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COMUNICACIONES INALMBRICAS
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Informe
Tema: Medicin de Temperatura va Bluetooth, utizando un
microprocesador y telfono celular (o computadora).
Objetivos:
Objetivo General
Implementar un dispositivo capaz de medir la temperatura del ambiente en el
que se encuentra y transmitir la informacin hacia un telfono mvil o una
laptop mediante dispositivos bluetooth
Objetivos Especficos
Disear e implementar un circuito capas de recopilar la informacin generada por el
sensor de temperatura y transmitirla a travs de una interfaz serial hacia el modulo
bluetooth
Conocer las caractersticas, parmetros, funcionamiento y operacin del mdulo
Bluetooth HC-05, el cual utilizaremos para transmitir la informacin entre los
dispositivos.
Desarrollar una interfaz que permita receptar y presentar la informacin proveniente
del dispositivo sensor de temperatura, para ejecutar dentro de un dispositivo celular
que soporte el sistema operativo Android 2.1.
Utilizar las herramientas grficas del software APP INVENTOR2 tomando en
consideracin los parmetros del sistema operativo Android que permite
desarrollar la aplicacin necesaria para el telfono mvil.
MARCO TERICO
BTM-5 Bluetooth Wireless HC-05 TTL Master/Slave Transceiver Module
Este mdulo permite utilizar un puerto serial por medio de bluetooth, BTM-5 es un
mdulo de clase 2 de Bluetooth que utiliza un chipset BlueCore4-external producido
por Bluetooth Cambridge Silicon Radio. Este mdulo puede trabajar tanto en modo
maestro como en modo esclavo, se puede cambiar fcilmente su configuracin a travs
de comandos AT.
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Cada BTM-5 realiza un enlace automtico con un par maestro/esclavo con la direccin
del dispositivo por defecto en el instante del encendido. Despus de que se ha
establecido la conexin, el usuario puede transmitir y recibir datos a travs de la interfaz
UART (Transmisor-Receptor Asncrono Universal), la transmisin es casi transparente
para el usuario, que se conecta de forma inalmbrica.
El usuario tambin puede utilizar el mdulo con el ordenador porttil, PDA, telfono
mvil, etc. En el mercado es conocido como modulo bluetooth HC-05, El cual es un
componente de tipo smd, es decir, es como un integrado que tendremos que soldar a
nuestra placa con conectores de superficie. Pero hay en el mercado infinidad de
montajes que ya bien preparados para su conexin directa. La alimentacin estndar del
HC-05 es de 3.3v, pero el sistema ya viene preparado para poderlo alimentarlo hasta los
6v.
Caractersticas principales
Bluetooth v2.0 + EDR
Esta versin de la especificacin bsica de Bluetooth fue lanzado en 2004. La principal
diferencia es la introduccin de una velocidad de datos mejorada (EDR) para la
transferencia de datos ms rpida. La tasa nominal de EDR es de unos 3 Mbit / s,
aunque la velocidad de transferencia de datos de prctica es de 2,1 Mbit / s. EDR utiliza
una combinacin de GFSK y Phase Shift Keying modulacin (PSK) con dos variantes,
/4-DQPSK y 8DPSK. EDR puede proporcionar un menor consumo de energa a travs
de un ciclo de trabajo reducido.
Configuracin por defecto para el puerto COM: 9600, N, 8,1
Frecuencia: 2.4GHz banda ISM
Alcance 10 mts
Chipset CSR BC417143
Tensin de alimentacin: 3.3V
Modulacin: GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
Seguridad: Autentificacin y encriptacin.
Velocidad-> Asncrono: 2.1Mbps (Max) / 160 kbps ; Sncrono: 1Mbps/1Mbps
Soporta comandos AT para configuracin a travs de un puerto serie.
Temperatura de trabajo: -20 C a +75 C
Dimensiones: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm
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Output Power Class -4 ~ 6dBm adjustable , Class 2
Sensitivity -80dBm at 0.1% BER
HTerm Es un programa que nos sirve como interfaz de terminal en serie que puede operar sobre
Windows y Linux.
Caractersticas
Soporte de puertos virtuales de serie (RS232).
Soporte de todas las velocidades en baudios disponibles en el hardware de destino
Entrada y salida en ASCII, hexadecimal, binario y decimal
Enviar y guardar archivos
Paridad de transmisin y recepcin
Copia todos los formatos recibidos en el portapapeles
Archivo de configuracin totalmente automtico en formato XML individualizado.
Versin: v0.8.1
LM35 Es un sensor de temperatura con una precisin calibrada de 1C. Su rango de medicin
abarca desde -55C hasta 150C. La salida es lineal y cada grado centgrado equivale a
10mV, por lo tanto:
150C = 1500mV
-55C = -550mV
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Caractersticas
Est calibrado directamente en grados Celsius.
La tensin de salida es proporcional a la temperatura.
Tiene una precisin garantizada de 0.5C a 25C.
Opera entre 4 y 30 voltios de alimentacin.
Baja impedancia de salida.
Baja corriente de alimentacin (60uA).
Bajo costo.
No requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente.
Android
Es una plataforma de software para dispositivos mviles que incluye un sistema
operativo y aplicaciones base.
Es un conjunto de herramientas y aplicaciones vinculadas a un distribucin Linux para
dispositivos mviles. Por s solo no es un sistema operativo.
Es de cdigo abierto, gratuito y no requiere pago de licencias.
Es una plataforma de cdigo abierto para dispositivos mviles que est basada en Linux
y desarrollada por Open handset alliance, se prevee que los primeros telfonos con
Android aparezcan en el segundo semestre de 2008 y compaas poderosas como LG,
Motorola y HTC ya han diseado alguno de los prototipos que incorporarn el sistema
Android.
Es una stack de software para dispositivos mviles que incluye un sistema operativo,
middleware y aplicaciones base. Los desarrolladores pueden crear aplicaciones para la
plataforma usando el SDK de Android. Las solicitudes se han escrito utilizando el
lenguaje de programacin Java y se ejecutan en Dalvik, una mquina virtual
personalizada que se ejecuta en la parte superior de un ncleo de Linux.
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Android utiliza una serie de tecnologas open source para que las aplicaciones en el
cobren sentido, las ms importantes son tres, Java, XML y SQLite.
Herramientas
Las herramientas para la realizacin de aplicaciones en Android ms usuales son la
plataforma de desarrollo Eclipse y un pluging proporcionado por Google para la
confeccin de proyectos tipo Android. A parte ser necesario tener instalada la ltima
mquina virtual de java.
APP Inventor
App Inventor es una aplicacin proporcionada por Google y mantenida actualmente por
el Instituto de Tecnologa de Massachusetts. Permite a cualquier persona, incluyendo a
aquellas no familiarizadas con la programacin crear aplicaciones de software para el
sistema operativo Android mediante interfaces visuales del tipo arrastrar y soltar.
No est creada paga ganar dinero con ella sino para hacer la programacin ms
accesible a todo el mundo.
El diseador es uno de las dos principales herramientas que se utilizar en la creacin de
tus aplicaciones. El otro es el Editor de bloques. Usaremos estos ltimos para asignar
comportamientos a los componentes, como el evento que debe ocurrir cuando el usuario
pulsa un botn.
Su aplicacin aparecer paso a paso de en la pantalla del telfono a medida que aada
piezas a la misma, para que puedas probar tu trabajo. Cuando haya terminado, usted
puede empaquetar la aplicacin y producir una aplicacin independiente para instalar.
Antes de poder utilizar App Inventor, es necesario configurar el ordenador e instalar los
archivos de instalacin de App Inventor en el equipo.
Para utilizar esta aplicacin se debe tener una cuenta de Google, la ltima actualizacin
de Java y adems el instalador de APP.
Emulador
Mediante esta funcin se puede crear un dispositivo mvil casi completamente
funcional dentro del sistema operativo, PC o Mac, para el desarrollo de las aplicaciones.
El emulador de Android est contenido dentro del paquete del SDK, se trata de una
herramienta creada por Google para poder probar las aplicaciones mviles sin necesidad
de instalarlas en un dispositivo.
Creacin de proyectos con Android
1. Ingresar con una cuenta de Google a App Inventor y entrar a My Projects
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2. En el listado de proyectos, se crea un nuevo proyecto con el botn project y selecciono start new proyect.
3. Una vez creado el proyecto, aparecen las herramientas para comenzar a trabajar en la aplicacin.
4. Para poder programar las funcionalidades de la aplicacin se requiere abrir el editor de bloques en Blocks el mismo que descargar un archivo AppInventorForAndroidCodeblock.jnlp el cual se abrir en Java.
5. En el Block Editor, se escoge la pestaa My Blocks y Screen1, arrastrar Screen1.Initialize al escritorio de trabajo para indicar las acciones que realizar la aplicacin.
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DESARROLLO
Empezaremos con el diseo grfico que tendr nuestra aplicacin entonces se pondrn
botones, grficos etc.
Es necesario crear un interfaz para presentar los datos de la temperatura, adems de
ubicar botones que permitan controlar la aplicacin como por ejemplo seleccionar
nuestro dispositivo bluetooth, conectarnos a este y desconectarnos de este as como salir
de la aplicacin
Para la programacin de la aplicacin no es necesario utilizar lnea de cdigo, sino que
se van incorporando bloques que controlan los elementos que se han utilizado.
Configuracin para bsqueda, seleccin y conexin del dispositivo bluetooth
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Configuracin de recepcin de la informacin y activacin de la alarma en caso de
exceder la temperatura permitida
Configuracin de botones de control de temperatura desconexin del dispositivo y
cierre de la aplicacin
Funcionamiento de la aplicacin:
Una vez que se ha terminado de programar, el funcionamiento del programa es el
siguiente:
La pantalla mostrara la temperatura medida por el sensor de temperatura en grados
centgrados, para la seleccin de nuestro dispositivo existe un botn que permite buscar
y conectarnos al mdulo bluetooth, adems de un botn que permite la desconexin y
salida de la aplicacin
A continuacin mostramos su funcionamiento.
Diagrama esquemtico del circuito simulado en proteos
El circuito consta del sensor de temperatura que enva informacin al conversor A/D del
microcontrolador ATMEGA 164p el cual procesa la informacin y la enva por su
puerto serial en forma de bits hacia el modulo bluetooth HC-05, el cual se encargara de
transmitir los datos hasta el dispositivo celular o la interfaz bluetooth de la laptop.
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R139k
R2
10kVCC
PC6/TOSC1/PCINT2225
PC5/TDI/PCINT2124
PC4/TDO/PCINT2023
PC3/TMS/PCINT1922
PC2/TCK/PCINT1821
PC1/SDA/PCINT1720
PC0/SCL/PCINT1619
AVCC27
AREF29
PC7/TOSC2/PCINT2326
PA6/ADC6/PCINT631
PA5/ADC5/PCINT532
PA4/ADC4/PCINT433
PA3/ADC3/PCINT334
PA2/ADC2/PCINT235
PA1/ADC1/PCINT136
PA0/ADC0/PCINT037
PA7/ADC7/PCINT730
PB6/MISO/PCINT142
PB5/MOSI/PCINT131
PB4/SS/OC0B/PCINT1244
PB3/AIN1/OC0A/PCINT1143
PB2/AIN0/INT2/PCINT1042
PB1/T1/CLKO/PCINT941
PB0/XCK0/T0/PCINT840
PB7/SCK/PCINT153
PD6/ICP/OC2B/PCINT3015
PD5/OC1A/PCINT2914
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2813
PD3/INT1/TXD1/PCINT2712
PD2/INT0/RXD1/PCINT2611
PD1/TXD0/PCINT2510
PD0/RXD0/PCINT249
PD7/OC2A/PCINT3116
RESET4
XTAL18
XTAL27
U4
ATMEGA164P
D1LED-YELLOW
RXD
RTS
TXD
CTS
3
2
1
84
U1:A
LM358
79%
RV2200k
18.0
3
1
VOUT2
U5LM35
RV175k
Aplicaciones
Son diversas y variadas las reas de uso y aplicacin de los mdulos de bluetooth pues
son mdulos muy populares para aplicaciones con microcontroladores y pics lo cual nos
permite adaptarlos y utilizarlos en muchas reas en este caso la aplicamos al campo de
la medicin de temperatura en:
Invernaderos, En una produccin en invernadero, el ambiente exterior determinar las
condiciones internas, ya que la temperatura aumentar o disminuir dependiendo de la
cantidad de sol que reciba la cubierta plstica.
La temperatura marca notablemente todos los procesos vitales de una planta, si
sometemos a nuestras plantas a temperaturas muy bajas o temperaturas muy elevadas
(30c) la planta limitara cada uno de sus procesos fisiolgicos, reflejndose en un menor
crecimiento, follaje, aborto de flores, tamao de fruto, etc.
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En granjas avcolas pues son muy sensibles a los cambios de temperatura y humedad.
Unas condiciones ambientales incorrectas afectar a la produccin. Con temperaturas
mayores a 25C pueden conducir a problemas de estrs por calor y prdida de
produccin y, ms all de los 30C incluso la muerte.
En cuartos de equipos la temperatura del cuarto de telecomunicaciones debe
mantenerse continuamente las 24 horas 365 dias entre 18 y 25 grados centgrados
En florcolas La produccin de muchas de las especies de flores y follajes de corte
requiere de infraestructura y equipos especializados que garanticen condiciones
reguladas de temperatura, humedad, luz y riego, a fin de obtener productos de excelente
calidad
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Conclusiones:
EL mdulo HC-05 permite comunicarnos inalmbricamente y transmitir informacin de manera inalmbrica entre dispositivos, que se encuentra a
distancias de hasta 10m sin necesidad de una lnea de vista con velocidades de
transmisin de hasta 2.1Mbps
Una desventaja en la comunicacin mdiate dispositivos bluetooth es el tiempo que le toma a un dispositivo iniciar el proceso de asociacin as como la
transmisin de la informacin pue se podra considerar como un dispositivo un
poco lento a la hora de enviar y recibir informacin
La atenuacin e interferencia no afectan en gran medida a los dispositivos bluetooth que estamos utilizando, logrando transmit eficientemente a distancias
de hasta 6m en ambientes indoor
El mdulo HC-05 recibe bits de forma serial y los transmite inalmbricamente a otros dispositivos permitindonos elegir la tasa de transmisin que pueden ser
configuradas por el usuario, as como el nmero de bits de datos , bits de paridad
y parada, los cuales con enviados en forma serial hasta los otros dispositivos
Android permite utilizar aplicaciones desarrolladas por cualquier persona capaces de interpretar la informacin recibidas en los dispositivos celulares a
travs de los mdulos bluetooth
APP inventor es una plataforma desarrollada por google utilizada para, la programacin y desarrollo de aplicaciones ejecutables en un sistema operativo
Android
Los bloques que utiliza APP inventor para la programacin no permiten que se puedan realizar aplicaciones demasiado complicadas debido a sus limitaciones.
Recomendaciones
Se debe tomar en cuenta la configuracin del dispositivo HC-05 as como la interfaz serial del microcontrolador ya que deben tener los mismos parmetros
de velocidad de transmisin as como tamao de trama.
El alcance, velocidad de transmisin y sensibilidad depende del dispositivo bluetooth que seleccionemos lo cual se debe tomar en cuenta a la hora de
adquirir un mdulo para la transmisin inalmbrica va bluetooth
Debido a los problemas de estabilidad de APP inventor, el celular no se lo puede utilizar como emulador, para que la aplicacin funcione, es necesario que
los paquetes creados sean descargados al ordenador, posteriormente se copien al
mvil y se instale.
Para poder realizar la programacin en APP inventor, se requiere estar permanentemente conectado al servidor de MIT APP, caso contrario no se podr
programar la aplicacin
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Bibliografa
http://www.android.es/movilesandroid.html#ixzz1teJOapQD http://www.tuappinvetorandroid.com/que-es-app-inventor/ http://www.xatakandroid.com/sistema-operativo/que-es-android http://www.utm.mx/~caff/poo/AndroidIntro.pdf http://www.iesromerovargas.net/android/index.htm http://www.todavianose.com/?s=hc+05 http://www.webtronico.com/documentos/BlueTooth_Module_Datasheet.pdf http://makezineblog.files.wordpress.com/2014/03/hc_hc-05-user-instructions-
bluetooth.pdf
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf http://www.der-hammer.info/terminal/