO RELAY DE 8
CANALES
EL DESGASTE DE LOS
CONTACTOS INTERNO DE
RELAYS
S/ 15.00
MODULO
CONTROLADOR DE
RGB
ALTERACIÓN DE PWM POR USO
INADECUADO
S/ 20.00
MODULO RF PERDIDA DE TRANSMISIÓN DE
SEÑALES A HACIA ACTUADORES
S/ 30.00
ROUTER POR LA CONFIGURACIÓN S/ 50.00
CÁMARA P2P POR EL TIEMPO DE USO S/ 80.00
LEDS DE POTENCIA POR LA SULFATACIÓN S/ 7.00
LEDS RGB POR CORTO CIRCUITO S/ 6.00
MOTOR DC 12V EXCESO DE CORRIENTE Y
VOLTAJE
S/ 10.00
SENSOR DE
PROXIMIDAD
SULFATACIÓN DE CONEXIÓN S/ 15.00
CAMA CALIENTE POR CORTO CIRCUITO S/ 30.00
CELDAS PENTIER POR LA MALA CONEXIÓN S/ 50.00
65. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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65
6.10. CUADRO DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Definición: cuando ocurre una falla irreparable en el sistema o dispositivo de la casa domótica
tiene como objetivo principal el remplazo de dicho dispositivo en un buen estado siempre en
cuando verifiquen la compatibilidad y que sea igual al que se dañó.
Materiales o software utilizados: las herramientas que se utilizan para el mantenimiento
correctivo son: desarmadores, cables, el dispositivo q se tiene que cambiar, trapo para sacar el
polvo, canaletas, silicona, pelacables, alicate, cuchilla, etc., y si es para programar Arduino.
¿En qué consiste? Se realiza para solucionar fallas operativas, cuando la presencia de un
dispositivo este fallando no afecte por mucho al desempeño de la casa domótica
Importancia: este mantenimiento no es algo que cualquier persona pueda hacerla se tiene que
tener conocimientos en electrónica, y es de suma importancia realizarlo ya que de lo contrario
podría dejar de funcionar ciertos sistemas de la casa domótica por eso es recomendable hacer
mantenimiento preventivo y periódico para no llegar a medidas más drásticas.
6.11. EQUIPOS, HERRAMIENTAS E INSTRUMENTOS PARA EL MANTENIMIENTO
MATERIALES Y
HERRMANIENTAS
INSTRUMENTOS DE
MEDICION
DESTORNILLADORES
ALICATES
PERILLEROS
TALADRO
AMOLADORA
PELA CABLE
MARTILLO
CAUTIN
ESTAÑO
TORNILLOS
CINTA AISLANTE
CABLES N° 12
CABLES N° 22
TORNILLOS
MULTIMETRO DIGITAL
AMPERIMETRO
TERMOMETRO
66. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
“CONTROL AUTOMÁTICO BÁSICO DE UNA VIVIENDA CON ARDUINO”
66
6.12. PLAN DE MANTENIMIENTO
CAPITULO 7 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Y PRESUPUESTO
7.1 PLANIFICACION DE ACTIVIDADES
Actividades abril mayo junio julio
Definición de proyecto. X
planificación de actividades. X X
investigación de antecedentes. X X
Aporte de presupuesto. X X
adquisición de componentes X X
diseño de plano de maqueta en 3D X X
construcción de maqueta X X X X
ensamblar los componentes. X X X
programación de los módulos
Arduino.
X
prueba de operatividad X
entrega final del proyecto X
MES 3 MES 5 MES 8 MES 10 1 AÑO
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
CELULAPELTIER
CAMACALIENTE
AHORRO ENERGETICO
SEGURIDAD
CONFORT
CLIMATIZACION
LEDS
BLEOOTH
ARDUINO
CAPARAP2P
ROUTER
MODULE RELAY
MODORES DC
ARDUINO
SENSOR PROX.
PERSIANAS
PUERTAS
VENTANAS
AREAS COMPONENTES
TIEMPO EN MESES
MODULO RELAY
MODULO RELAY
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67
7.2 ANÁLISIS DE COSTO Y PRESUPUESTO
Sensor de temperatura 1 20
Cama caliente 1 30
Culer tipo caracol 4 60
Celda peltier 4 60
Mdf ½ plancha 45
Llave termica 1 20
acrilico ½ plancha 50
Tubo corrugado 3 mts 5
Medidor de corriente 1 70
tris 10 5
silicona 15 10
soldemix 3 6
herramientas varios 50
Palitos de chupete 12 3
aluminio Una barra 40
spray 6 100
Mano de obra 7 100
tripley ½ plancha 15
OTROS 200
resupuesto
arduinos 4 140
fuentes ATX 2 40
ultrasonico 1 14
tiras de led blanca 3 40
camara 1 170
sirena 1 10
Modulos led rgb 3 75
bluetooh 2 40
motores dc 4 30
Sensor lm35 1 4.50
cables 50mts 70
Pic 16f877a 14
Modulo relay
8canales
3 65
Modulo relay
4canales
1 35
Lcd 16x2 1 14
bormeras 2 40
PRESUPUESTO TOTAL
PRESUPUESTO ESTABLECIDO PRESUPUESTO GASTADO
2000 1800
68. I.E.S.T. AVANSYS ELECTRONICA INDUSTRIAL
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68
8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Recomendaciones:
o Área confort: Debe mantenerse el ambiente sin humedad para evitar
deterioro del Rf receptor.
o Área seguridad: Se le recomienda el uso de todo el sistema de
alarmas y cámara pueda ser manipulada solo por las personas
miembros de la vivienda.
o Área ahorro energético: no encender y apagar las luminarias LED a
cada instante porque este provoca alto consumo de energía y además
reduce la vida del relay.
o Área climatización: Todos los terminales de conexión y contactos
deben ser revisados y cambiados si se encuentran en malas
condiciones.
o Si hay presencia de humedad, deben instalarse los secadores de filtro
para eliminar esa humedad; y los filtros se han de limpiar cada 15 días.
o Uno de los que nosotros consideremos para posterior es de adicionar
sistemas de seguridad con protección global mediante laser, adicionar
sistema de riego, cámaras internas dentro del hogar, sensores de humo
y fuga de gas.
Conclusiones:
o área confort: Dentro de esta área una de las dificultades que tuvimos
es en la programación y adaptación del mecanismo de las puertas y
ventana que posterior mente lo solucionamos con ayuda de algunos
foros encontrados en el internet y logramos obtener un buen resultado
satisfactoriamente.
o Área seguridad: en esta área tuvimos un percance en la configuración
de la cámara ya que en el lugar donde lo realizamos todo el desarrollo
del proyecto no contamos con el acceso a internet y otro fue que
teníamos poco conocimiento del manejo de configuración la mayoría de
los integrantes y lo resolvimos configurando dicha cámara en el instituto
avansys.
o Área climatización: El aire acondicionado fue difícil la adaptación de
temperatura y la programación por que estos últimos semanas el
cambio climático tubo un ambiente húmedo y abundante frio.