proyecto de titulaciÓn - repositorio.ug.edu.ec

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISÍCAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DOMÓTICO

INALÁMBRICO PARA CONTROL DE LUCES, EQUIPOS Y

MONITORIZACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL

DEPARTAMENTO DE DISEÑO GRÁFICO DE LA IMPRENTA CD

COMPU UBICADA EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTOR:

AURELIO DAVID ANDRAMUÑO RIVADENEIRA

TUTOR:

ING. WILBER ORTIZ AGUILAR, PhD.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2021

II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO Y SUBTÍTULO: Diseño e Implementación de un sistema domótico inalámbrico para control de luces, equipos y monitorización de energía eléctrica en el departamento de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU ubicada en la Ciudad de Guayaquil.

AUTOR:

Aurelio David Andramuño

Rivadeneira

TUTOR (A): Ing. Wilber Ortiz Aguilar, PhD.

REVISOR: Lic. Janeth Pilar Diaz Vera, Mgtr.

INSTITUCIÓN: Universidad De Guayaquil FACULTAD: Facultad De Ciencias Matemáticas Y Físicas

CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGS.: 161

TÍTULO OBTENIDO: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

ÁREAS TEMÁTICAS: Ciencias Básicas, Bioconocimiento Y Desarrollo Industrial.

PALABRAS CLAVE: Domótica, Automatización, Climatización, Monitoreo de

energía

RESUMEN: Los hogares y negocios de la Ciudad de Guayaquil, que tienen contratado el servicio de energía eléctrica, frecuentemente presentan valores altos en sus planillas, esto se debe a factores externos como es el caso de la mala lectura del medidor o el desperfecto del mismo entre las causas más comunes, y como factor interno está el uso indebido del sistema de luces y equipos conectados al sistema eléctrico. Bajo ese contexto se usó la metodología PPDIOO para el diseño e implementación de un sistema domótico inalámbrico, para automatizar el encendido y apagado de luces, equipos de cómputo, nevera y como complemento la monitorización del consumo de energía eléctrica en el área de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU ubicada en la ciudad de Guayaquil. Con el objetivo de generar un ahorro energético una vez implementado el sistema domótico en conjunto con el monitor de consumo de energía.

No. DE REGISTRO (en base de datos): No. DE CLASIFICACIÓN: N°

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF: SI X NO

CONTACTO CON AUTOR: Aurelio David Andramuño Rivadeneira

Teléfono: 0962748590

E-mail: [email protected]

CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN:

Nombre:

Ing. Francisco Gerardo Palacios Ortiz, Mgs.

Teléfono:

E-mail: [email protected]

III

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de investigación, “DISEÑO E

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DOMOTICO INALÁMBRICO PARA

CONTROL DE LUCES, EQUIPOS Y MONITORIZACIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA EN EL DEPARTAMENTO DE DISEÑO GRÁFICO DE LA

IMPRENTA CD COMPU UBICADA EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL” elaborado

por el Sr. AURELIO DAVID ANDRAMUÑO RIVADENEIRA, Alumno no titulado

de la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, Facultad de

Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a la

obtención del Título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me

permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, lo Apruebo

en todas sus partes.

Atentamente

ING. WILBER ORTIZ AGUILAR, PhD.

TUTOR

IV

DEDICATORIA

A mis padres quienes me

apoyan en toda decisión o

paso importante de mi vida, a

ellos siempre por la

comprensión y ser los

inspiradores de mi vida.

V

AGRADECIMIENTO

A Dios por llenarme de salud y

guiarme día tras día, a mis

padres Enrique y Julieta por su

ayuda, a mis Tías Cecilia y

Elvira a mis hermanas por todo

el apoyo incondicional que me

brindaron, que sin ellos esto no

habría sido posible. A mi tutor el

Ingeniero Wilber Ortíz y a mi

revisora Lcda. Janeth Díaz por

toda la ayuda y conocimientos

impartidos para elaborar mi

proyecto de tesis. Y finalmente

a mi compañero de Universidad

Darwin Lam, quien se convirtió

en un amigo incondicional en

esta etapa Universitaria.

VI

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Douglas Iturburu, M.Sc. Ing. Francisco Palacios Ortiz, Mgs.

DECANO DE LA FACULTAD DIRECTOR DE LA CARRERA DE

CIENCIAS MATEMATICAS Y INGENIERIA EN NETWORKING

FISICAS Y TELECOMUNICACIONES

Ing. Luis Espín Pazmiño M.Sc. Ing. Pablo Echeverria Avila, M.Sc.

PRESIDENTE DEL ÁREA DOCENTE DEL ÁREA

TRIBUNAL TRIBUNAL

Lic. Janeth Diaz Vera, M.Sc Ing. Wilber Ortiz Aguilar, PhD

DOCENTE REVISOR DEL TUTOR DEL PROYECTO

ÁREA TRIBUNAL DE TITULACION

AB. Juan Chávez Atocha, Esp

SECRETARIO DE LA FACUTAD DE

MATEMATICAS Y FISICAS

VII

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido

de este Proyecto de Titulación, me

corresponden exclusivamente; y el

patrimonio intelectual de la misma

a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

Aurelio David Andramuño Rivadeneira

VIII


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS


TELECOMUNICACIONES






PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTOR:


C.I. 0918001348

TUTOR:

ING. WILBER ORTIZ AGUILAR PhD.

Guayaquil, 21 de octubre del 2021

IX

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo

Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de

Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por el estudiante Aurelio

David Andramuño Rivadeneira, como requisito previo para optar por el título de

Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones cuyo título es:





COMPU UBICADA EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:


C.I: 0918001348

Tutor: Ing. Wilber Ortíz Aguilar, PhD.

Guayaquil, 21 de octubre del 2021

X




TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: Aurelio David Andramuño Rivadeneira

Dirección: Metrópolis 2 Fase 2B Mz. 1011 Villa 1

Teléfono: 0962748590 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Proyecto de titulación al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

Profesor tutor: Ing. Wilber Ortíz Aguilar, PhD.

Título del Proyecto de titulación: Diseño e Implementación de sistema

domótico inalámbrico para control de luces, equipos y monitorización de energía

eléctrica en el departamento de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU

ubicada en la Ciudad de Guayaquil.

Tema del Proyecto de Titulación: Domótica, Automatización, Climatización,

Monitoreo de energía.

mailto:[email protected]

XI

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de

Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a

la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de

este Proyecto de titulación.

Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

Firma Alumno:

Aurelio David Andramuño Rivadeneira

3. Forma de envío:

El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo

.Doc. O .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif,

.jpg o .TIFF.

DVDROM X CDROM

XII

ABREVIATURAS

PYMES Pequeñas y medianas empresas

CNEL Corporación Nacional de Electricidad

IFTT (IF This, Then That) Si esto, entonces aquello

CE Certificado Europeo

ROHS Restricción de sustancias peligrosas

SIG Grupo de Interés Social

ISM Industrial, Científico y Médico

XIII

ÍNDICE GENERAL

APROBACIÓN DEL TUTOR ............................................................................................. III

DEDICATORIA .................................................................................................................. IV

AGRADECIMIENTO ........................................................................................................... V

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ....................................................................... VI

DECLARACIÓN EXPRESA ............................................................................................. VII

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .............................................................. IX

ABREVIATURAS .............................................................................................................. XII

ÍNDICE GENERAL .......................................................................................................... XIII

ÍNDICE DE CUADROS ................................................................................................... XVI

ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................................. XVII

RESUMEN ...................................................................................................................... XIX

ABSTRACT...................................................................................................................... XX

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 21

CAPÍTULO I ...................................................................................................................... 24

EL PROBLEMA............................................................................................................. 24

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................... 24

Ubicación de Problema en un Contexto .............................................................. 24

Situación del Conflicto Nudos Críticos ................................................................. 26

Causas y Consecuencias del Problema .............................................................. 27

Delimitación del Problema ................................................................................... 28

Formulación del Problema ................................................................................... 28

Evaluación del Problema ..................................................................................... 28

Variables .............................................................................................................. 29

OBJETIVOS ............................................................................................................. 29

Objetivo General .................................................................................................. 29

Objetivos Específicos ........................................................................................... 29

XIV

ALCANCE DEL PROBLEMA ................................................................................... 30

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ......................................................................... 30

METODOLOGÍA DEL PROYECTO ......................................................................... 32

CÁPITULO II ..................................................................................................................... 34

MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 34

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ........................................................................... 34

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .............................................................................. 37

Sistema domótico ................................................................................................. 37

Tipos de arquitectura para sistemas domóticos .................................................. 38

Medio de transmisión ........................................................................................... 41

Radiofrecuencia ................................................................................................... 41

Topología ............................................................................................................. 42

Aplicaciones de la Domótica ................................................................................ 45

Protocolo Insteon ................................................................................................. 47

Protocolo Z-Wave ................................................................................................ 47

Protocolo Wifi ....................................................................................................... 48

Protocolo Bluetooth .............................................................................................. 49

Protocolo Zigbee .................................................................................................. 50

Protocolo EnOcean .............................................................................................. 52

Tipo de estándares domóticos ............................................................................. 52

Estándar propietario o cerrado ............................................................................ 53

Estándar abierto ................................................................................................... 53

Componentes de un sistema domótico................................................................ 53

Unidad de control ................................................................................................. 53

Sensores .............................................................................................................. 57

Actuadores ........................................................................................................... 61

Medidor de consumo eléctrico ............................................................................. 65

Monitores de energía Inteligente ......................................................................... 66

FUNDAMENTACIÓN LEGAL ................................................................................... 68

PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ......................................................... 74

CAPÍTULO III .................................................................................................................... 75

PROPUESTA TECNOLÓGICA .................................................................................... 75

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD .................................................................................. 76

Factibilidad Operacional....................................................................................... 77

Factibilidad Técnica ............................................................................................. 78

XV

Factibilidad Legal ................................................................................................. 78

Factibilidad Económica ........................................................................................ 79

ETAPAS DE LA METODOLOGÍA PPDIOO DEL PROYECTO ............................... 80

Preparación .......................................................................................................... 80

Planeación ........................................................................................................... 81

Selección de monitor de energía ......................................................................... 81

Selección de la Unidad de Control ....................................................................... 83

Selección del sensor ............................................................................................ 84

Selección del actuador ......................................................................................... 86

Diseño .................................................................................................................. 87

Implementación .................................................................................................... 89

Monitor de energía ............................................................................................... 90

Unidad de Control ................................................................................................ 92

Interruptor ............................................................................................................. 94

Smart Hub-S3 ...................................................................................................... 97

Sensor de Movimiento PIR3-FC .......................................................................... 98

Sensor de temperatura y humedad HTS2 ......................................................... 100

Operación ........................................................................................................... 102

Optimización ...................................................................................................... 103

ENTREGABLES DEL PROYECTO ........................................................................ 104

CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA ............................................ 105

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ........................................................................... 106

CAPÍTULO IV ................................................................................................................. 120

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO .............................. 120

CONCLUSIONES ....................................................................................................... 123

RECOMENDACIONES ............................................................................................... 125

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 127

ANEXOS ......................................................................................................................... 131

XVI

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1 Coordenadas ..................................................................................... 25

Cuadro 2 Causas y Consecuencias del Problema ............................................ 27

Cuadro 3 Cuadro Comparativo de Arquitecturas ............................................... 40

Cuadro 4 Detalle Insteon Hub ........................................................................... 54

Cuadro 5 Detalle SONOFF ZBBridge ................................................................ 56

Cuadro 6 Detalle Broadlink RM4-Pro ................................................................ 57

Cuadro 7 Detalle Sensor de Apertura / Cierre Insteon ...................................... 58

Cuadro 8 Detalle SONOFF SNZB-03 – Sensor de Movimiento Zigbee ............. 59

Cuadro 9 Detalle Broadlink HTS2 – Sensor de Temperatura y Humedad ......... 60

Cuadro 10 Detalle Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon ............... 62

Cuadro 11 Detalle Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon ............... 63

Cuadro 12 Detalle Interruptor de Luz Inteligente 2CH por RF Broadlink ........... 64

Cuadro 13 Detalle Eyedro EHEM1-LV .............................................................. 67

Cuadro 14 Presupuesto del Sistema Domótico ................................................. 79

Cuadro 15 Resumen del Presupuesto .............................................................. 80

Cuadro 16 Análisis del Monitor de Energía ....................................................... 81

Cuadro 17 Análisis de la Unidad de Control ...................................................... 83

Cuadro 18 Análisis del Sensor .......................................................................... 85

Cuadro 19 Análisis del Actuador ....................................................................... 86

Cuadro 20 Informe de Pruebas ....................................................................... 105

Cuadro 21 Acceso a un Celular Smart, Pregunta N°1 ..................................... 107

Cuadro 22 Acceso a Internet prepagado, Pregunta N°2.................................. 108

Cuadro 23 Disponibilidad de Medidor de Energía, Pregunta N°3 .................... 109

Cuadro 24 Mal uso de la Energía Eléctrica, Pregunta N°4 .............................. 110

Cuadro 25 Conocimiento del Tema Casa Inteligente, Pregunta N°5 ............... 111

Cuadro 26 Uso del Celular como Control Remoto Universal, Pregunta N°6 .... 112

Cuadro 27 Importancia de controlar Equipos vía Celular, Pregunta N°7 ......... 113

Cuadro 28 Interés en Dispositivo Domótico especifico, Pregunta N°8............. 115

Cuadro 29 Interés en empezar a crear su Casa Inteligente, Pregunta N°9 ..... 117

Cuadro 30 Utilidad de tener una Casa u Oficina Inteligente, pregunta N°10 ... 118

Cuadro 31 Informe de Aceptación y Aprobación ............................................. 120

XVII

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 Ubicación Geográfica de la Imprenta ................................................ 24

Gráfico 2 Aplicación de un Sistema Domótico .................................................. 38

Gráfico 3 Arquitectura Centralizada .................................................................. 39

Gráfico 4 Arquitectura Distribuida ..................................................................... 39

Gráfico 5 Arquitectura Mixta ............................................................................. 40

Gráfico 6 Topología en Malla ............................................................................ 43

Gráfico 7 Topología en Estrella ......................................................................... 43

Gráfico 8 Topología en Árbol ............................................................................ 44

Gráfico 9 Topología en Bus .............................................................................. 44

Gráfico 10 Topología en Anillo .......................................................................... 45

Gráfico 11 Insteon Hub ..................................................................................... 54

Gráfico 12 SONOFF ZBBridge .......................................................................... 55

Gráfico 13 Broadlink RM4-Pro .......................................................................... 57

Gráfico 14 Sensor de Apertura / Cierre Insteon ................................................ 58

Gráfico 15 SONOFF SNZB-03 – Sensor de Movimiento Zigbee ....................... 59

Gráfico 16 Broadlink HTS2 ............................................................................... 60

Gráfico 17 Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon ........................... 62

Gráfico 18 Interruptor de pared Wifi SONOFF .................................................. 63

Gráfico 19 Interruptor de Luz Inteligente 1CH por RF Broadlink ....................... 64

Gráfico 20 Eyedro EHEM1-LV .......................................................................... 67

Gráfico 21 Bosquejo del Área de Diseño Gráfico y Ubicación de Equipos ........ 88

Gráfico 22 Identificación y Ubicación de Dispositivos Domóticos. ..................... 89

Gráfico 23 Diseño de Topología Lógica ............................................................ 90

Gráfico 24 Colocación de Sensores e Identificación de Puertos ....................... 91

Gráfico 25 Interfaz Gráfica en Consumo de Kilovatios hora .............................. 92

Gráfico 26 Ubicación de la Unidad de Control .................................................. 93

Gráfico 27 Pasos para descargar Aplicación y vincular Unidad de Control ....... 94

Gráfico 28 Parte posterior del Interruptor y uso del Amperímetro ..................... 95

Gráfico 29 Vinculación y Personalización del Interruptor .................................. 96

Gráfico 30 Interruptor Inteligente versus Interruptor Clásico ............................. 97

Gráfico 31 Implementación del Smart Hub S3 .................................................. 98

XVIII

Gráfico 32 Sensor de Movimiento e Interior del Dispositivo .............................. 99

Gráfico 33 Etapas del Sensor de Movimiento ................................................. 100

Gráfico 34 Sensor de Temperatura y Humedad HTS2 .................................... 101

Gráfico 35 Temperatura y Humedad del Área de Diseño Gráfico ................... 102

Gráfico 36 Dispositivos vinculados en Aplicación Web. .................................. 103

Gráfico 37 Optimización de Encendido y Apagado de Equipo ........................ 104

Gráfico 38 Acceso a un Celular Smart, Pregunta N°1 ..................................... 107

Gráfico 39 Acceso a Internet prepagado, Pregunta N°2.................................. 108

Gráfico 40 Disponibilidad de Medidor de Energía, Pregunta N°3 .................... 109

Gráfico 41 Mal uso de la Energía Eléctrica, Pregunta N°4 .............................. 110

Gráfico 42 Conocimiento del Tema Casa Inteligente, Pregunta N°5 ............... 111

Gráfico 43 Uso del Celular como Control Remoto Universal, Pregunta N°6 .... 112

Gráfico 44 Importancia de controlar Equipos vía Celular, Pregunta N°7 ......... 113

Gráfico 45 Interés en Dispositivo Domótico especifico, Pregunta N°8............. 115

Gráfico 46 Interés en empezar a crear su Casa Inteligente, Pregunta N°9 ..... 117

Gráfico 47 Utilidad de tener una Casa u Oficina Inteligente, pregunta N°10 ... 118

XIX




TELECOMUNICACIONES




DEPARTAMENTO DE DISEÑO GRAFICO DE LA IMPRENTA CD


Autor: Aurelio David Andramuño Rivadeneira

Tutor: Ing. Wilber Ortíz Aguilar, PhD.

RESUMEN

Los hogares y negocios de la Ciudad de Guayaquil, que tienen contratado el servicio de energía eléctrica, frecuentemente presentan valores altos en sus planillas, esto se debe a factores externos como es el caso de la mala lectura del medidor o el desperfecto del mismo entre las causas más comunes, y como factor interno está el uso indebido del sistema de luces y equipos conectados al sistema eléctrico. Bajo ese contexto se usó la metodología PPDIOO para el diseño e implementación de un sistema domótico inalámbrico, para automatizar el encendido y apagado de luces, equipos de cómputo, nevera y como complemento la monitorización del consumo de energía eléctrica en el área de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU ubicada en la ciudad de Guayaquil. Con el objetivo de generar un ahorro energético una vez implementado el sistema domótico en

conjunto con el monitor de consumo de energía.

XX



CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DOMOTICO

INALAMBRICO PARA CONTROL DE LUCES, EQUIPOS Y

MONITORIZACION DE ENERGIA ELECTRICA EN EL

DEPARTAMENTO DE DISEÑO GRAFICO DE LA IMPRENTA CD


Autor: Aurelio David Andramuño Rivadeneira

Tutor: Ing. Wilber Ortiz Aguilar, PhD.

ABSTRACT

The homes and businesses of the City of Guayaquil, which have contracted the

electric power service, frequently present high values in their payrolls, this is due

to external factors such as the bad reading of the meter or the fault of the meter

between the most common causes, and as an internal factor is the improper use

of the lighting system and equipment connected to the electrical system. In this

context, the PPDIOO methodology was used for the design and implementation of

a wireless home automation system, to automate the on and off of lights, computer

equipment, refrigerator and as a complement the monitoring of electrical energy

consumption in the graphic design area of the CD COMPU Printing Office located

in the city of Guayaquil. With the aim of generating energy savings once the home

automation system has been implemented in conjunction with the energy

consumption monitor.

21

INTRODUCCIÓN

Uno de los rubros importantes que tienen que sobrellevar mes a mes los hogares

y las PYMES (la pequeña y mediana Empresa) en la ciudad de Guayaquil, es el

valor generado por el servicio de energía eléctrica. Servicio que genera en la

ciudadanía una incertidumbre y descontento al recibir altos valores de pago

reflejado en sus planillas recibidas por parte de la CNEL (Corporación Nacional de

Electricidad).

Al ser la energía eléctrica uno de los servicios básicos con mucha fluctuación en

sus valores y sumándole el no contar con alguna herramienta tecnológica que

permita monitorear el consumo energético a diario en los hogares o negocios

Guayaquileños, dejando de esta manera a los 630.000 medidores a expensas de

las malas lecturas de los medidores por parte de los contratistas que realizan dicha

labor. Siendo esta una de entre las 9 causas principales que generan el reclamo

y repudio de los usuarios en la ciudad de Guayaquil.

Otras causas que influyen mucho en el valor de las planillas eléctricas, es el mal

uso del servicio energético por parte del usuario, como es el encendido de luces,

equipos de cómputo y artefactos eléctricos de manera innecesaria, generando de

esta forma un valor improductivo a cancelar en la planilla de servicio energético.

Adicionalmente la compra de bombillas económicas que, si bien es cierto son de

fácil acceso económico para el consumidor, su desventaja radica en su alto

consumo de kilovatios/hora generando de esta forma un valor superior de lo que

nos generaría otro tipo de bombillos o sistema de luces.

Para poder enfrentar estos factores externos e internos ya mencionados, podemos

hacer uso de automatizaciones acompañado de herramientas tecnológicas como

son los monitores de energía para supervisar el consumo general de una

acometida o por circuitos focalizados en el panel de caja de breakers conectado a

la red energética, dando también lugar a la domótica como solución tecnológica

aprovechando su implementación basada en sus pilares como son: ahorro

energético, confort, control y comunicación. Se ha dado paso al termino “casa

inteligente” para una mejor asociación de esta tecnología la cual de esta forma va

teniendo más auge a nivel local, siendo cada vez más implementada en los

22

hogares Guayaquileños, además en oficinas, hospitales, hoteles, escuela,

edificios, inmobiliarias, etc.

La imprenta CD. COMPU ha sufrido de malas lecturas por parte de los contratistas

de CNEL y se ha visto perjudicado en muchas ocasiones en los valores a pagar

generados en las planillas del servicio energético, como ejemplo podemos citar

los meses de confinamiento en tiempos de pandemia que no hubo producción en

los meses de marzo, abril y mayo del 2020 siendo uno de los miles de afectados

obligados a cancelar valores exagerados. Otro factor es que al contar con cuatro

áreas de trabajo para realizar los diferentes trabajos que tienen que ver con las

artes gráficas, es muy común el mal uso del sistema energético, siendo este el

uso innecesario de luces, equipos de cómputo entre otros.

La implementación del sistema domótico para controlar el encendido de las luces,

equipos de cómputo y artefactos eléctricos que estén conectados a la red

energética en el área de diseño gráfico, ayudará a una mejor supervisión y uso del

sistema energético brindando un ahorro de energía a corto o mediano plazo. Para

en un futuro tomar decisiones y poder automatizar las demás áreas.

Como parte de la automatización de este proyecto, se implementará una

herramienta tecnológica como es el monitor de consumo energético, el cual nos

ayudará dando un estimado del valor a pagar al tener una lectura diaria del

consumo de energía en el área de diseño gráfico de la imprenta CD COMPU, lo

cual será de ayuda visual con gráficos de consumo diario y nos brindará la

posibilidad de crear conciencia del uso de la energía dando como resultado un

óptimo consumo.

CAPÍTULO I: En este capítulo se tiene como objetivo realizar el planteamiento de

los problemas que afectan a la Imprenta CD COMPU por el mal uso del sistema

energético, la falta de un sistema domótico para control de luces y equipos, las

causas y consecuencias del problema, el alcance y los objetivos.

CAPÍTULO II: En este capítulo se justifica con base al conocimiento de la

metodología del trabajo de tesis propuesto mediante el marco teórico, el cual

contiene toda la información en la que se fundamentaron los aspectos

económicos, prácticos, teóricos y legales que contiene este proyecto.

23

CAPÍTULO III: En este capítulo se demuestra la factibilidad económica, norma

social y regla legal con base al estudio de la investigación realizada y mediante la

implementación la viabilidad técnica del proyecto de tesis.

CAPÍTULO IV: Se detallan los criterios de aceptación del producto, informe de

seguimiento, así como también los niveles de satisfacción realizados en la

implementación del sistema domótico, conclusiones y recomendaciones.

24

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación de Problema en un Contexto

La imprenta CD-COMPU, ubicado en la Ciudad de Guayaquil en la Parroquia

Olmedo San Alejo, inicia sus actividades en el mes de julio del año 1999,

actualmente cuenta con 4 empleados distribuidos en diferentes áreas; 1

empleado en el área de diseño gráfico, 1 empleado encargado de la entrega de

trabajos, compra de materiales y acabados finales en el área de corte e

intercalado, 2 empleados en el área de impresión que son contratados por tirajes

de impresión.

Es una imprenta pequeña que se dedica al negocio de todo tipo de impresión de

documentos comerciales autorizados por el Servicio de Rentas Internas, además

de toda folletería corporativa que son partes fundamentales para la comunicación

de una marca o servicio que prestan las empresas o negocios del Ecuador.

Brindando de esta manera su servicio de una forma profesional con excelente

acabado para la imagen de la persona natural o jurídica que contrate los servicios

como imprenta.

La imprenta está ubicada en la avenida Quito 2311 entre la calle Cuenca y calle

Febres Cordero, ver coordenadas de ubicación en el gráfico 1 y en el cuadro 1.

Gráfico 1

Ubicación Geográfica de la Imprenta

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Google Earth

25

Cuadro 1

Coordenadas

Ubicación Nombre Latitud Longitud

Imprenta CD. COMPU 2° 3'4.50"S 79°53'0.97"O

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Google Earth

La imprenta posee 3 máquinas de impresión offset, 2 máquinas para acabado

final como son cortadora de papel y perforadora de papel, 2 equipos de cómputo

para la elaboración de los diseños, y 2 impresoras para revelado de matrices para

impresión offset, adicionalmente 1 aire acondicionado, 1 refrigeradora, 1 televisor,

y una secadora de pelo entre los artefactos que se conectan al servicio de sistema

eléctrico.

La problemática surge que a pesar de ser una imprenta pequeña está dividida en

cuatro áreas que son: área de diseño gráfico, área de impresión, área de corte y

área de manufactura. Esto da lugar a que al menos 2 áreas estén haciendo un

mal uso del sistema eléctrico, es decir sin presencia o actividad física de una

persona, dando como resultado principalmente luces encendidas

innecesariamente y en segundo lugar una maquina o equipo de cómputo

encendido sin estar produciendo beneficio alguno para la imprenta.

Uno de los rubros importantes de los que tiene que suplir las pequeñas y

medianas empresas después del pago de salario de empleados es el arriendo,

servicios básicos como el teléfono, agua, internet, y por último el contrato de

servicio de energía eléctrica siendo este último el más conflictivo de poder

sobrellevar por la fluctuación de valores a pagar mes a mes los cuales se ven

reflejados por muchos factores. Entre ellos el desconocimiento al adquirir

bombillas económicas, pero con un alto consumo de kilovatios/hora, otro factor y

el más común dejar los bombillos de luz y equipos eléctricos encendido, factores

de los cuales si está al alcance del usuario poder tomar una mejor decisión para

poder usar de una mejor forma el servicio eléctrico y se vea reflejado

significativamente en menor costo en el pago de la planilla de luz.

26

Situación del Conflicto Nudos Críticos

En la actualidad la imprenta CD COMPU desconoce el consumo real en

kilovatios/hora que genera cada máquina o equipo de cómputo de acuerdo a su

área de trabajo. Dando como resultado un pago de planilla de luz generalizado sin

poder identificar qué área es la que más energía está consumiendo y poder

comparar su uso de energía versus su producción.

Otro factor externo como problemática que padecen los hogares, negocios y las

pequeñas empresas es la mala lectura de los medidores de energía eléctrica

reportada por los contratistas que prestan su servicio para la Corporación Nacional

de Electricidad (CNEL), siendo esta una de las nueve razones más comunes que

generan problema e inconveniente a los usuarios, dando lugar a reclamos por el

alto costo de las planillas de luz de los 630.000 medidores existentes en la ciudad

de Guayaquil.

(Diario El Universo, 2021) afirma, aproximadamente 60.000 de esos medidores

instalados en la Ciudad de Guayaquil fueron ejecutados por el mismo contratista,

que tiene la labor de encargarse de realizar las lecturas, las mismas que hoy en

día son cuestionadas por usuarios y autoridades, por lo tanto, CNEL ha decidido

revisar los mismos con personal propio.

El director de la Agencia de Regulación y Control de Energía y Recursos Naturales

No renovables expuso lo siguiente: “Pese a reportarse lecturas leídas, existen

reclamos porque no guardan secuencia con el nivel de consumo de los usuarios”

(Aguilar, 2021)

Considerando estos actos ya enunciados, agregándoles la falta de control o

monitoreo interno por medio de una herramienta tecnológica que nos ayude a

concientizar sobre el uso energético, nos da como resultado una mala utilización

del sistema de energía eléctrica. Causando graves perjuicios económicos y

continuando en el mismo ciclo del poco interés del uso adecuado de los equipos

y sistema de luces. Con la ayuda de esta herramienta, el monitor energético, se

facilitará al usuario por medios de gráficos una forma fácil de entender el consumo

diario con cuadros estadísticos el consumo de energía. Ayudando de esta forma

el uso correcto del sistema de luces y equipos eléctricos. De esta forma se podrá

27

evidenciar el ahorro de energía, control, confort, seguridad, y comunicación que

son los pilares de la domótica.

Causas y Consecuencias del Problema

En el cuadro 2, se mencionan las causas que conllevan el no disponer de un

sistema domótico y las consecuencias que la involucran.

Cuadro 2

Causas y Consecuencias del Problema

Causas Consecuencias

Ausencia de un sistema domótico

para automatización del área de

diseño gráfico

No poder interactuar de forma

automatizada con el sistema de

luces, equipos de cómputo y

artefactos eléctricos.

No poder apagar las luces

remotamente.

No poder apagar los equipos de

cómputo remotamente

No poder apagar equipo de

climatización remotamente.

No poder crear rutinas de

encendido de luces con presencia

de usuario automáticamente.

No poder crear rutinas de

apagado total del área de diseño

gráfico.

Uso innecesario de energía

eléctrica.

Desconocimiento del consumo

energético diario.

Uso irracional de la energía

eléctrica.

Uso indebido de los equipos

eléctricos.

28

Alto costo en la planilla de luz.

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Imprenta CD COMPU.

Delimitación del Problema

Campo: Telecomunicaciones

Área: Domótica

Aspecto: Sistema domótico inalámbrico

Tema: Diseño e implementación de un sistema domótico inalámbrico para

control de luces, equipos y monitorización de energía eléctrica en

el departamento de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU

ubicada en la ciudad de Guayaquil.

Formulación del Problema

¿Qué beneficio tendrá diseñar e implementar un sistema domótico inalámbrico

para control de luces, equipos y monitorización de energía eléctrica en el

departamento de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU ubicada en la ciudad

de Guayaquil?

Evaluación del Problema

Este proyecto de implementación se evalúa a partir de aspectos que a

continuación se detallan:

Delimitado: El diseño del sistema domótico inalámbrico se basará principalmente

en el área de diseño gráfico y el monitoreo del consumo energético del área de

diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU para optimizar el uso del servicio de

energía eléctrica.

Claro: Esta solución se basará en crear una red domótica inalámbrica y el

monitorio de consumo energético embebido con tecnología IoT.

Evidente: La propuesta de tesis respecto al problema del mal uso del sistema

eléctrico permitirá un mayor control y ahorro de energía en el área intervenida.

29

Relevante: Nos permitirá sacar provecho al máximo del recurso tecnológico

implementado, gracias al servicio de internet con que ya cuenta la imprenta para

controlar remotamente las luces y equipos del área intervenida.

Contextual: Este proyecto está dentro del marco de contexto de las

telecomunicaciones al incorporar dispositivos inteligentes inalámbricos utilizados

en el área técnica de las telecomunicaciones.

Factible: Este proyecto se podrá desarrollar e implementar gracias a la buena

predisposición de la imprenta, ya que se cuenta con la facilidad al área ya

mencionada para poder obtener la información necesaria para emprender el

desarrollo del proyecto, por lo tanto, hace que la labor sea factible abriéndose al

crecimiento tecnológico de las instalaciones.

Variables

Variable Independiente

● Ahorro energético

Variable Dependiente

● Sistema domótico inalámbrico

OBJETIVOS

Objetivo General

Diseñar e Implementar sistema domótico inalámbrico para control de luces,

equipos de cómputo, equipo de climatización entre otros, y monitoreo de energía

eléctrica en el departamento de diseño gráfico en la imprenta CD COMPU ubicada

en la ciudad de Guayaquil.

Objetivos Específicos

✔ Recopilar información de los equipos conectados al sistema eléctrico

identificando su potencia, voltaje y amperaje detectado su consumo

kilovatio/hora para la creación del Dashboard, y diseñar el esquema para la

ubicación de los dispositivos domóticos.

✔ Implementar dispositivos domóticos aplicando protocolo de comunicación

adecuado para la interacción de los mismo usando una frecuencia diferente

30

al protocolo 802.11 (wifi) para beneficio de la imprenta en conjunto con el

sistema de monitoreo energético.

✔ Analizar resultados de consumo energético post implementación de sistema

domótico.

ALCANCE DEL PROBLEMA

Este proyecto demostrará que, después de la respectiva investigación y

recolección de datos para el diseño del Dashboard y Diseño para ubicación de los

dispositivos, es factible implementar un sistema domótico inalámbrico en conjunto

con el monitoreo inteligente de la energía eléctrica. Se determinan los siguientes

alcances para este proyecto.

● Analizar cualidades de los protocolos de comunicación para escoger el

más factible que nos permitirá llegar a una óptima consecución e

implementación del proyecto.

● Garantizar la interoperabilidad de los equipos conectados al sistema

energético en conjunto con la aplicación web.

● Programar de forma sistemática el apagado de equipos en el área de

diseño gráfico.

● Generar ahorro energético con automatizaciones implementadas

● Integrar todos los dispositivos domóticos en una única interfaz gráfica para

un mejor acceso.

● Elaborar el presupuesto de la implementación del sistema domótico

inalámbrico.

● Proporcionar de la aplicación al usuario.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

El ahorro energético es un tema de suma importancia que nos compete a todos

los ciudadanos empezando desde el hogar hasta nuestro lugar de trabajo. Es allí

donde la domótica se convierte en un aliado tecnológico importante para las

viviendas, oficinas, escuelas, hospitales y todas las pequeñas y medianas

31

empresas. Esta implementación nos aportara sus cuatro pilares fundamentales

que son: la gestión técnica de la energía, el confort, la seguridad y las

comunicaciones.

En la actualidad es mucho más factible y accesible disponer de este tipo de

implementaciones rompiendo el mito de instalaciones costosas y complejas,

dando paso a automatizaciones sencillas y que se adapten a nuestra rutina diaria

para darnos un mejor estilo de vida y de igual manera conseguir la racionalización

de energía en el lugar donde sea aplicada.

A pesar de que el sistema domótico forma su propia red interna para

intercomunicar los dispositivos automatizados con sus respectivas rutinas

previamente programadas, en la actualidad es muy normal que cada persona

tenga un teléfono Smart el cual es considerado como una herramienta de trabajo

por las prestaciones que prestan los mismos, dichos dispositivos nos brindan la

facilidad de controlar remotamente desde cualquier lugar del mundo nuestros

dispositivos domóticos gracias a la tecnología del internet, brindándonos la

posibilidad de crear escenas de presencia, y convirtiéndose en un aliado extra a

dispositivos de seguridad ya implementados en los hogares y empresas.

Diariamente la imprenta CD COMPU hace un mal uso del sistema energético, el

cual podrá ser representativamente ser mejor usado gracias al sistema domótico,

creando rutinas de apagado y encendido de luces incluyendo equipos. Para de

esta forma poder controlar internamente y externamente dependiendo si la

ocasión lo amerita.

La implementación de este proyecto de tesis es sumamente prioritaria para la

comunidad dado que la domótica aporta muchos beneficios además de los ya

mencionados, Esto es solo un pequeño ejemplo de todo el abanico de

posibilidades que ofrece esta tecnología. Un caso puntual podría ser el de una

persona imposibilitada en cama, brindarle la independencia y oportunidad de

poder apagar luces, sintonizar un canal de televisión, controlar la temperatura de

la habitación, subir y bajar persianas entre otras cosas con la ayuda de un

asistente de voz como parte del sistema domótico. Todo va a depender en cómo

usar la imaginación y ver las necesidades de las personas o comunidad en su

diario vivir.

32

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

En el desarrollo de este proyecto se aplicará la metodología PPDIOO, por su

practicidad y orientación principalmente en ir requiriendo las actividades mínimas,

por complejidad y tecnología de la red. Con este modelo se logra de una manera

óptima canalizar los diferentes trabajos a través de su vida útil mejorando el

desempeño, por lo tanto, cada fase depende de la anterior y facilita su ejecución

de la siguiente fase.

Esta metodología aporta estrategias de procesamiento de información de cada

una de las etapas que a continuación se describen:

Preparación

En esta fase se recopila la información necesaria de los equipos conectados a la

red energética que tiene el departamento de diseño gráfico de la imprenta CD

COMPU.

Planeación

Identificar los dispositivos domóticos adecuados que serán usados de acuerdo al

protocolo de comunicación, para una mejor elección del más indicado que se

ajuste a los intereses de la imprenta.

Diseño

Desarrollar un plano detallado del área de diseño gráfico con sus respectivos

equipos conectados a la red de servicio energético para su respectivo Dashboard,

e identificación de los puntos eléctricos a ser intervenidos para la implementación

del sistema domótico.

Implementación

Implementación de los dispositivos domóticos al cableado eléctrico y monitor de

energía del área automatizada para control y monitorización del sistema domótico.

Operación

Realizar las pruebas de comunicación local y remotamente de los dispositivos,

haciendo las correcciones pertinentes en caso de ser necesarias para el buen

funcionamiento de la implementación.

33

Optimización

Analizar si el sistema propuesto requiere de nuevos dispositivos que aporten a un

mejor desempeño en las áreas restantes, considerando que el diseño es escalable

para una nueva implementación.

34

CÁPITULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

Desde sus inicios cuando se empezó a usar el termino domótica automáticamente

se lo empezó a relacionar con automatizar o simplificar procesos, dando sus

primeros pasos en Estados Unidos, aplicado a edificios básicamente para

controlar de manera automática la regulación de la temperatura de ciertas oficinas

que contaban con dicho recurso. En el transcurso del tiempo la domótica desde

sus orígenes a la época actual en la que se desarrolla la sociedad, ha dado pasos

agigantados gracias a la gran variedad de dispositivos desarrollados por diversas

empresas a nivel mundial. Lo cual permite una mayor facilidad al acceso de esta

tecnología enfocada al ahorro energético, control, confort y comunicación,

aplicada en hogares y oficinas para administrar, por ejemplo: sistemas de luces,

equipos de cómputo, equipos de climatización entre otros, de una forma local por

medio de los diferentes protocolos de comunicación o remotamente gracias a las

bondades del internet accediendo al sistema domótico por medio de una

aplicación web en tiempo real desde cualquier parte del planeta.

A continuación, se enuncia diferentes proyectos ya realizados que muestran una

semejanza con mi trabajo de tesis, los mismos demuestran la factibilidad del tema

propuesto.

(Hoyos, 2020). En su trabajo de tesis propone diseñar un sistema de iluminación

domótico, para controlar los diferentes ambientes de luces, con el fin de reducir el

consumo de energía, evitando de esta forma el mal uso del sistema energético,

aplicado a las áreas de servicio del taller Maestranza PNP, ubicada en Chiclayo

por medio de sensores y controladores, dando como resultado el uso necesario y

focalizado del uso de las luces por circuitos en el tiempo que sea el adecuado,

generando de esta forma un gran impacto económico positivo y además

generando como resultado final una larga vida útil de las lámparas.

(Suárez, 2021). Concluye la importancia de un sistema automatizado, en su

diseño domótico aplicado a la climatización del Área Administrativa donde fue

35

propuesto, en el cual da a conocer las bondades de esta tecnología con

conectividad remota, ofreciendo de esta manera comodidad y bienestar para el

personal, con el fin de crear un ambiente con una temperatura agradable y

adecuada de forma automática para el personal Administrativo, dando como

resultado el confort gracias a las automatizaciones realizadas en su sistema

domótico.

(Cedeño, 2018). En su proyecto de sistema domótico y aplicación para control de

luces y apertura de puerta de la cochera en un hogar, controlado remotamente por

medio de dispositivos móviles y controlado por medio de una tarjeta Arduino,

gracias a su fácil implementación y poco mantenimiento afirma que, la ventaja y

valorización de emplear estos sistemas domóticos en un hogar dándole valor en

el sector inmobiliario al momento de ser avaluada para su posible venta, en

comparación con los que no poseen dicha tecnología, finalmente al contar con

este sistema en los hogares los beneficios que ofrecen los mismo son: aumento

de seguridad, confort y ahorro de energía energética, ,

(Villarreal, 2018). En su proyecto de prototipo eléctrico para encendido y apagado

de luces, afirma que, luego de analizar entre los diferentes protocolos de

comunicación, decidió escoger el protocolo Bluetooth controlado por medio de una

tarjeta Arduino, siendo este protocolo el que más se apegaba a las necesidades

básicas para la implementación en la Escuela ubicada en la Ciudad de Huaraz al

norte del Perú, demostrando de esta forma la necesidad y funcionalidad de estos

sistemas domóticos para beneficio de los Docentes encargados en las diferentes

áreas, para poder implementar este proyecto se basó en el método investigativo

por medio de una encuesta realizada a los 10 docentes, los cuales concluyeron

que si era beneficioso este tipo de implementación en el Establecimiento

Educativo, dando como resultado final la satisfacción total de los docentes con el

prototipo eléctrico.

(Loyola, 2018). Concluye en su proyecto que con un mínimo de inversión se puede

lograr automatizar los hogares. Esto lo asegura gracias a la implementación de su

prototipo por medio de una maqueta, simulando de esta forma la realidad e

interacción con el usuario, como por ejemplo sería apagar o encender luces,

controlar el nivel de la brisa del ventilador, cerrar puertas entre otros, todo eso

gracias a la implementación de placas, sensores, resistencias y controladores

aplicados en su maqueta, controlado por una tarjeta Arduino y programación en

36

Java para la interfaz gráfica de la aplicación móvil, demostrando de esta manera

la vialidad de estos proyectos para los hogares, cumpliendo además con el

objetivo principal de estos sistemas que van al ahorro energético y crear el confort

en sus habitantes.

(García & Marcillo, 2017). En su tesis concluyen la factibilidad de implementar

un sistema domótico para controlar las luces de auditorios de los Centros

Educativos, y determinan hacer una investigación con su debida documentación

para conocer las diferentes posibilidades que aporta esta tecnología y aplicar la

que mejor preste sus condiciones de acuerdo a la situación presentada. El proceso

metodológico que aplicaron fue el hardware libre, lo cual lo diferenciaron en tres

etapas, las cuales son proceso de conceptualización, proceso de administración,

y proceso de desarrollo. Su finalidad fue otorgar autonomía, control y confort a los

docentes al acceso de las luces por medio de una aplicación web con su

respectivo usuario y contraseña. Dando como resultado la satisfacción de los

Docentes al tener esa autonomía y control del sistema de luces del auditorio de

forma remota por medio del celular.

(Macías, 2019). Afirma en tu tesis de estudio de factibilidad de un sistema

domótico para control de luces de acceso a la carrera de Ingeniería, luego de

haber analizado diferentes aspectos como valor, datos técnicos, disponibilidad y

rendimiento, decidir usar el módulo Arduino UNO como su componente central

para el desarrollo de este sistema. Logrando de esta forma dar a conocer las

bondades de esta tecnología para una mejor iluminación optima e inteligente en

beneficio de todos los Estudiantes y la Universidad como Institución.

Con base a la realización de estos proyectos se puede apreciar la similitud con mi

proyecto, donde el objetivo común es lograr un ahorro energético como principal

punto, precedidos por el confort, seguridad y comunicación remota entre el usuario

y los equipos del sistema domótico. Además, basado en las investigaciones e

implementaciones mencionadas se dan a conocer los diferentes protocolos de

comunicación, la unidad central, siendo la más usada la placa de Arduino para los

prototipos. Lo cual sirve como referencia para el estudio de los protocolos

existentes en el mercado y elegir el más viable para la elaboración del proyecto

del sistema domótico.

37

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

En este apartado, basado en el estándar de sistema domótico, incluyendo su

descripción conceptual y elementos constitutivos, se describen los métodos,

arquitectura, protocolos de comunicación y medios de transmisión utilizados en la

investigación, diseño e implementación de este proyecto de tesis.

Sistema domótico

Este se define como la convergencia de las diferentes tecnologías aplicados a la

automatización del hogar, realizando de forma inteligente la gestión de la energía,

brindando además seguridad, confort, y comunicación entre el sistema y el

usuario. El termino domótica viene de sus raíces del latín domus (casa) y el sufijo

“tica” relacionado con el tema tecnológico de la informática como la robótica y

automática. De esta forma aportan de una forma funcional al estilo de vida, de una

forma personalizada añadiendo una mejor calidad de vida en el día a día. Dando

como resultado mayor valor al hogar y ahorro energético. Evolucionando

considerablemente al aportar soluciones sencillas a bajo costo con una gran

variedad de productos tecnológicos que pueden ser aplicados a cualquier tipo de

vivienda. En la misma forma como han ido mejorado los productos, paralelamente

los implementadores optan por capacitaciones para una correcta integración del

sistema utilizado. (CEDOM, 2019)

Las aplicaciones de un sistema domótico serian de la siguiente forma:

38

Gráfico 2

Aplicación de un Sistema Domótico

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Montaje de los cuadros de control y dispositivos eléctricos y electrónicos de los sistemas domóticos e inmóticos (Mora, 2018)

Tipos de arquitectura para sistemas domóticos

Un sistema automatizado está compuesto por varios equipos, entre ellos se

encuentran el controlador, sensores y actuadores, los cuales de acuerdo al tipo

de equipo que reside la inteligencia del sistema lo pueden encontrar en diferentes

tipos de arquitectura para los sistemas domóticos como detallan a continuación.

(Mora, 2018)

Arquitectura centralizada: (Mora, 2018) Indica que su funcionalidad se basa en

un controlador que recibe toda la información de los diferentes sensores, procesa

la información para de esta manera interactuar y ordenar a los actuadores del

sistema.

39

Gráfico 3

Arquitectura Centralizada

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Montaje de los cuadros de control y dispositivos eléctricos y electrónicos de los sistemas domóticos e inmóticos (Mora, 2018) Arquitectura distribuida: (Mora, 2018) Afirma que este tipo de arquitectura goza

de mayor autonomía por parte de los equipos sean estos actuadores o sensores

al no ser necesario que exista un controlador.

Gráfico 4

Arquitectura Distribuida


Arquitectura mixta: (Mora, 2018) Es la combinación de las dos ya mencionadas

anteriormente, logrando que varios elementos tomen el control (arquitectura

descentralizada), tomando el control y procesando información para compartir con

los demás dispositivos.

40

Gráfico 5

Arquitectura Mixta


A continuación, por medio del siguiente cuadro comparativo daremos a conocer

las ventaja y desventajas que presentan las diferentes arquitecturas:

Cuadro 3

Cuadro Comparativo de Arquitecturas

ARQUITECTURA VENTAJAS INCONVENIENTES

Centralizada Buen nivel de seguridad.

Fácil administración.

Coste reducido o moderado.

Fácil instalación.

Posibilidad de controlador

sobrecargado.

Elevado cableado de red.

Poco ampliable.

Necesidad de interfaz de

usuario.

Distribuida Facilita el rediseño de la red.

Facilidad de ampliación

(menos cableado).

Gran fiabilidad y

funcionabilidad.

Necesidad de software

complejo.

Administración compleja.

Mayor coste.

41

Alto rendimiento

(procesamiento paralelo)

Velocidad de propagación

a veces lenta.

Mixta Posibilidad de rediseño.

Cableado reducido.

Fiabilidad y seguridad de

funcionamiento.

Fácil realizar ampliación.

Necesidad de interfaz de

usuario.

Coste elevado de la

solución.

Programación compleja.

Elementos de red no

universales.


Medio de transmisión

(Mora, 2018) Afirma que todo sistema está compuesto por varios elementos, por

lo tanto, tiene la necesidad de conectar los mismos, para que cumplan su propósito

de recibir e intercambiar información entre todos los dispositivos físicos,

compartiendo esos datos por un medio físico como el par trenzado, fibra óptica, o

de forma inalámbrica por medio de radiofrecuencia y conexionado inalámbrico.

Medios dedicados: fibra óptica, par trenzado, cable coaxial

● Bus: KNY, Lon Works, Cebus.

Medios compartidos: red eléctrica, radiofrecuencia, infrarrojo

● Corrientes Portadora: X-10

● Inalámbrico: GammaWave, Z-wave, Bluetooh, Zigbee, wifi.

Radiofrecuencia

(Carrillo, 2018) Concluye que en la actualidad las comunicaciones optan por usar

cada vez menos cables, dando paso a la necesidad de diseñar y crear dispositivos

electrónicos, con la capacidad de recibir y enviar información en locaciones

diferentes o lejanas sin tener la necesidad del cable como medio de transmisión.

Dando la creación de el transmisor y el receptor. Elementos principales usados en

la sociedad. Pasando desapercibido por quienes lo usan en diaria labor sin tener

conciencia de su importante existencia en el mundo de las telecomunicaciones.

42

(Rosales & Castro, 2018) Afirman que la comunicación por radiofrecuencia

empleada por estos dos dispositivos, puede darse modulando señales en el rango

de altas frecuencias, por señales de baja frecuencia en el emisor, logrando

demodular en el receptor. Las señales de radiofrecuencia están en el rango de los

3Khz a 300Ghzz, las mismas que son irradiadas al espacio por la ayuda de una

antena. En el rango ya mencionado encontramos las ondas de televisión, de radio

tanto AM como FM, comunicaciones militares, bandas usadas por los celulares, la

mundialmente red inalámbrica usada por las laptops como es la 2.4Ghz,

radioaficionados entre las diferentes aplicaciones de comunicación que existen.

Topología

(Mora, 2018) Concluye que se refiere a la forma en que se implementa el diseño

de red, dando una idea visual en la que estarán conectados o distribuidos los

equipos en la red. Representándolos de forma gráfica la convergencia entre uno

y otro equipo enlazados entre sí. Determinando de esta forma su modo y

configuración de los diferentes modos, dejando a un lado parámetros, conexiones

físicas y señales de transmisión. Existen cinco tipos distintos como es la topología

de malla, estrella, árbol, bus y anillo, de las cuales se detallarán a continuación:

Topología en malla: Su beneficio se basa en que cada dispositivo o nodo esté

conectado mediante enlace punto a punto con todos los demás, de esta forma

asegura una conexión segura a través de distintos caminos, evitando de esta

forma alguna interrupción. (Mora, 2018)

43

Gráfico 6

Topología en Malla


Topología en estrella: (Mora, 2018) Afirma que se basa en que cada dispositivo

tiene un único enlace punto a punto hacia su controlador. Dando como resultado

un solo camino y dependencia del controlador para transmitir información a otro

dispositivo.

Gráfico 7

Topología en Estrella


Topología en árbol: Conocida como una topología en estrella con jerarquía,

debido a que los nodos del sistema están conectados a un controlador secundario

44

y este a su vez a un controlador de mayor nivel. Dando como resultado que los

nodos no actúen como repetidores y solamente se encarguen de transmitir y

recibir señales. (Mora, 2018)

Gráfico 8

Topología en Árbol


Topología en bus: (Mora, 2018) Afirma que es conocida también como

multipunto, ya que todos los nodos se conectan a un único canal de comunicación

conocido como bus. De esta manera comparten el mismo canal para comunicarse

entre ellos.

Gráfico 9

Topología en Bus


45

Topología en anillo: Su particularidad se basa en que cada nodo tiene una

entrada y salida, de esta forma actúa como transmisor y receptor, creando de esta

forma un bucle en forma de anillo para conexión entre todos los dispositivos.

(Mora, 2018)

Gráfico 10

Topología en Anillo


Aplicaciones de la Domótica

Las aplicaciones de la domótica se prestan para infinidad de usos, dando paso a

la imaginación de las personas para resolver y agilizar temas cotidianos del día a

día de forma automática y eficiente, entre las cuales se destacan en el siguiente

orden:

Gestión energética

(Rodríguez, 2019) Concluye en que se basa en gestionar o administrar las

energías de un hogar, basándose en sus tres pilares esenciales, dado que la

domótica posee la suficiente inteligencia para direccionar hacia el buen uso tanto

de la energía en general.

● Ahorro energético: Implica la intervención de todas las aplicaciones para

dar aviso sobre sobre alguna puerta o ventana abierta por medio de

sensores cuando el aire acondicionado este encendido por citar un

ejemplo.

46

● Eficiencia energética: Su función se basa en no reducir el consumo de

energía, pero da paso a la optimización de energía, por citar un ejemplo

con un sistema corrector de factor potencia, se evita la aparición de

potencias reactivas evitando sobrecargar las líneas ya que su presencia

no es usada para un fin.

● Generación energética: Se basa en las aplicaciones diseñadas para

controlar el sistema encargado de generar todo tipo de energía.

Confort

(Rodríguez, 2019) Concluye que cuando el hogar es autosuficiente en generar

control, da la posibilidad te tener un mejor estilo de vida, dicho control es usado

para crear escenas repetitivas en beneficio de los integrantes, creando rutinas de

acuerdo a cada necesidad.

Cuando hablamos de confort no solo se trata de encender o apagar luces, cerrar

o abrir persianas de una forma ágil, la clave es poder realizar todas estas rutinas

dentro del hogar o desde cualquier lugar del planeta sin perder el control.

Dicho confort se centra en el mando de dispositivos del sistema domótico, los

cuales son: control de luces, control de clima, control de riego, control de acceso

de puertas, control de apertura o cierre de cortinas, todo esto resumido en lo que

se conoce como generación de escenas.

Seguridad

(Rodríguez, 2019) Afirma que cuidar de las personas y de los bienes se centra en

su red de seguridad basada en dos pilares que son la prevención y detección.

Dado que el sistema es alimentado con información a través de sus sensores,

tiene pleno conocimiento de aperturas de puertas o ventanas, interviniendo de

esta forma muy sencilla comunicar y dejar tomar una decisión sobre proteger el

hogar de forma automática e inteligente. Siendo esta figura la más importante para

reemplazar la imagen de guardia durante todo el día, reemplazados por los

sensores que nos indican en tiempo real lo que está sucediendo en el hogar.

Comunicaciones

Su función es gestionar todas las conexiones por medio de los parámetros

existentes en la vivienda, dándole de esta forma al usuario el control y supervisión

local o remotamente, permitiéndole la activación de alarmas frente a diversas

anomalías detectadas por medio del sistema. (Sánchez, 2018)

47

Protocolo Insteon

(Insteon, 2021) Argumenta que se destaca entre los existentes protocolos gracias

a su dualidad siendo esta su principal característica como es ser de doble malla

las cual trata la combinación de la frecuencia inalámbrica o por medio del cableado

eléctrico del hogar, esto le da una clara ventaja sobre las demás en su exclusiva

y patentada tecnología Dual-Band, gracias a aquello, supera las obstrucciones

que se presentan por construcciones propias de las paredes de los hogares,

evitando este problema por medio de la red eléctrica e inalámbrica.

En el control domótico inalámbrico los hogares se convierten en un campo de

batalla a vencer gracias a las obstrucciones de las paredes. El protocolo Insteon

lo resuelve usando el cableado eléctrico existente y adicionalmente de forma

inalámbrica por medio de la frecuencia, convirtiéndose en una fuerte opción al

momento de elegir un protocolo para un sistema domótico.

Usando la red local creada por el Protocolo Insteon todos los dispositivos pueden

repetir mensajes, evitando de esta forma el cuello de botella al momento que un

dispositivo llegase a fallar. Aprovechando de esta forma su banda dual la

información tendrá distintos caminos sea este por cable o inalámbricamente.

Protocolo Z-Wave

(Carrasco, 2017) Afirma que este protocolo orientado a controlar dispositivos

domóticos de una forma inalámbrica se presta para una fácil automatización de

las viviendas. Esta tecnología fue desarrollada por la empresa Danesa Zen-Sys

en el año 2008, para luego ser adquirida por Sigma Designs radicada en California.

Actualmente se le atribuye ser un protocolo parcialmente abierto. Siendo ratificado

así por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones), cada vez tiene más

fuerza entre los usuarios del mundo al contar con un catálogo de 1500 productos

disponible.

El protocolo Z-wave adquiere prestigio, credibilidad y aceptación gracias a la

creación de la Z-Wave Alliance logrado por importantes empresas como ADT

Security Services, Jasco, LG Uplus, FAKRO, Samsung’s SmartThing y Sigma

Designs, logrando de esta forma convertirlo en un protocolo universal al momento

de escoger entre que existen en el mercado.

48

Como todo protocolo tiene sus características que lo diferencia de los demás para

hacerse notar en esta guerra de tecnologías, a continuación, las comentare:

● No es necesario el uso de repetidores ya que los mismos dispositivos

cuentan con esa función de lograr hasta 4 saltos entre los nodos

existentes, lo que se conoce como red mallada, teniendo además un rango

de comunicación de 30 metros.

● Al ser considerado un estándar de talla internacional muchas marcas se

encargan de proveer al mercado con el estándar Z-Wave, entre las de

mayor renombre encontramos a Honeywell, Samsung (Lumen), Dlink y

Logitech.

● Su ancho de banda trabaja de 9600bps o 100Kbps, sin ningún

inconveniente entre las velocidades ya que son interoperables.

● El beneficio de trabajar entre la banda de los 900 MHz, evita de esta forma

las constantes interferencias entre las típicas frecuencias usadas en los

hogares como es la red Wifi sobre los 2.4 GHz.

● Tiene el beneficio de que cada red Z-Wave soporte hasta 232 lo que la

deferencia de otros protocolos que poseen limitaciones al momento de

integrar dispositivos un ejemplo sería el Bluetooth que integra 10

dispositivos.

● Su rango de comunicación está en los 30 metros y máximo 100 metros

entre sus nodos, con la ventaja de reproducir en mensaje a través de saltos

hasta un máximo de 4 entre sus nodos.

Protocolo Wifi

(Canedo De Prado, 2017) Afirma que la utilización del protocolo Wifi se podría

asegurar que es la más aplicada entre los sistemas domóticos, por su sencillez de

adaptarse a la red inalámbrica provista por el proveedor de servicio de internet,

además es el protocolo preferido por empresas a nivel mundial para crear

dispositivos en su clase, todo esto debido a la facilidad que brinda el protocolo que

trabaja en los estándares como el IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n en

la frecuencia de 2.4 GHz. disponible en hogares con internet. Cuenta con tasas

de transferencias de 11Mbps, 54Mbps y 300Mbps respectivamente. La desventaja

radica en tener una mayor latencia y muy sensible a interferencias llegando a

49

colapsar el sistema por el uso del ancho de banda y usuarios y dispositivos

conectados a la red.

El contrapunto a esta desventaja ya mencionada, sería que actualmente en ciertos

países ya se está implementado la llamada Wifi 5G, el cual está basado en el

estándar IEEE 802.11ac, operando en la banda de los 5Ghz. Lo cual le permite

tener la exclusividad en usar esta tecnología lo cual no se da en la frecuencia de

2.4Ghz. usada por otros estándares como Bluetooth o Zigbee, lo cual se prestaba

a la saturación del espectro radio eléctrico debido a la masificación de los

dispositivos usando esta banda, produciendo de esta forma inevitables

interferencias.

A pesar de ser dado a menos por los demás protocolos, es la opción más viable

para empezar en el mundo de la domótica, gracias a los costos accesible y la gran

variedad que se encuentran en el mercado donde podemos encontrar los

interruptores inteligentes, tomacorrientes, sensor de humo, sensor de gas, sensor

de humedad, sensor de agua entre las muchas opciones que ofrecen las

diferentes empresas con este protocolo. Es muy cierto que tiende a sobrecargar

la red con los dispositivos instalados. Pero una buena solución sería la

implementación de un buen router, el cual permite admitir hasta 256 dispositivos

en teoría como lo indica el protocolo y contar con un buen ancho de banda.

Entre sus características enumerare las más principales.(Insteon, 2021)

● Puede enlazar hasta 256 dispositivos.

● Trabaja en la frecuencia de los 2.4Ghz.

● Compatible con muchas marcas.

● Instalación de dispositivos sencilla, solo enlazarse a la red

inalámbrica, compartiendo la red y contraseña.

● Topología en estrella.

Protocolo Bluetooth

(Narváez Andrés, 2018) Argumenta que desde sus inicios fue presentada como

una tecnología inalámbrica propuesta por SIG (Special Interest Group) en el año

de 1988, su objetivo principal fue reemplazar los cables en dispositivos de bajo

consumo, corto alcance y bajo costo, entre los que encontramos impresoras,

ordenadores, auriculares, mouse, teléfonos móviles y otros dispositivos. Bluetooth

a la actualidad ha presentado muchos avances, pasando por varias versiones,

50

hasta la actual conocida como (v5.0), sin embargo, al ser un protocolo de corto

alcance que oscila entre los 8 metros y hasta 100 metros con repetidores. Por lo

tanto, no tiene éxito en el plano de la domótica, a pesar de que Apple apuesta por

usar esta tecnología en su aplicación Homekit la cual brinda la oportunidad de

controlar dispositivos básicos enfocados al hogar como las luces, enchufe etc.

Bluetooth 5 es su más reciente versión, publicado un 6 de diciembre de 2016 está

más orientada al campo de IoT (Internet de las cosas), al igual que en su versión

anterior, presentando mejoras en el aumento de velocidad y alcance, aumento de

potencia para sus transmisiones en formato LE, disminuyendo en gran manera las

interferencias sobre la banda ISM dando paso al implemento de redes en malla

en Bluetooth.

Entre sus características nombrare las principales.

● Puede enlazar hasta 9 dispositivos.

● Trabaja en la frecuencia de los 2.4 GHz.

● Configuración de la red tipo estrella.

● Velocidad de transmisión muy alta.

Protocolo Zigbee

(Vencoel, 2020) Afirma que sus inicios como un estándar aprobado data en el año

2004, dándole el nombre de Zigbee, desde su surgimiento como tecnología, ha

sido aprovechado en la rama de la domótica, industria o metering. Lo primero en

dar a conocer sobre este protocolo, es el porqué de su nombre Zigbee, se da

gracias al trabajo en conjunto de organizaciones que forman “Zigbee Alliance” con

el propósito de crear un estándar de comunicación inalámbrica de alto nivel.

Este protocolo está basado bajo el estándar 802.15.4 enfocado en la capa baja de

comunicación y cuenta entre sus principales características las siguientes:

● Bajo consumo y baja transferencia de datos.

● Usa topología de red tipo Mesh

● Tiene un tamaño reducido.

Debido a estas características se ha posicionado como una buena opción en el

mundo de la domótica, gestionado también por sus dispositivos que trabajan con

batería. Vale recalcar que el protocolo gestiona de forma automática la red, es

decir mantiene las rutas de forma dinámica, con el objetivo de corregir alguna

situación de desconexión parcial de algún nodo integrante de la red.

51

Entre las ventajas comunes consta su tamaño y bajo costo de sus dispositivos,

por lo tanto, es muy usual integrar módulos Zigbee y encontrar consumibles

dedicados al hogar como bombillas, electrodomésticos, sensores y demás

elementos que son muy requeridos para gestionar una casa domótica.

Teniendo exclusividad en el desarrollo de dispositivos para las empresas que

conformaban la “Alianza Zigbee”. Vale recalcar que su operación se basa en

banda de los 868Mhz para la zona europea, 915Mhz para América y 2.4Ghz como

zona libre a nivel mundial.

(Hita, 2017) Afirma que Zigbee se define usando dos tipos de nodos generales en

su red, según su función con el objetivo de minimizar el costo de la red. Lo cual se

los define de la siguiente manera:

● FFD (Full Function device): Su característica se basa en funcionar en

cualquier topología, teniendo el privilegio de dialogar con cualquier otro.

● RFD (Reducted Function Device): Se basa en que sus miembros solo

pueden participar en una topología tipo estrella, su dialogo es

exclusivamente con el coordinador de la red, por lo tanto, tienen una menor

complejidad y menor requerimiento y procesamiento de memoria.

Con estos 2 tipos de nodos vale reconocer sus elementos para conocer su

funcionamiento y entender mejor el rol que cumple cada uno de ellos.

● Coordinador: Es el cerebro de la red, su función es encargarse de crear,

inicializar y controlar la comunicación, los parámetros y dirección de los

nodos, para el óptimo funcionamiento de la red.

● Router: Su función principal es extender la red creando nuevos caminos

para transmitir los mensajes a su red de destino, logrando de esta forma

minimizar la congestión y evitando caídas en la red.

● Nodos finales: Su rol no es encaminar nuevas rutas, su mayor parte del

tiempo pasan en modo “Sleep” para evitar el consumo de energía, sin

embargo, su funcionalidad e interacción se basa con su nodo padre que

puede ser un coordinador o router, siendo el eslabón final de la red,

conocidos también como actuadores en otros protocolos.

Entre sus características principales están las siguientes:

● Puede crear una red hasta con 256 dispositivos.

● Comúnmente es usado en la frecuencia 2.4Ghz.

● Su topología es estrella más malla.

52

● Alcance de 10 a 75 metros.

● Gestión automatizada de direcciones de dispositivos.

● Consumo bajo, el cual permite usar batería en los dispositivos.

Protocolo EnOcean

(Carricondo, 2017) Hace una comparativa en cuestión de consumo energético en

contrapartida con a Z-Wave, como punto notable que los sensores y actuares no

necesiten de una fuente de alimentación.

Esta tecnología con patente de procedencia alemana, aunque a la fecha no es

considerada un estándar. Puede ser desarrolla y aplicada en dispositivos

domóticos, siempre que lo permita la Alianza EnOcean.

La particularidad de este protocolo se basa en la ingeniería de transformar la

energía que rodee al dispositivo en energía eléctrica. Un ejemplo podría ser usar

la energía mecánica al pulsar un actuador y usar esa energía mecánica en

eléctrica para alimentar de esta forma al dispositivo. Otro método de alimentación

sería el uso de energía renovables valiéndose de pequeños paneles solares que

recogen la energía en sus paneles para alimentar el dispositivo. Aunque la gran

cantidad de estos dispositivos no usan pilas, hay una pequeña excepción en casos

que deban emplearse en condiciones extremas.

Su frecuencia de comunicación está en los 868Mhz. Dando un rango de alcance

de 300 metros sin obstrucciones. Usada mayormente en Europa, tiene escasa

presencia a nivel de América, a pesar de su nulo consumo energético. Se podría

pensar que los costos de los dispositivos con respectos a otros que usan el

Protocolo Zigbee, por ejemplo, el cual tiene gran acogida a nivel mundial por

trabajar en una banda libre y mundialmente usada por la frecuencia de los 2.4Ghz.

Tipo de estándares domóticos

En el sistema domótico, también podemos distinguirlos de acuerdo a su tipo. Por

los estándares de programación que utilizan. Existen 2 estándares que pueden

ser catalogados de la siguiente manera.

53

Estándar propietario o cerrado

Usar estándares cerrados se refiere a dicho acuerdos, definidos por una empresa

o marca en concreta, la cual disfruta de su exclusividad. Estos son sistemas

específicos de la empresa, solo ellos pueden ejecutar, modificar el sistema y crear

dispositivos compatibles con la marca en mención. La desventaja de este estándar

es la dependencia a dicha marca y su no compatibilidad con otros dispositivos,

esperando que la empresa no desaparezca ya que esta forma quedaría la vida útil

de ese sistema comprometido al no contar con soporte técnico ni garantía. (Cruz

et al., 2018)

Estándar abierto

Usar estándares abiertos se refiere a ciertos protocolos que son usados por

diferentes compañías y financiado por ciertas organizaciones con el fin de

mejorarlo y unir criterios para un mejor funcionamiento del mismo. La libertad de

este da la opción que diferentes empresas lo usen y mejoren haciéndolo

compatible con otras marcas, gracias a su no exclusividad las marcas fabricantes

brindan mejoras en su producto. En este tipo de estándar no vamos a tener el

problema que, si la empresa deja de funcionar, ya no existirá soporte necesario,

cualquier empresa que maneje este estándar podrá ocupar ese vacío. Entre los

estándares es el que van teniendo mayor realce en el mercado de este tipo. (Cruz

et al., 2018)

Componentes de un sistema domótico

(Vieira et al., 2018) Afirma que el sistema domótico está compuesto por tres

elementos indispensables como son la unidad de control, sensores y actuadores,

de los cuales detallaremos a continuación:

Unidad de control

Conocida también como nodo, es la parte encargada de recibir, procesar y

almacenar la información enviada por los sensores para dar la orden por medio

del bus de comunicación hacia los actuadores. Los cuales reciben las órdenes

para ejecutar acciones. (Vieira et al., 2018)

54

Insteon hub

Trabaja bajo el protocolo Insteon, bajo su patentada doble banda, por medio

cableado usando la red energética e inalámbrica a través de la frecuencia. Fácil

de usar a la hora de controlar y monitorizar el hogar a través de teléfonos

inteligentes o tableta, en el gráfico N° 11 y en cuadro N° 4 se observa modelo y

principales características respectivamente.

Gráfico 11

Insteon Hub

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Insteon, 2021)

Cuadro 4

Detalle Insteon Hub

Descripción Detalle

Frecuencia de línea

eléctrica de Insteon 131,65 KHz.

Frecuencia de Radio 915 MHz.

Rango de Frecuencia Hasta 250 pies (dependiendo de la construcción del

hogar)

Alerta de audio Beeper, se puede desactivar mediante software

Peso 5,2 onzas (148g)

LED de estado LED rojo/verde

Escenas controladas máximas

256

55

Rango de humedad

de funcionamiento 0-90% de humedad relativa, sin condensación.

Rango de

temperatura de

funcionamiento

32º a 104º F

0º a 40º C

Conector de alimentación

IEC C8

Consumo de energía <0,75 vatios

Enlaces Insteon 992

Montaje Montaje en pared o mesa

Garantía 2 años

Precio $ 79,99

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Smarthome, 2021)

SONOFF ZBBridge – Puente Zigbee inteligente

Trabaja en dos protocolos, soportando el estándar WI-FI y Zigbee, su costo es

muy bajo en comparación con otros, su mayor ventaja radica en agregar

dispositivos enchufables los cuales actuaran como enrutadores para extender la

red, evitando de esta forma que la señal Zigbee se vea afectada, en el gráfico N°

12 y en el cuadro N° 5 se observa modelo y principales características

respectivamente.

Gráfico 12

SONOFF ZBBridge

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Itead, 2021)

56

Cuadro 5

Detalle SONOFF ZBBridge


Modelo ZBBridge

Marca SONOFF

Alimentación 5V 1A

Protocolos Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n 2.4 GHz

Zigbee 3.0

Material PC V0

Peso 35g

Dimensiones 62x62x20mm

Emparejamiento con subdispositivos

32

Rango de temperatura de

funcionamiento

-10º a 40º C

Distancia Hasta 80 metros en áreas abiertas

Precio $ 16,90


Broadlink RM4-Pro

Brinda la posibilidad de controlar dispositivos IR y RF entre la banda de los

315/433 MHz., a través de su teléfono inteligente controle, luces, aires

acondicionados, televisores, etc. Es compatible con más de 80000

electrodomésticos a través de la aplicación gratuita, en el gráfico N° 13 y en el

cuadro N° 6 se observa modelo y principales características respectivamente.

57

Gráfico 13

Broadlink RM4-Pro

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Broadlink Colombia, 2021) Cuadro 6

Detalle Broadlink RM4-Pro


Modelo RM4-Pro

Comunicación Wi-fi 802.11g/g/n (2.4 GHz.)

Entorno operativo RH<=80%, 0 ºC ~ 50 ºC

Entrada DC 5V 1A (Micro USB)

Rendimiento infrarrojo 38Khz, Multi-direcciones, rango 8-10 metros

Biblioteca IR 50.000+

Indicador de operación 1 x LED Rango de control de RF 433.92/315Mhz

Dimensiones 84.3x84.3x30.4mm

Certificación CE, ROHS, contiene FCC ID: 2ACDZ-BL3336-P

Precio $ 45,64

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Broadlink Colombia, 2021)

Sensores

Estos ayudan a la toma de decisiones en el mundo real, enviando información a

la unidad de control, para que este a su vez la procese y pueda realizar cambios

por medios de los actuadores como dispositivo final. (Vieira et al., 2018)

58

Sensor de apertura / cierre Insteon

Por medio de este sensor se tendrá la tranquilidad de poder recibir una alerta, al

momento en que se apertura una puerta o ventana, usadas habitualmente para

controlar puertas, ventanas, armarios, gabinetes de suministro, cajones frigoríficos

entre otros, en el gráfico N° 14 y en el cuadro N° 7 se observa modelo y principales

características respectivamente.

Gráfico 14

Sensor de Apertura / Cierre Insteon


Cuadro 7

Detalle Sensor de Apertura / Cierre Insteon


Fabricante Insteon

Garantía 2 años

LED de estado Verde. Parpadea al activarse

Enlaces Insteon 30

Condiciones de operación En interiores 32 a 104ºF hasta 85% de

humedad relativa

Dimensiones Principal: 3.46” x 1.32” x 0.76”

Imán: 2.28” x 0.55” x 0.43”

Peso 3.6 onzas Energía 1 x pilas alcalina AA (incluida)

Duración de la batería 6 meses (con 2 enlaces a 50 activaciones por

día)

59

Precio $ 34,99


SONOFF SNZB-03 – Sensor de movimiento Zigbee

Este sensor de movimiento es clave en los sistemas domóticos, gracias que ellos

pueden detectar de la presencia no deseada y activar sirenas o activar cámaras

para visualizar las escenas ocurridas, en el gráfico N° 15 y en el cuadro N° 8 se

observa modelo y principales características respectivamente.

Gráfico 15

SONOFF SNZB-03 – Sensor de Movimiento Zigbee


Cuadro 8

Detalle SONOFF SNZB-03 – Sensor de Movimiento Zigbee


Marca SONOFF

Modelo SNZB-03

Batería 3 V (CR2450)

Protocolo inalámbrico Zigbee (IEEE 802.15.4)

Dimensión 35x39x28mm

Entorno de trabajo -10ºC ~ 40ºC

60

Peso 19g

Material PC

Precio $ 9,49


Broadlink HTS2

Este dispositivo se encarga de censar la temperatura y humedad, funciona

exclusivamente con el control RM4-Pro de Broadlink, su discreto diseño pasa

desapercibido en relación a otros sensores de su tipo. Su visualización funciona a

través de la aplicación por medio del celular inteligente, cuenta además con tener

interacciones IFTTT, a continuación, en el gráfico N° 16 y en el cuadro N° 9 se

observa modelo y principales características respectivamente.

Gráfico 16

Broadlink HTS2


Cuadro 9

Detalle Broadlink HTS2 – Sensor de Temperatura y Humedad


Modelo HTS2

Longitud 100cm

Tipo de conexión USB a Micro USB

61

Voltaje de operación 5V 1 A

Certificaciones CE, RoHS

Peso 60g

Precio $ 12,00


Actuadores

Los actuadores es el dispositivo final en el proceso, el cual actúa directamente con

la unidad de control, su trabajo principal es ejecutar la orden que reciba por parte

de la unidad central, logrando cambios en el mundo real como por ejemplo el

encendido o apagado de luces, cambio de temperaturas, bloqueo de cerraduras,

apertura de puertas, cortinas, entre otros. (Vieira et al., 2018)

Interruptor atenuador de control remoto Insteon

De los dispositivos finales en el sistema domótico los más común en su

implementación, son los interruptores, los cuales vienen con muchas ventajas,

ciertos componentes tienen la propiedad de atenuar la intensidad de luz en

porcentajes del 10% al 90%, como es el caso del que detallare más adelante, otra

de las opciones en programar diferentes temporizadores para encendido y

apagado a continuación, en el gráfico N° 17 y en el cuadro N° 10 se observa

modelo y principales características respectivamente.

62

Gráfico 17

Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon


Cuadro 10

Detalle Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon


Fabricante Insteon

Modelo SKU-2477D

Frecuencia eléctrica 131,65 KHz.

Nivel mínimo recepción 3.2 Vpp en 5 Ohmios

Frecuencia de radio 915 MHz

Peso 3.6 onzas Voltaje de suministro 100-277 voltios CA +/-10%, 50/60 Cable neutral requerido Amperios máximos 5 amperios Carga máxima 600 vatios (utiliza atenuador triac de 12

amperios) Consumo de energía 0,56 vatios Precio $ 49,99


63

Interruptor de pared Wifi SONOFF

Interruptor elegante de la gama T0 de la marca SONOFF, funcionar con aplicación

eWeLink para encender y apagar dispositivos desde cualquier lugar, compatible

con Google Assistant y Alexa para usar su voz y ejecutar acciones, en el gráfico

N° 18 y en el cuadro N° 11 se observa modelo y principales características

respectivamente.

Gráfico 18

Interruptor de pared Wifi SONOFF


Cuadro 11

Detalle Interruptor Atenuador de Control Remoto Insteon


Fabricante SONOFF

Standard Sonoff touch US

Alimentación 90-250v AC (50/60Hz)

Corriente máxima 2 amperios máximo

Dimensiones 120 x 78 x 24 milímetros

Frecuencia 2.4 Ghz. 802.11 b/g/n Material de cierre ABS + Panel de vidrio templado Certificación CE / RoHS

64

Soporte Funciona con Alexa & Google Nest y Home Aplicación: SONOFF Touch Wifi Wall Touch Switch

Precio $ 34,00


Interruptor de luz inteligente 1CH por RF Broadlink

Con el interruptor TC2S brinda la opción de controlar cualquier tipo de luces del

hogar, requiere el RM4-Pro y sin conexiones adicionales, se podrá automatizar las

luces por medio de la aplicación Broadlink, en el gráfico N° 19 y en el cuadro N°

12 se observa modelo y principales características respectivamente.

Gráfico 19

Interruptor de Luz Inteligente 1CH por RF Broadlink


Cuadro 12

Detalle Interruptor de Luz Inteligente 2CH por RF Broadlink


Modelo TC2S-US-1

Modo de comunicación RF 433 MHz requiere RM4PRO

65

Entorno operativo 5%<=RH<=80%, 0ºC ~ 50ºC

Voltaje de funcionamiento 110-240 V 50/60 HZ

Terminales 2 Linea y Salida

Potencia máxima de carga 200W/banda

Certificación CE / RoHS

Cable neutro No requiere

Dimensiones 120x72x35 mm

Precio $ 28,43


Medidor de consumo eléctrico

(Barroso, 2019) Indica que en los hogares que disponen de un medidor de energía,

es muy usual que dispongan de diversos equipos electrónicos, para el ocio,

labores de casa, trabajo, estudio, entre otros. La energía consumida por estos

equipos es medida en vatio-hora, la cual es simbolizada en Wh. El Kwh es la

equivalencia a 1000 vatios-hora. Es la denominación que utilizan las empresas

prestadoras del servicio energético para poder definir el consumo energético en

los hogares. Todo esto mencionado con el fin de que estas prestadoras puedan

contabilizar los Kwh registrados en medidores por los trabajadores encargados de

contabilizar la lectura y proporcionarla a la empresa para su debida facturación.

(Barroso, 2019) Afirma que el medidor analógico se vale de un disco giratorio en

acabado metálico, y un contador analógico que se encargara de contabilizar los

Kwh consumidos. Esto se debe al flujo de la corriente a través del medidor.

Creando un campo eléctrico que impulsa a girar al disco. Derivando en que la

velocidad angular del disco este relacionadamente en forma lineal con el consumo

energético. Cada medidor tiene el registro que son el número de revoluciones

representadas exactamente en 1 Kwh

66

Monitores de energía Inteligente

En la actualidad va teniendo mayor acogida la implementación de estos

dispositivos de forma independiente por parte de los usuarios. Las razones

pueden variar, que van desde la desconfianza en los valores facturados por parte

de la empresa proveedora del servicio. O simplemente por personas que le gusta

tener el control de todo y con gustos por la electrónica, y lo tecnológico. En muchos

casos también es implementado en hogares o casa de alquiler, con el fin de

facturar el valor generado al huésped de acuerdo a lo que disponga el monitor de

energía.

En el campo de la domótica, entre el gran abanico de dispositivos inteligente se

pueden encontrar dispositivos muy económicos con grandes funcionales entre

ellos encontramos el dispositivo domótico Sonoff POW R2 desarrollado por la

marca Itea radicada en China. Que sirve para medir el consumo de cierto equipo,

dando lectura de consumo diario, semanal, mensual. Proveyendo la información

consumida en vatios, amperios y voltaje usado. Su limitación radica que funciona

en circuitos o equipos que no pasen de 16 amperios. Es allí donde entran los

monitores de energía inteligente con la capacidad de 100 amperios de monitorio

en cada sensor o argolla.

Para el desarrollo de este proyecto se usará el monitor de Energía Eyedro en su

representación cableada por cable Ethernet de categoría 6. Provisto de dos

sensores con capacidad de 100 amperios. Proveyendo la información del circuito

intervenido por medio de su página web. Y accediendo a ella en forma real a través

de un teléfono inteligente.

Monitor de energía Eyedro EHEM1-LV

El propósito de este monitor radica en proveer de valiosa información al usuario

con respecto al uso y costos de electricidad, Su fácil modo de implementación va

enfocado para usuarios que no sean ingenieros eléctricos, que son favorable a la

hora de instalar, en el gráfico N° 20 y en el cuadro N° 13 se observa modelo y

principales características respectivamente.

67

Gráfico 20

Eyedro EHEM1-LV

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Amazon, 2021)

Cuadro 13

Detalle Eyedro EHEM1-LV


Fabricante Eyedro

Numero de pieza EHEM1-LV

Peso 1,46 libras

Dimensiones 10 x 8 x 3 pulgadas

País de origen Canadá

Estilo Ethernet con cable

Fuente de alimentación AC

Capacidad de amperaje 200 amperios

Estilo de visualización Servicio en la nube MyEyedro

Formato de enchufe A estilo estadounidense

Uso Residencial

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: (Amazon, 2021)

68

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

Este proyecto de tesis se fundamenta tomando artículos relacionados con la Ley

Orgánica de Telecomunicaciones, aprobada el 18 de febrero del 2015 en el

registro oficial número 439 del gobierno del Ecuador.

Ley Orgánica de las Telecomunicaciones

Título II.- Redes y Prestaciones de Servicios de telecomunicaciones

Capítulo I.- Establecimiento y explotación de redes

Artículo 9.- Redes de telecomunicaciones.

Se entiende por redes de telecomunicaciones a los sistemas y demás recursos

que permiten la transmisión, emisión y recepción de voz, vídeo, datos o cualquier

tipo de señales, mediante medios físicos o inalámbricos, con independencia del

contenido o información cursada.

El establecimiento o despliegue de una red comprende la construcción, instalación

e integración de los elementos activos y pasivos y todas las actividades hasta que

la misma se vuelva operativa.

En el despliegue de redes e infraestructura de telecomunicaciones, incluyendo

audio y vídeo por suscripción y similares, los prestadores de servicios de

telecomunicaciones darán estricto cumplimiento a las normas técnicas y políticas

nacionales, que se emitan para el efecto.

Para el caso de redes inalámbricas se deberán cumplir las políticas y normas de

precaución o prevención, así como las de mimetización y reducción de

contaminación visual.

Capítulo II.- Prestación de servicios de telecomunicaciones

Artículo 17.- Comunicaciones internas.

No se requerirá la obtención de un título habilitante para el establecimiento y uso

de redes o instalaciones destinadas a facilitar la intercomunicación interna en

inmuebles o urbanizaciones, públicas o privadas, residenciales o comerciales,

siempre que:

1. No se presten servicios de telecomunicaciones a terceros;

2. No se afecten otras redes de telecomunicaciones, públicas o privadas;

3. No se afecte la prestación de servicios de telecomunicaciones; o,

69

4. No se use y explote el espectro radioeléctrico.

No obstante, dicha instalación y uso por parte de personas naturales o jurídicas

se sujetarán a la presente Ley y normativa que resulte aplicable y, en caso de la

comisión de infracciones, se impondrán las sanciones a que haya lugar.(Asamblea

Nacional, 2015)

Artículo 18.- Uso y Explotación del Espectro Radioeléctrico.

El espectro radioeléctrico constituye un bien del dominio público y un recurso

limitado del Estado, inalienable, imprescriptible e inembargable. Su uso y

explotación requiere el otorgamiento previo de un título habilitante emitido por la

Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, de conformidad con

lo establecido en la presente Ley, su Reglamento General y regulaciones que

emita la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones.

Artículo 35.- Servicios de Telecomunicaciones.

Todos los servicios en telecomunicaciones son públicos por mandato

constitucional.

Artículo 36.- Tipos de Servicios.

Se definen como tales a los servicios de telecomunicaciones y de radiodifusión.

Servicios de telecomunicaciones: Son aquellos servicios que se soportan sobre

redes de telecomunicaciones con el fin de permitir y facilitar la transmisión y

recepción de signos, señales, textos, vídeo, imágenes, sonidos o información de

cualquier naturaleza, para satisfacer las necesidades de telecomunicaciones de

los abonados, clientes, usuarios.

La administración, regulación, gestión, planificación y control del espectro

radioeléctrico deberá considerar los principios ambientales de prevención,

precaución y desarrollo sostenible. (Asamblea Nacional, 2015)

Artículo 96.- Utilización.

El uso del espectro radioeléctrico técnicamente distinguirá las siguientes

aplicaciones:

1. Espectro de uso libre: Son aquellas bandas de frecuencias que pueden ser

utilizadas por el público en general, con sujeción a lo que establezca el

ordenamiento jurídico vigente y sin necesidad de título habilitante, ni registro.

2. Espectro para uso determinado en bandas libres:

70

Son aquellas bandas de frecuencias denominadas libres que pueden ser utilizadas

para los servicios atribuidos por la Agencia de Regulación y Control y tan sólo

requieren de un registro.

3. Espectro para usos determinados: Son aquellos establecidos por la Agencia de

Regulación y Control; dentro de este grupo pueden existir asignaciones de uso

privativo o compartido.

4. Espectro para usos experimentales: Son aquellas bandas de frecuencias

destinadas a la investigación científica o para pruebas temporales de equipo.

5. Espectro reservado: Son aquellas bandas de frecuencias destinadas a la

seguridad pública y del Estado. (Asamblea Nacional, 2015)

DECRETO PRESIDENCIAL

Rafael Correa Delgado

Presidente Constitucional De La Republica

El Uso Del Software Libre

Decreto N# 1014.

(Subsecretaría de Informática, 2009) Que en el apartado g) del numeral 6 d la

Carta Iberoamericana de Gobierno Electrónico, aprobada por la IX Conferencia

Iberoamericana de Ministros de Administración Pública y Reforma del Estado,

realizada en Chile el 1 de junio de 2007, se recomienda el uso de estándares

abiertos y software libre, como herramientas informáticas; Que es el interés del

Gobierno alcanzar soberanía y autonomía tecnológica, así como un significativo

ahorro de recursos públicos y que el Software de Libre es en muchas instancias

unos instrumentos para alcanzar estos objetivos; Que el 18 de Julio del 2007 se

creó e incorporó a la estructura orgánica de la Presidencia de la República la

Subsecretaría de Informática, dependiente de la Secretaría General de la

Administración Pública mediante Acuerdo Nº119 publicado en el Registro Oficial

No. 139 de 1 de agosto del 2007;

Que el numeral 1 del artículo 6 del Acuerdo Nº 119, faculta a la Subsecretaría de

Informática a elaborar y ejecutar planes, programas, proyectos, estrategias,

políticas, proyectos de leyes y reglamentos para el uso de Software Libre en las

71

dependencias del gobierno central; y, en ejercicio de la atribución que le confiere

el numeral 9 del artículo 171 de la Constitución Política de la República;

DECRETA:

Artículo 1.- Establecer como política pública para las entidades de la

Administración Pública Central la utilización de Software Libre en sus sistemas y

equipamientos informáticos.

Artículo 2.- Se entiende por Software Libre, a los programas de computación que

se pueden utilizar y distribuir sin restricción alguna, que permitan su acceso a los

códigos fuentes y que sus aplicaciones puedan ser mejoradas. Estos programas

de computación tienen las siguientes libertades:

a) Utilización del programa con cualquier propósito de uso común

b) Distribución de copias sin restricción alguna.

c) Estudio y modificación del programa (Requisito: código fuente disponible)

d) Publicación delo programa mejorado (Requisito: código fuente disponible)

Artículo 3.- Las entidades de la Administración Pública central previa a la

instalación del software libre en sus equipos, deberán verificar la existencia de

capacidad técnica que brinde el soporte necesario para el uso de este tipo de

software.

Artículo 4.- Se faculta la utilización de software propietario (no libre) únicamente

cuando no exista solución de Software Libre que supla las necesidades

requeridas, o cuando esté en riesgo la seguridad nacional, o cuando el proyecto

informático se encuentre en un punto de no retorno. Para efectos de este decreto

se comprende como seguridad nacional, las garantías para la supervivencia de la

colectividad y la defensa del patrimonio nacional. Para efectos de este decreto se

entiende por un punto de no retorno, cuando el sistema o proyecto informático se

encuentre en cualquiera de estas condiciones:

72

a) Sistema en producción funcionando satisfactoriamente y que un análisis

de costo beneficio muestre que no es razonable ni conveniente una migración a

Software Libre

b) Proyecto es estado de desarrollo y que un análisis de costo - beneficio

muestre que no es conveniente modificar el proyecto y utilizar Software

Libre. Periódicamente se evaluarán los sistemas informáticos que utilizan software

propietario con la finalidad de migrarlos a Software Libre.

Artículo 5.- Tanto para software libre como software propietario, siempre y cuando

se satisfagan los requerimientos, se debe preferir las soluciones en este orden:

a) Nacionales que permitan autonomía y soberanía tecnológica.

b) Regionales con componente nacional.

c) Regionales con proveedores nacionales.

d) Internacionales con componente nacional.

e) Internacionales con proveedores nacionales.

f) Internacionales.

Artículo 6.- La Subsecretaría de Informática como órgano regulador y ejecutor de

las políticas y proyectos informáticos de las entidades del Gobierno Central deberá

realizar el control y seguimiento de este Decreto. Para todas las evaluaciones

constantes en este decreto la Subsecretaría de Informática establecerá los

parámetros y metodologías obligatorias.

Artículo 7.- Encárguese de la ejecución de este decreto a los señores ministros

Coordinadores y el señor secretario general de la Administración Pública y

Comunicación. Dado en el Palacio Nacional en la ciudad de San Francisco de

Quito, Distrito Metropolitano, el día 10 de abril de 2008.

Título VII

RÉGIMEN DEL BUEN VIVIR

73

Sección primera

Educación.

Art. 350.- El sistema de educación superior tiene como finalidad la formación

académica y profesional con visión científica y humanista; la investigación

científica y tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y difusión de los

saberes y las culturas; la construcción de soluciones para los problemas del país,

en relación con los objetivos del régimen de desarrollo.

Art. 351.- El sistema de educación superior estará articulado al sistema nacional

de educación y al Plan Nacional de Desarrollo; la ley establecerá los mecanismos

de coordinación del sistema de educación superior con la Función Ejecutiva. Este

sistema se regirá por los principios de autonomía responsable, cogobierno,

igualdad de oportunidades, calidad, pertinencia, integralidad, autodeterminación

para la producción del pensamiento y conocimiento, en el marco del diálogo de

saberes, pensamiento universal y producción científica tecnológica global.

Sección octava Ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales

Art. 385.- · El sistema nacional de ciencia, tecnología, Innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas

y la soberanía, tendrá como finalidad:

a) Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

b) Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

c) Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y

contribuyan a la realización del buen vivir.

Art. 386.- El sistema comprenderá programas, políticas, recursos, acciones, e

incorporará a instituciones del Estado, universidades y escuelas politécnicas,

institutos de investigación públicos y privados, empresas públicas y privadas,

organismos no gubernamentales y personas naturales o jurídicas, en tanto

realizan actividades de investigación, desarrollo tecnológico, innovación y

74

aquellas ligadas a los saberes ancestrales. El Estado, a través del organismo

competente, coordinará el sistema, establecerá los objetivos y políticas, de

conformidad con el Plan Nacional de Desarrollo, con la participación de los actores

que lo conforman.

Art. 387. – Será responsabilidad del Estado:

a) Facilitar e impulsar la incorporación a la sociedad del conocimiento para

alcanzar los objetivos del régimen de desarrollo.

b) Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la

investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para así

contribuir a la realización del buen vivir, al sumak kawsay.

c) Asegurar la difusión y el acceso a los conocimientos científicos y tecnológicos,

el usufructo de sus descubrimientos y hallazgos en el marco de lo establecido en

la Constitución y la Ley.

d) Garantizar la libertad de creación e investigación en el marco del respeto a la

ética, la naturaleza, el ambiente, y el rescate de los conocimientos ancestrales.

e) Reconocer la condición de investigador de acuerdo con la Ley.

Art. 388.- El Estado destinará los recursos necesarios para la investigación

científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la formación científica, la

recuperación y desarrollo de saberes ancestrales y la difusión del conocimiento.

Un porcentaje de estos recursos se destinará a financiar proyectos mediante

fondos concursables. Las organizaciones que reciban fondos públicos estarán

sujetas a la rendición de cuentas y al control estatal respectivo.

PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE

¿Disminuirá el consumo de energía de la Imprenta, implementando el sistema

domótico inalámbrico y monitoreo energía?

75

CAPÍTULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

La propuesta del proyecto de tesis da lugar al diseño e implementación de un

sistema domótico inalámbrico para control de luces, equipos y monitorización de

energía eléctrica en el Departamento de Diseño Gráfico de la Imprenta CD

COMPU, ubicada en la ciudad de Guayaquil. Con la finalidad principal de brindar

un ahorro energético y económico en el área mencionada, lo cual se logrará

implementado dispositivos domóticos o también llamados dispositivos

inteligentes, en conjunto con el sistema de monitoreo de energía, el cual nos

permitirá visualizar el consumo energético diario generado en el Departamento

Gráfico.

Como complemento del sistema domótico instalaremos el monitor de energía de

la empresa Canadiense Eyedro, con su modelo EHEM1-LV en su versión

cableada con puerto RJ-45 para el puerto Ethernet, el mismo que nos permitirá

medir, analizar y almacenar datos con respecto al consumo de energía eléctrica,

costos en kilovatios hora, dando la posibilidad de seguir la pista del consumo

diario, semanal y mensual con la información presentadas en gráficas informativas

y de fácil entendimiento, además con la posibilidad de acceder en tiempo real a

muchas otras opciones de reporte que brinda esta herramienta a través de su

página y aplicación web, por medio de una pc, tablet o nuestro celular inteligente.

Posteriormente de haber estudiado los diferentes protocolos de comunicación y

estándares, se escoge aplicar un estándar propietario respaldado por la marca

Broadlink, la cual aplica su patentada tecnología Fastcon, la cual permite una corta

configuración de los dispositivos y está orientada a brindar una mejor experiencia

de usuario. Como Arquitectura se aplicará una de tipo mixta, para de esta forma

repartir el control sobre los actuadores con dos controladores, por un lado, un hub

para controlar un sensor de movimiento usando el estándar 802.11 Wi-Fi, y como

controlador principal el RM4-Pro usando radio frecuencia y señales Infrarrojas, el

cual nos permitirá actuar con las luces por medio del interruptor, activar o

desactivar equipos de climatización.

Como pilar de la domótica enfocado en el confort, se aplicará un cable sensor

HTS2, el cual nos dará lectura de la temperatura y humedad del departamento de

diseño gráfico, para de esta forma poder automatizar el encendido automático del

76

aire acondicionado, por medio de escenas y rutinas previamente configuradas por

medio de la aplicación web Broadlink proporcionada por el fabricante del estándar

propietario.

Finalmente, como parte integral del sistema domótico, es brindar control y

supervisión sobre los equipos que estén conectados al circuito energético del área

de diseño gráfico, como son los equipos de cómputo y nevera de bar, para lo cual

se implementará dos interruptores BR-SP4MINI-US, con la finalidad de programar

su encendido y apagado en las horas establecidas de acuerdo al estudio que el

caso lo amerite. Para de esta manera cumpla los objetivos del diseño e

implementación del sistema domótico.

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

La factibilidad de este proyecto de tesis está basada en la necesidad de proveer

herramientas tecnológicas para el ahorro energético y económico para la Imprenta

CD Compu, por lo tanto, se concluye que diseñar e implementar el sistema

domótico inalámbrico para control de luces, equipos de cómputo y climatización,

es la solución al problema ya mencionado. Con esto se da paso a la

implementación del mismo, ya que generaría un ahorro mensual en energía y en

costo para la imprenta. Proveyendo además del monitor de energía, el cual servirá

como complemento del sistema domótico para visualizar los costos y consumo de

kilovatios diarios generados por el área de diseño gráfico. Lo cual generara el

beneficio de controlar, automatizar, y acceder a la información en tiempo real

desde cualquier que se encuentre, gracias a la tecnología del Internet accediendo

por medio de un dispositivo inteligente como es el celular o Tablet.

La implementación de ciertos dispositivos podría acarrear posibles riesgos que se

podrán encontrar al momento de la instalación. En este caso específico, al tratarse

de una edificación que data de los años 1943 lo más probable sería su cableado

eléctrico, implementado con cable rígido, lo cual dificultará la manipulación del

cable por su rigidez para conectarlo al dispositivo, sumándole que este posee una

profundidad superior a los interruptores habituales, dificultará el correcto

acoplamiento por el espacio reducido en la caja rectangular eléctrica, al momento

de adaptar el nuevo interruptor inteligente. En el mismo punto una de las causas

más probables al momento de instalar estos dispositivos es que ciertos modelos

trabajan con cable neutro, el problema está que generalmente en los interruptores

77

encontramos la fase y el retorno, obligando de esta forma hacer llegar el cable

neutro a la caja rectangular eléctrica, siendo esto un problema en ciertas

edificaciones con difícil acceso a las cajas de paso. Para evitar este tipo de riesgos

se accede a implementar dispositivos que no requieran neutro si la ocasión lo

amerita, por tal razón es válida la debida inspección para tomar la decisión

correcta al momento de elegir el dispositivo idóneo para prevenir estos riesgos.

Siguiendo las mismas observaciones en cuanto posibles riesgos, podría ser un

problema una caja de breakers sin espacio o totalmente llena, lo cual no dejaría

espacio para colocar nuestras pinzas en las fases de corriente, las cuales servirán

para medir el consumo energético. La solución radical seria implementar una

nueva caja de breakers, con las molestias que esto acarrearía en cuanto a costos

de mano obra, y caja nueva, sin dejar de lado lo molestoso que toda regeneración

acarrea como es el polvo y ruido. La solución que se aplicará en estos casos,

aunque no la mejor en cuento a estética, es dejar sin la tapa el tablero de breaker

y a la vista las pinzas para la lectura del consumo energético. Como última

alternativa en caso de no tener el presupuesto para la regeneración del tablero de

breakers.

Finalmente, los riesgos más comunes es encontrar tomas de corrientes

improvisadas por extensiones que se las encuentran en el piso. A pesar que

cumple su cometido de proveer energía a los equipos no es la forma correcta, ya

que podría atentar contra la salud de las personas, causando accidentes como

caídas, o posibles electrocuciones por alguna inundación en el área. La solución

para eliminar este problema es con poco presupuesto y algo básico de

conocimiento eléctrico, para expandir tomas corrientes en distintos puntos con

canaletas, cajas rectangulares eléctricas, y tomas corrientes polarizados.

Asegurando de esta forma los puntos de corrientes necesarios para la

implementación de las tomas corrientes inteligentes y demás dispositivos

domóticos.

Factibilidad Operacional

La implementación de un sistema domótico inalámbrico en conjunto con el sistema

de monitoreo de energía, serán herramientas tecnológicas que ayudarán al

correcto uso energético en el área implementada, este sistema reducirá los costos

generados en las planillas de luz. Permitiendo de esta forma direccionar esos

78

costos a mejoras en beneficio de todos los integrantes que trabajan en la imprenta

CD Compu.

El Supervisor de calidad de la imprenta, está de acuerdo con el sistema domótico

y monitor de energía propuesto a implementarse, dando paso a la vialidad para la

ejecución de este proyecto de tesis. Se recalca que por medio de esta

implementación se optimizara recursos energéticos y de costos en el área

especificada. Dejando la posibilidad de un sistema totalmente escalable para

seguir automatizando las 3 áreas restantes de la imprenta. Para de esta forma

generar una óptima automatización de la imprenta.

Además de ser escalable el sistema brindara completamente sus pilares

domóticos, que son: ahorro energético, confort, comunicación y seguridad,

accediendo a estos puntos por medio de cualquier dispositivo inteligente mediante

el cual haya sido debidamente descargada la aplicación con los permisos

respectivos generados por el administrador.

Factibilidad Técnica

Las diferentes tecnologías aplicadas en el siguiente proyecto poseen una amplia

trayectoria aplicada en diferentes proyectos a nivel mundial, es por ello que

marcas con estándares propietarios han apostado por dicha tecnología, siendo el

caso de este proyecto con la marca Broadlink, la cual brinda soporte y capacitación

del uso e implementación de sus productos en el país, garantizando la

operabilidad de sus componentes bajo una misma aplicación que será instalada

en los diferentes dispositivos móviles, lo cual permitirá configurar y accionar

rutinas y escenas en tiempo real desde cualquier parte del país o planeta de ser

el caso.

Factibilidad Legal

El siguiente proyecto está basado en uso de software gratuito, el cual es facilitado

por la marca del estándar propietario, en este caso Broadlink con el mismo nombre

en la aplicación buscada por medio de la tienda de aplicaciones del dispositivo

móvil, dicha aplicación es provista por la empresa y podrá ser usada al momento

de agregar un hardware. Por lo tanto, no afectaría bajo ninguna norma al Decreto

Presidencial No. 1014, que indica que es permitido hacer uso de Software Libre.

Dando cumplimiento a las normas de confidencialidad e integridad de la

79

información, la misma que es proporcionada por el mismo sistema y supervisada

bajo las leyes ya citadas.

Factibilidad Económica

La factibilidad económica de este proyecto está basada bajo el respectivo análisis

de la investigación prevista. El servicio de monitoreo de energía es provisto por la

empresa canadiense Eyedro, al cual accedemos por medio la página web con

usuario y contraseña una vez hecho el respectivo ingreso de la serie del producto.

La aplicación web para gestionar el sistema domótico también es provisto por la

empresa de la marca Broadlink, por lo tanto, no representa un gasto adicional al

sistema. El servicio de internet que es provisto por un proveedor de servicio de

internet, es un costo que ya lo viene sustentado la imprenta, por lo tanto, no implica

un nuevo gasto. Aclarado estos puntos importantes y necesarios para el óptimo

funcionamiento del sistema. El presupuesto para la implementación del sistema

domótico y monitoreo de energía quedaría de la siguiente manera como se puede

observar en el cuadro No 14 y el resumen en el cuadro No 15:

Cuadro 14

Presupuesto del Sistema Domótico

Cantidad Detalle Precio

unitario Precio total

Presupuesto Hardware

1 Monitor de energía Eyedro EHEM1-LV

$ 134,82 $ 134,82

1 Controlador RM4-Pro $ 39,41 $39,41

1 Sensor de temperatura BR-HTS2 $ 5,82 $ 5,82

3 Tomacorrientes inteligentes $ 7,98 $ 23,94

1 Interruptor de luz con RF de 2 canales

$ 17,17 $ 17,17

1 Kit (Pir3-FC y Smart Hub S3) $ 28,31 $ 28,31

Total, Hardware $ 249,47

Presupuesto Varios

80

1 Materiales varios $ 30,00 $ 30,00

Total, Varios $ 30,00

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Información del proyecto

Cuadro 15

Resumen del Presupuesto

Resumen del presupuesto

Presupuesto Hardware $ 249,47

Presupuesto Varios $ 30,00

Total $ 279,47


ETAPAS DE LA METODOLOGÍA PPDIOO DEL PROYECTO

Para el correcto desarrollo del proyecto de tesis en la Imprenta CD Compu, se ha

optado por la metodología PPDIOO, debido a las bondades y características que

presenta dicha metodología para aplicar los respectivos procesos y cumplir con

los requerimientos planteados a lo largo del proyecto.

En el respectivo diseño se enumeran las fases del método con detalles de sus

ventajas y características que la imprenta requiere para el óptimo funcionamiento

de la implementación. En la ejecución del mismo se dividirá en fases propuestas

por la metodología para cumplir los objetivos y lograr una culminación exitosa del

proyecto.

Preparación

Para la preparación del proyecto de tesis se conversó con el Ing. Generoso

Martínez, encargado del control de calidad en el proceso y terminado de los

productos realizados por la Imprenta. Con el objetivo de darle a conocer las

bondades que ofrece la domótica y los grandes beneficios que esta aportaría a

favor de la Imprenta CD Compu, al momento de instalar un sistema domótico

81

inalámbrico para control de luces y equipos de cómputo, además de un monitor

de energía que documente el consumo energético diario del área requerida.

Como resultado final en este proceso, se visualizó la implementación,

identificando las herramientas con las que ya cuenta la Imprenta para unificarla al

nuevo proyecto, para de esta forma lograr el objetivo pautado. Todo esto

debidamente documentado con una entrevista y la aprobación mediante una carta

de consentimiento para recoger información necesaria de la imprenta para la

ejecución e implementación del mismo, debidamente detallada en el apartado de

los anexos.

Planeación

De acuerdo a lo preparado para la ejecución del proyecto, se identifican los

dispositivos que se necesitaran para conformar el sistema domótico y monitorio

de energía planteados, tomando en cuenta sus características, tipo de tecnología,

soporte, software, disponibilidad, costo, entre sus principales reseñas, logrando

hacer una comparativa entre diferentes dispositivos que cumplan el mismo

objetivo para la debida selección del mismo cumpliendo con el objetivo y

adaptándose a la necesidad requerida.

Selección de monitor de energía

En el cuadro N° 16, muestra las diferentes reseñas de los diferentes monitores de

energía, de los cuales se elegirá el más idóneo para la implementación del sistema

de monitoreo de energía.

Cuadro 16

Análisis del Monitor de Energía

Modelo de Monitor Características principales

Eyedro Home EHEM1-LV

● Transmisión de datos vía cable Ethernet.

● Acceso a los datos en cualquier momento

y lugar.

● No tiene tarifas de suscripción

82

● Datos de uso en kilovatio y costo en

tiempo real.

● Historial de consumo disponible hasta

diez años.

● Reporte de datos descargables

● Cada pinza mide hasta 200 amperios bajo

los 120 voltajes (2 sensores)

● Fácil instalación de hardware y software

● Disponibilidad en 20 días laborables al

momento de la adquisición.

Home Energy Meter G5

● Transmisión de datos vía inalámbrica.

● Registro del uso de electricidad en tiempo

real.

● Cada pinza mide hasta 200 amperios bajo

los 120 voltajes (2 sensores)

● Compatible con pasarela Z-wave.

(Obligado)



Sense Energy Monitor

● Ahorro de energía y dinero al brindar el

uso y energía del hogar.

● Informe por medio de avisos a través de

la aplicación Sense cuando una luz esta

encendida o artefacto eléctrico.

● Datos en tiempo real a través de la

aplicación web para los sistemas Android

e iOS.

● Configura notificaciones sobre uso

excesivo de ciertos equipos.

● Pinzas de adquieren por separado.

83




Se concluye: Luego del respectivo análisis se opta por el monitor Eyedro Home

EHEM1-LV por su robustez y fácil acoplamiento a cualquier panel de control

eléctrico, además que su interfaz de usuario es muy amigable y comprensible para

poder realizar reportes de consumo, Además incluyen un cable Ethernet de 3

metros de categoría 6 para una óptima transmisión de datos, con un costo

accesible, hace que sea suficiente cumpliendo con todos los requerimientos para

ser utilizado en la implementación del proyecto. Ver anexo N°3.

Selección de la Unidad de Control

En el cuadro N° 17, muestra las diferentes reseñas de los diferentes Unidades de

Control, de las cuales se elegirá la más idónea para la implementación del sistema

domótico y poder controlar los dispositivos del proyecto.

Cuadro 17

Análisis de la Unidad de Control

Modelo de controlador

Características principales

Broadlink RM4-Pro

● Trabaja en la banda de los 315/433 MHz.

● Base de dato de más de 50000

dispositivos eléctricos que trabajan con

Infrarrojo.

● Comunicación en 2.4 GHz.

SONOFF ZBBridge

● Comunicación bajo el protocolo Wi-Fi y

Zigbee en la banda de los 2.4 GHz.

● Interoperabilidad con dispositivos de

diferentes marcas bajo el mismo

protocolo.

84

● Cubre distancias hasta 80 metros en

espacios abiertos.

Insteon Hub

● Doble banda, por medio del cableado

eléctrico y por radio frecuencia en la

banda de los 915 MHz.

● Distancia hasta 250 pies dependiendo de

la infraestructura del lugar a ser aplicado.

● Soporta hasta 256 dispositivos.


Se concluye: Luego del respectivo análisis se opta por la unidad de control con

estándar propietario de la marca Broadlink. El RM4-Pro por su dualidad de trabajo

en radio frecuencia e infrarrojo, el cual le facilitará la interacción con dispositivos

eléctricos como aire acondicionado, televisores, etc., accionados por controles

remotos usando la tecnología del infrarrojo. Por trabajar a una frecuencia de

433Mhz, asegura la interacción con los actuadores evitando cualquier obstrucción

que pueda encontrarse debido a las paredes de las construcciones. Su interfaz

gráfica también es muy intuitiva al momento de la configuración, brindando soporte

por parte de la casa distribuidora y por medio de la página web oficial. Su acceso

en forma remota es facilitado por medio de la aplicación web Broadlink, de forma

gratuita, la cual no nos generara ni un costo adicional. Convirtiéndose de esta

forma en el anfitrión estrella de nuestro sistema domótico para nuestro proyecto.

Ver información de los datos técnicos en el anexo N°5.

Selección del sensor

En el cuadro N° 18, muestra las diferentes reseñas de los diferentes sensores, de

los cuales se elegirá el más idóneo para la implementación del sistema domótico

y poder interactuar con la unidad de control del proyecto.

85

Cuadro 18

Análisis del Sensor

Modelo del sensor Características principales

Broadlink HTS2

● Cable sensor de humedad y temperatura

● Diseño minimalista.

● Funciona con RM4 Mini y RM4-Pro.

● Trabaja con IFTTT

● Reemplaza al conector USB del RM4 Mini

y RM4-Pro

Sensor de apertura/cierre

Insteon

● Ideal para puertas y ventanas.

● Notificación vía aplicación web cuando

una de estas es aperturada.

● Controla de forma inalámbrica luces y

electrodomésticos.

● Obligatoriamente se combina con hub

Insteon.

SONOFF SNZB-03

● Sensor de movimiento, ideal para activar

sirenas.

● Diseño minimalista pasa desapercibido a

la vista de los usuarios.

● Trabaja bajo el protocolo Zigbee.


Se concluye: Luego del respectivo análisis se opta por el sensor Broadlink HTS2,

ya que además de ser un sensor minimalista se asocia rápidamente con la unidad

de control, simplemente reemplazando el cable de carga USB, proporcionándonos

automáticamente en la aplicación web, la temperatura y humedad, dando la

oportunidad de crear escenas por medio de la tecnología IFTTT para decidir el

horario adecuado del funcionamiento del aire acondicionado. Dando ese extra a

86

nuestra interfaz gráfica del sistema domótico. Ver información de la ficha técnica

en el anexo N°6.

Selección del actuador

En el cuadro N° 19, muestra las diferentes reseñas de los diferentes actuadores,

de los cuales se elegirá el más idóneo para la implementación del sistema

domótico para que pueda interactuar con el sensor y con la unidad de control

implementadas en el proyecto.

Cuadro 19

Análisis del Actuador

Modelo del actuador

Características principales

Interruptor Bestcon TC2S-2-US-110V

● Requiere RM4-Pro.

● No necesita cable neutro

● Frecuencia 433MHz.

● Soporta 100 vatios cada canal

● Comunicación Wi-fi

● Temporizador para crear simulación de

presencia

● Se adapta a cajetines regulares 4 x 2

pulgadas

Interruptor de pared Wi-fi SONOFF

● Frecuencia 2.4 GHz.

● Soporta 150 vatios por canal

● Funciona remotamente con aplicación

eWeLink

Interruptor/atenuador Insteon

● Requiere hub Insteon

● Se requiere cable neutro

● Frecuencia 915MHz

● Atenuación de luces

● Creación de escenas de luces

87


Se concluye: Luego del respectivo análisis se decide por el interruptor Bestcon,

por trabajar a baja frecuencia, siendo esta una gran ventaja para instalar en

espacios con obstrucciones de pared desde la unidad de control hasta el actuador.

Para su instalación el no requerir cable neutro en el cajetín facilita la instalación

en cualquier edificación. Otra ventaja es que tiene comunicación Wi-Fi para su

acceso remoto desde cualquier lugar, y finalmente su fácil instalación a la interfaz

gráfica de la aplicación web, nos permite una interoperabilidad entre la unidad de

control, sensor y actuador. Ver la ficha técnica en el anexo N°7.

Diseño

En esta sección del proceso ya teniendo claro los recursos con que cuenta la

imprenta, y sumándole los dispositivos seleccionados para el sistema domótico.

Lo cual nos permite elaborar un diseño o plano del área donde se procederá a

implementar, para de esta forma ubicar los equipos con lo que cuenta el área de

diseño gráfico que estén conectados al sistema energético. Para de esta forma

poder visualizar la correcta ubicación de los dispositivos a ser implementados en

la siguiente fase.

En el gráfico No 21 identificamos la cantidad y ubicación de los equipos

conectados al sistema energético en el área de diseño gráfico. De la misma forma

identificamos el interruptor y tomas de corriente.

88

Gráfico 21

Bosquejo del Área de Diseño Gráfico y Ubicación de Equipos


En el gráfico No. 22 identificamos la posición de los dispositivos a ser implementados para poder ejecutar el sistema domótico.

89

Gráfico 22

Identificación y Ubicación de Dispositivos Domóticos.


Implementación

En esta fase, basándome en el diseño ya aprobado en la fase anterior. Se procede

con la implementación, instalación y configuración de los diferentes dispositivos

para nuestro sistema domótico.

En el gráfico No. 23 se puede observar la topología lógica, para la implementación

del sistema domótico y el monitoreo de energía.

90

Gráfico 23

Diseño de Topología Lógica


Monitor de energía

Se procede a la instalación y configuración del monitor de energía, para lo cual se

procede a identificar las dos fases de energía que alimentan el tablero de breaker.

Una vez identificados se procede a colocar los dos sensores identificados como

sensor A y sensor B, los cuales irán conectados al monitor de energía, que tendrá

la Labor de analizar, medir y almacenar los datos del consumo de energía.

Previamente se conecta el monitor de energía con el router que nos provee el

servicio de Internet, vía cable Ethernet. Lo cual permitirá que los datos sean

almacenados en el servidor provisto por la empresa, para ser consultados en

tiempo real.

Para que el monitor empiece a subir datos al servidor, se debe crear una cuenta

de usuario para poder ingresar el número serial del equipo y automáticamente lo

ingresará en la nube y lo buscara en la red vía cable ethernet.

91

En el gráfico No. 24 se puede observar la instalación de los sensores en las dos

fases que alimentan la caja de breaker, y a su vez estos sensores se conectan al

monitor de energía donde son identificados como puertos A y B respectivamente.

Gráfico 24

Colocación de Sensores e Identificación de Puertos


En el gráfico No. 25 se puede observar lectura de los Kilovatios hora consumido

hasta las 17h00 del día en curso, y un aproximado de lo que podría llegar a

consumir al finalizar el día en Kilovatios hora.

92

Gráfico 25

Interfaz Gráfica en Consumo de Kilovatios hora


Unidad de Control

Se procede con la implementación y configuración de la Unidad de Control, como

ya se ha expuesto en un apartado anterior. Se usará un estándar propietario con

representación de la Marca Broadlink. Como primer paso se procede a descargar

la aplicación provista por la marca propietario del dispositivo. Posteriormente se

crea un usuario con contraseña para poder vincular la unidad de control como

parte principal del sistema domótico. Una vez vinculado el primer dispositivo a la

cuenta. Se procederá a vincular los demás dispositivos a la cuenta

personalizadamente.

En el gráfico No. 26 se puede observar la disposición del dispositivo una vez

conectado a la red energética, para que se disponga en modo AP para vincularlo

a la aplicación generando una red virtual interna para ser agregado en segundo

plano a la red local wifi proporcionada por el router.

93

Gráfico 26

Ubicación de la Unidad de Control


En el gráfico No. 27 se puede observar los pasos a seguir una vez descargada la

aplicación web de la tienda de aplicaciones en el celular, se procede a registrarse

con una cuenta de correo y una debida contraseña para futuros accesos, para

luego vincular dispositivos a la cuenta creada. En este caso se logra con éxito la

vinculación de la unidad de control RM4-Pro de Broadlink.

94

Gráfico 27

Pasos para descargar Aplicación y vincular Unidad de Control


Interruptor

Se procede a la instalación del interruptor de 2 canales Br-TC2S-US el cual trabaja

a una frecuencia de 433Mhz, lo que garantiza una interacción optima de la unidad

de control con el actuador que en este caso es el interruptor. Un punto importante

de destacar es la importancia de saber la carga que está generando las luces en

el circuito que va a ser controlado por el interruptor. Ya que el dispositivo a usar

garantiza el control de 100 vatios por cada canal. En este caso nos valemos de un

amperímetro para dar lecturas de los amperios generados en el circuito y estar

seguro de no pasar la cantidad en vatios especificada por el fabricante.

En el gráfico No. 28 se puede observar la parte posterior del interruptor donde se

puede apreciar las indicaciones sobre los vatios que soporta cada canal. Además

de las conexiones que se necesitaran como es el cable fase y los 2 cables de

retorno. Vale recordar que este interruptor no necesita cable neutro. Finalmente,

se aprecia el uso del amperímetro para medir cuantos amperios consume el

95

circuito a ser implementado con el nuevo dispositivo, para el correcto uso del

dispositivo.

Gráfico 28

Parte posterior del Interruptor y uso del Amperímetro


En el gráfico No. 29 se puede apreciar la vinculación del dispositivo a la aplicación

web, donde primero nos permite personalizarlo con un nombre para futuras

configuraciones como escenas o rutinas. Luego identifica con nombre cada canal,

y por último se aprecia la interfaz gráfica muy intuitiva donde se puede con un solo

pulso apagar o encender todo el circuito, o también de forma individual de ser el

caso. Estas entre sus muchas potencialidades que tiene este dispositivo que se la

detallara más adelante en el proceso de operación.

96

Gráfico 29

Vinculación y Personalización del Interruptor


En el gráfico No. 30 se puede apreciar la implementación del dispositivo. El cual

se adapta sin problema a las cajas rectangulares de conexión eléctrica. Dando un

acabado estético con su acabado de vidrio templado y táctil. En comparación con

los interruptores clásicos.

97

Gráfico 30

Interruptor Inteligente versus Interruptor Clásico


Smart Hub-S3

Se procede a la instalación del Smart Hub-S3, el cual una vez energizado se

procede a la vinculación con la aplicación web. Este dispositivo actúa como una

unidad de control, teniendo la capacidad de agregar 8 dispositivos. Convirtiendo

de esta forma nuestra arquitectura centralizada a una mixta. Ya que de esta forma

el hub, será el encargado de administrar el sensor de movimiento que será

implementado en el siguiente apartado. Además de ser un hub muy minimalista

por su diseño ultra compacto pasa desapercibido en cualquier mesa de escritorio

con un tamaño muy inferior a un mouse inalámbrico, posee la funcionalidad de

integrarse con un asistente de voz como Alexa, asistente de Google y cuenta con

tecnología IFTTT.

En el gráfico No. 31 se puede observar su fácil adaptabilidad a cualquier entorno

físico.

98

Gráfico 31

Implementación del Smart Hub S3


Sensor de Movimiento PIR3-FC

Se procede a la instalación del Sensor de Movimiento PIR3-FC, el cual será

controlado por el Smart Hub-S3. Ya que cuenta con tecnología IFTTT, la cual me

permite crear rutinas para el encendido y apagado de luces, dependiendo de la

pequeña programación muy intuitiva que se le asignara en el apartado de rutinas

de la aplicación web.

Funciona con una batería tipo CR123A con una duración de 6 meses a 1 año

dependiendo del uso del dispositivo. Lo interesante que por medio de la aplicación

dará aviso de cambio de batería cuando este en estado bajo. Avisando su cambio

oportunamente. Otras de las características es su ángulo de 120 grados y

distancia del infrarrojo de 6 a 9 metros.

En el gráfico No. 32 se puede observar el sensor para luego proceder a abrirlo y

colocarle la batería indicada por el proveedor.

99

Gráfico 32

Sensor de Movimiento e Interior del Dispositivo


En el gráfico No. 33 en primer lugar se puede observar el dispositivo en uno de

sus dos estados una vez vinculado a la aplicación web, su estado Nobody

remarcado con cuadro rojo, el cual nos indica que no detecta movimiento. En el

siguiente cuadro podemos observar en su estado de Persona detectada, el cual

nos indica la presencia de movimiento y finalmente el historial del sensor cuando

ha detectado movimiento. Esto nos será de gran utilidad al momento de crear

escenas para activar el encendido y apagado de luces en el departamento de

diseño gráfico cuando no se encuentre personal en el área mencionada.

100

Gráfico 33

Etapas del Sensor de Movimiento


Sensor de temperatura y humedad HTS2

Se procede a la instalación del Sensor de temperatura y humedad HTS2, su fácil

instalación es sumamente sencilla. Solo se debe reemplazar el cable USB que

alimenta de energía al RM4-Pro y automáticamente se vincula a la aplicación web.

Este accesorio nos ayudara a crear escenas como activar el aire acondicionado a

cierta temperatura.

En el gráfico No. 34 se puede apreciar el sensor, su longitud es de 100 centímetros

para un mayor alcance al punto de corriente.

101

Gráfico 34

Sensor de Temperatura y Humedad HTS2


En el gráfico No. 35 se puede apreciar la aplicación web con todos los dispositivos

vinculados, y en la parte superior nos muestra el estado de temperatura y

humedad de la región en general, Indistintamente de esos datos, con la

vinculación del sensor nos permitirá obtener información de temperatura y

humedad del área interior donde este ubicado, que en este caso será el área de

diseño gráfico, lo cual nos permitirá crear rutinas de encendido y apagado del aire

acondicionado de acuerdo a la temperatura que se determine por el usuario del

área mencionada.

102

Gráfico 35

Temperatura y Humedad del Área de Diseño Gráfico


Operación

En esta fase, con el software libre provisto por la empresa propietaria de los

dispositivos. Se empieza a operar todos los dispositivos debidamente

implementados. En la cual se realizó las diferentes configuraciones y

personalizaciones de equipos para su correcto uso para futura automatizaciones.

En el gráfico No. 36 se puede apreciar todos los dispositivos correctamente

vinculados y en línea en nuestra aplicación web.

103

Gráfico 36

Dispositivos vinculados en Aplicación Web.


Optimización

En esta última fase con respecto a la metodología aplicada a este proyecto, se

dispone en optimizar el uso de los equipos para de esta forma, poder tener un

ahorro energético y económico. Dicha optimización se logrará a través de la

aplicación web, la cual permitirá crear escenas encendido y apagado de la nevera,

igualmente aplicando una rutina para el encendido y apagado de luces.

En el gráfico No. 37 Se puede apreciar la configuración de apagado y encendido

de la nevera. El lado izquierdo del gráfico se aprecia que al momento esta apagado

el equipo y que será encendido en 12 horas y 36 minutos. Del lado derecho del

104

gráfico se puede ver claramente el tiempo de encendido a las 7 de la mañana y

apagado a las 5 de la tarde, rutina que cumplirá en horario de todos los días, para

de esta forma llegar a un ahorro de energía que es la propuesta de este proyecto.

Gráfico 37

Optimización de Encendido y Apagado de Equipo


ENTREGABLES DEL PROYECTO

● Dashboard aproximado de consumo energético mensual de equipos y

luces en el Área de Diseño Gráfico.

● Diseño del área a ser implementada con los equipos domóticos.

● Presupuesto de implementación del sistema domótico y monitoreo de

energía.

● Resultado de pruebas de operabilidad entre el software y los dispositivos

domóticos (Anexo N°17 al Anexo N°22)

105

● Manual del usuario (Anexo N°24)

CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

El proyecto es supervisado y asesorado por el área técnica de la empresa

SISEGUSA proveedora de los equipos domóticos. Asesorando de forma

presencial y vía online, por el señor Eduardo Andrade, de profesión técnico

especializado en el área de equipos de seguridad electrónica, formando parte del

equipo técnico de la empresa nombrada por más de 5 años. Gracias a su aporte

profesional se pudo sacar avante el proyecto

Personal que intervienen en las pruebas.

Técnico Especialista en equipos de seguridad electrónica de la empresa Sisegusa:

● Eduardo Andrade

Estudiante responsable de realizar las pruebas del sistema domótico:

● Aurelio David Andramuño Rivadeneira

En el cuadro N° 20, se presenta resultado de pruebas:

Cuadro 20

Informe de Pruebas

Descripción de la prueba Resultados

Revisión de correcta instalación de aplicación web Aprobado

Correcto acceso a la aplicación web con usuario y contraseña

Aprobado

Creación de rutinas y programación de encendido y apagado de dispositivos

Aprobado

Compartimiento óptimo de la aplicación web a diferentes usuarios de la Imprenta CD COMPU

Aprobado

Comprobar operabilidad de los dispositivos entre todos los miembros compartido en la cuenta CD COMPU

Aprobado


106

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS

Como parte de este proyecto de tesis, a partir de haber realizado el respectivo

análisis de los dispositivos domóticos que podían ser implementados en la

Imprenta CD Compu, se llevó a cabo una encuesta entre el personal que labora

en la imprenta, proveedores, y clientes de la misma, con el objetivo de saber su

opinión sobre el ahorro de energía y conocimiento de propuestas tecnológicas que

sirven de herramientas para lograr diferentes objetivos enfocados en el proyecto

propuesto. Con preguntas sencillas y en base a sus respuestas poder conocer su

punto de vista para una implementación ya sea en un hogar u oficina.

Para el objetivo de recabar la siguiente información realizada en esta encuesta se

utilizó la técnica de investigación como es el Focus Group:

Población: La población generada se da en base a personas que tienen contacto

directo o indirecto con la Imprenta, como es el caso de los trabajadores,

proveedores y clientes, sumando un total de 34 personas encuestadas.

Encuesta: Este método de consulta es una de las más frecuentes al momento de

realizar varias preguntas desarrollada en varios escenarios, siendo muy útil a la

hora de recopilar datos para ser procesados y obtener diferentes puntos de vista

de los encuestados sobre un asunto determinado. Ver modelo de encuesta en

anexo N°4.

A continuación, se podrá ver el resultado que se dio en la encuesta realizada para

este proyecto:

107

Pregunta N°1: ¿Cuenta usted con un celular smart?

Cuadro 21

Acceso a un Celular Smart, Pregunta N°1

Descripción Frecuencia Porcentaje

Si 33 97,1%

No 1 2,9%

Total 34 100%


Gráfico 38

Acceso a un Celular Smart, Pregunta N°1


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, contar con

un celular smart ya es parte de la sociedad, adicionalmente de comunicarnos con

personas nos abre la posibilidad de interactuar en diferentes formas y medios en

este mundo digital.

108

Pregunta N°2: ¿En su hogar cuentan con servicio de Internet?

Cuadro 22

Acceso a Internet prepagado, Pregunta N°2


Si 33 97,1%

No 1 2,9%

Total 34 100%


Gráfico 39

Acceso a Internet prepagado, Pregunta N°2

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Información del proyecto Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, además de

valerse del servicio de Internet vía Wi-Fi proporcionada en los lugares de trabajos,

Centros Comerciales, etc., existe la necesidad contratar un servicio de internet

para de esta forma estar conectado en los hogares ya sea para medios de

entretenimiento, estudio, o por trabajo que es lo que actualmente se vive por

efectos de la pandemia.

109

Pregunta N°3: ¿En su hogar cuentan con un medidor de luz?

Cuadro 23

Disponibilidad de Medidor de Energía, Pregunta N°3


Si 33 97,1%

No 1 2,9%

Total 34 100%

Elaboración: Aurelio David Andramuño Rivadeneira Fuente: Información del proyecto Gráfico 40

Disponibilidad de Medidor de Energía, Pregunta N°3


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, en su gran

mayoría los encuestados al contar con un medidor de energía, podrían estar

interesados en bajar el costo generado en las planillas de luz del hogar en que

viven.

110

Pregunta N°4: ¿Cree usted que en su hogar o lugar de trabajo hacen mal uso de

la energía, como por ejemplo dejar focos, ventiladores, televisores, radios entre

otros equipos encendidos innecesariamente?

Cuadro 24

Mal uso de la Energía Eléctrica, Pregunta N°4


Si 22 64,7%

No 12 35,3%

Total 34 100%


Gráfico 41

Mal uso de la Energía Eléctrica, Pregunta N°4


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, más de la

mitad de los encuestados considero que en los lugares donde ellos frecuentan,

trabajan o viven, existe un mal uso de la energía, partiendo de los ejemplos

planteados en esta pregunta.

111

Pregunta N°5: ¿A escuchado usted sobre las casas inteligentes o casa domótica?

Cuadro 25

Conocimiento del Tema Casa Inteligente, Pregunta N°5


Si 26 76,5%

No 8 23,5%

Total 34 100%


Gráfico 42

Conocimiento del Tema Casa Inteligente, Pregunta N°5


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, solo la cuarta

parte de los encuestados desconoce el tema, o nunca han escuchado de aquello.

Lo cual deja al 75% con mayor disponibilidad para seguir conociendo de este

sistema, pero a su vez dejando la ventana abierta a que la minoría también se

entere de este sistema muy venido a más actualmente.

112

Pregunta N°6: ¿Sabía usted que por medio de su celular smart puede encender

y apagar luces, aire acondicionado, televisores, equipo de sonido, etc., estando

en el hogar o desde cualquier parte del planeta por medio del internet?

Cuadro 26

Uso del Celular como Control Remoto Universal, Pregunta N°6


Si 28 82,4%

No 6 17,6%

Total 34 100%


Uso del Celular como Control Remoto Universal, Pregunta N°6


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, casi un 20%

de los encuestados no tenía conocimiento del uso del celular como funcionamiento

de control universal. Caso contrario la gran mayoría de encuestados siendo estas

un 82,4% están al tanto de estas ventajas que conllevan tener un celular smart y

disponer del servicio del internet.

113

Pregunta N°7: ¿Considera usted importante el poder saber por medio de una

aplicación en su celular que equipos están encendidos en su casa

innecesariamente y apagarlos para ahorrar energía y dinero?

Cuadro 27

Importancia de controlar Equipos vía Celular, Pregunta N°7


Muy Importante 29 85,3%

Poco importante 3 8,8,6%

Ligeramente importante

2 5,9%

Nada importante 0 0%

Total 34 100%


Gráfico 44

Importancia de controlar Equipos vía Celular, Pregunta N°7


114

Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, más del 80%

de los encuestados encuentran muy importante, la opción de disponer como

herramienta tecnológica a través del celular de forma remota poder monitorear

que equipos están encendidos de forma innecesaria y poder apagarlos para así

evitar el consumo de energía. Dejando un buen síntoma de la buena

predisposición para obtener este tipo de tecnología.

115

Pregunta N°8: ¿Le interesaría instalar por ejemplo un interruptor inteligente para

cargar su celular solo el tiempo necesario para de esta forma alargar la vida útil

del equipo y batería?

Cuadro 28

Interés en Dispositivo Domótico especifico, Pregunta N°8


Mucho 29 82,4%

Poco 5 14,7%

Nada 1 2,9%

Total 34 100%


Gráfico 45

Interés en Dispositivo Domótico especifico, Pregunta N°8


116

Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, el gran

interés de los encuestados al querer adquirir un dispositivo que ayude en el mejor

uso de su celular smart como sería un interruptor domótico el cual le permitirá

cargar el tiempo correcto a la energía, logrando 2 puntos importantes, primero

alargar la vida útil de la batería del celular y segundo no consumir energía

innecesariamente.

117

Pregunta N°9: ¿Le interesaría con poco presupuesto empezar a realizar su casa

inteligente para beneficio de usted y de todos los integrantes de su familia?

Cuadro 29

Interés en empezar a crear su Casa Inteligente, Pregunta N°9


Si 31 91,2%

No 3 8,8%

Total 34 100%


Interés en empezar a crear su Casa Inteligente, Pregunta N°9


Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, Con un

rotundo Si, el 91,2% de los encuestados muestra interés en implementar algún

sistema de casa inteligente en su hogar, esto va de la mano con que la

implementación sea accesible. O como es el caso de la domótica puede ser

escalable, es decir ir instalando de a poco los dispositivos de acuerdo al

presupuesto con que se cuente.

118

Pregunta N°10: Cree usted que en esta nueva era digital donde los hogares que

ya cuenten con internet, sumándole que los miembros del hogar cuentan con

teléfono smart. ¿Será de gran utilidad tener una casa u oficina inteligente?

Cuadro 30

Utilidad de tener una Casa u Oficina Inteligente, pregunta N°10


Totalmente de acuerdo 22 64,7,2%

De acuerdo 11 32,4%

En desacuerdo 0 0%

Totalmente en desacuerdo

1 2,9%

Total 34 100%


Utilidad de tener una Casa u Oficina Inteligente, pregunta N°10


119

Interpretación: Mediante los resultados obtenidos se concluye que, la gran

aceptación de los encuestados por esta tecnología, por un lado, se puede concluir

que el 90% de los encuestados que no conocían o habían escuchado de la casa

inteligente, creen que es gran utilidad la implementación de un sistema domótico

en los hogares u oficinas. Y en términos generales se demuestra por medio del

grafico que la no aceptación a estas herramientas tecnológicas es mínima con un

2,9%. Dando como resultado final una buena acogida y pronta implementación de

esta tecnología en los hogares del Ecuador.

120

CAPÍTULO IV

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O

SERVICIO

Cuadro 31

Informe de Aceptación y Aprobación

INFORME DE ACEPTACIÓN Y APROBACIÓN

INSTITUCIÓN:

Universidad de Guayaquil

Facultada de Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

PERSONAL IMPLICADO:

Propietario de la Imprenta y Diseñador Gráfico

OBJETIVO GENERAL:

Diseñar e Implementar sistema domótico inalámbrico para control de luces, equipos de cómputo, equipo de climatización entre otros, y monitoreo de energía eléctrica en el departamento de diseño gráfico en la Imprenta CD COMPU ubicada en la ciudad de Guayaquil.

PROPÓSITO DEL PROYECTO DETALLE ACEPTACIÓN

Recopilar información de los equipos conectados al sistema eléctrico.

Se identifica cada

equipo, con su

respectiva carga en

vatios, para poder

crear un Dashboard

de consumo en

kilovatios/hora del

departamento de

diseño gráfico.

Aprobado

Diseñar un esquema para ubicación de los dispositivos domóticos.

Se identifica

ubicación de

interruptor y tomas

de corriente, para

ser reemplazados

por los nuevos

Aprobado

121

dispositivos y se

procede a diseñar el

sistema domótico.

Diseñar la topología del sistema domótico y monitoreo de energía.

Luego de

inspeccionar las

instalaciones

eléctricas ya

provistas, se

procedió al análisis

y al posterior diseño

tanto de la topología

lógica como la

física.

Aprobado

Definir el estándar y protocolo a usar en los dispositivos.

Luego del análisis

de los estándares y

protocolos

existentes, se

escoge el más

apropiado para el

departamento de

diseño gráfico

Aprobado

Elaborar el presupuesto de la implementación del sistema domótico y monitoreo de energía eléctrica.

En base al estándar

y protocolo definido

se busca opciones

disponibles en el

mercado.

Aprobado

Implementar monitor de energía

Se identifica la caja

de breakers, que

alimenta a los

circuitos eléctricos

del departamento

de diseño gráfico

para identificar las 2

fases de

alimentación de

corriente, y se

procede a conectar

los sensores, 1 en

cada fase,

permitiendo a través

de los mismos

Aprobado

122

enviar la

información de

consumo al servidor

de la empresa

desarrolladora del

equipo.

Implementar sistema domótico inalámbrico.

Se procede a la

implementación de

los dispositivos, con

su respectiva

vinculación a la

aplicación web y se

comprueba la

interoperabilidad

entre ellos.

Aprobado

Proporcionar de la aplicación web al usuario.

Una vez

comprobado el

óptimo

funcionamiento de

los dispositivos, se

procede a

descargar la

aplicación web a los

usuarios

encargados del

departamento de

diseño y compartir

el uso de todos los

dispositivos

empleados en el

proyecto.

Aprobado


123

CONCLUSIONES

El objetivo fundamental de este proyecto era proporcionar de herramientas

tecnológicas que aporten al ahorro energético, brindando además el conocimiento

sobre el consumo de energía, todo aquello se llevó a cabo gracias al estudio y

análisis de los diferentes dispositivos y protocolos de comunicación existentes en

el mercado domótico, aquello dio paso al debido análisis del Diseño e

Implementación del sistema domótico inalámbrico y monitoreo de energía eléctrica

en el departamento de diseño gráfico de la Imprenta CD COMPU, y finalmente se

llegaron a las siguientes conclusiones:

o Mediante la entrevista generada al Ingeniero encargado del control de

calidad de la imprenta, se determinó la necesidad de implementar un

sistema domótico inalámbrico como herramienta tecnológica para

proporcionar de ahorro energético, confort, seguridad y comunicación al

departamento de diseño gráfico. Dando paso al estudio del sistema

domótico, se pudo determinar los dispositivos apropiados acompañado del

presupuesto de acorde a la necesidad del proyecto.

o Se consiguió diseñar la topología lógica y física, tanto del sistema domótico

como del sistema de monitoreo de energía, basándose en los recursos con

que ya contaba la Imprenta en el área de Diseño Gráfico. Respectando el

posicionamiento del interruptor y los puntos de corrientes ya establecidos.

Reestructurando solamente la disposición del router provisto por el

proveedor de servicio de internet, para que trabaje en conjunto con el

sistema de monitoreo de energía, mediante cable de red de categoría 6

provisto por el proveedor con un alcance de 3 metros.

o En la implementación del sistema domótico y monitoreo de energía se

procedió a comprobar el correcto funcionamiento de los dispositivos

domóticos mediante la aplicación web Broadlink, previamente descargada

de forma gratuita de la tienda de aplicaciones del celular smart. Y en el

caso del monitor de monitor de energía mediante la página web

Eyedro.com, Vale resaltar que dicho monitor de energía guarda el historial

de consumo diario con acceso a reportes anteriores de hasta 10 años.

124

o Se logró demostrar que una vez realizado las diferentes configuraciones

de encendido y apagado en las tomas corrientes SP4-MINI US, su

funcionamiento fue óptimo al momento de realizar sus rutinas previamente

establecidas sin la necesidad del uso del internet, demostrando su

independencia de la nube, trabajando de forma normal en la red local.

o Las automatizaciones generadas en los dispositivos mediante

programaciones demostraron total independencia del internet,

funcionando de manera óptima en la red local y cumpliendo con sus tareas

de encendido y apagado previamente configuradas.

125

RECOMENDACIONES

Luego de la implementación realizada y de las debidas conclusiones se

recomienda que:

● Conforme el presupuesto lo permita, mejorar el sistema de climatización,

usado en el área de diseño gráfico, ya que al momento se cuenta con un

aire acondicionado tipo ventana, el cual genera un consumo elevado de

vatios con respecto a los aires tipo Split, lo cual generará un impacto

positivo en cuanto al ahorro y al entorno, ya que son aires acondicionados

silenciosos debido a que el compresor del mismo se sitúa a una distancia

considerada de la mascarilla que emite el aire del equipo mencionado.

● Debido a que el sistema domótico instalado es escalable, y teniendo la

gran ventaja de que su unidad central trabaja en la frecuencia de los

433Mhz, la distancia y el bloqueo de las paredes no será problema en

sustituir los diferentes interruptores en las áreas restantes, para de esta

forma tener el control en todos los circuitos de luces.

● Integrar al sistema una botonera, la cual servirá para crear escenas de

apagados en ciertas áreas de la imprenta o a su vez todas las áreas en

general, de esta forma con la pulsación de un solo botón se aseguraría

que, al momento de cerrar el negocio, todo el sistema de iluminación y

equipos enlazados al sistema eléctrico queden apagados.

● Se recomienda además del cambio de interruptores clásicos, por unos

inteligentes, sustituir las bombillas que actualmente están en las áreas

restantes, ya que según lo observado son bombillas que trabajan a 82

vatios, pudiendo ser reemplazadas por unas de tipo led con consumo de

24 vatios, las mismas que dan una óptima iluminación.

● En las áreas de corte y de manofactura, se recomienda además de lo antes

mencionado, implementar sensores de movimiento. Debido a que son

zonas de poco tráfico de personal, ya que con la ayuda de estos sensores

se dotara de iluminación automática cuando alguien entre a estas zonas y

apagándose de forma automática cuando ya no se encuentre nadie en el

lugar, evitando así el consumo innecesario de energía, y a su vez dándole

confort al personal que transita en estas áreas.

126

● Finalmente, conforme el presupuesto lo permita, implementar dispositivos

domóticos de seguridad como son sensores de puerta y ventana, o a su

vez implementar un sistema de alarma que trabaje en la frecuencia de los

433Mhz para de esta forma seguir aprovechando las bondades del sistema

ya implementado en una sola interfaz web.

127

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Villarreal, F. (2018). UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE

CHIMBOTE - “DESARROLLO DE UN PROTOTIPO ELÉCTRICO PARA

EL ENCENDIDO Y APAGADO DE LUCES CON ARDUINO

CONTROLADO DESDE UNA APLICACIÓN ANDROID VIA BLUETOOH

PARA LA ESCUELA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN DEL

SENATI ZONAL ANCASH-HUARAZ.”

131

ANEXOS

Anexo N°1

Cronograma del Proyecto

132

Anexo N°2

Carta de consentimiento por parte de la Imprenta CD COMPU

133

Anexo N°3

Entrevista al Ingeniero Generoso Martínez de Imprenta CD COMPU

135

Anexo N°4

Entrevista realizada a técnico de empresa SISEGUSA

137

Anexo N°5

Unidad de Control Broadlink RM4-Pro


Modelo RM4-Pro

Voltaje de entrada 5V

Corriente de Entrada 1ª

Control Infrarrojos y RF multidireccionales

Modo de comunicación Wi-Fi 802.11b/g/n (2.4 GHz)

SO compatible iOS 9.0 / Android superior 4.1 y superior

Material Material de transmisión de infrarrojos

Frecuencia infrarroja 38 KHz

Certificación CE, ROHS, contiene FCC ID: 2ACDZ-BL3336-P

Dimension 84,4 x 84,4 x 31

Precio $ 39,41

138

Anexo N°6

Sensor Broadlink HTS2


Modelo HTS2

Longitud 100cm

Tipo de conexión USB a Micro USB

Voltaje de operación 5V 1 A

Consumo en reposo Menor 1mA

Rango detección de

temperatura -40ºC a 125ºC

Rango detección de

humedad 10%-90% H.R. 10

Precisión de rango de

temperatura 1ºC

Precisión de rango de

humedad 5%

Certificaciones CE.,RoHS

Peso 26.5g Humedad de entorno entre 10% a 85% H.R. Temperatura de entorno 0-50ºC Precio $ 5,82

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Anexo N°7

Interruptor Bestcon TC2S-2-US-110V


Modelo TC2S-US-1

Modo de comunicación RF 433 MHz requiere RM4PRO

Entorno operativo 5%<=RH<=80%, 0ºC ~ 50ºC

Voltaje de funcionamiento 110-240 V 50/60 HZ

Terminales 2 Linea y Salida

Potencia máxima de carga 200W/banda Certificación CE / RoHS Cable neutro No requiere Dimensiones 120x72x35 mm Precio $ 17,17

140

Anexo N°8

Toma corriente SP4 mini US


Marca BestCon

Modelo SP4 mini US

Modo de comunicación Wi-fi 802.11 b/g/n (2.4 GHz)

Humedad relativa de

operación Menor o igual a 80grados

Temperatura de operación Entre 0 y 40 grados centigrados

Consumo de energía Menor 1.5 vatios Carga máxima 1650 vatios Fuente de alimentación 100-250 voltios AC 50/60 Hz Sistema Operativo iOS 9.0/Android 4.0 y superiores Peso 85 gramos

Dimensiones 74.4 x 42 x 53 milímetros

Precio $ 7.98

141

Anexo N°9

Hub S3 Broadlink


Modelo S3

Modelo de comunicación Wi-Fi 802.11 b/g/n (2.4 GHz)

Entorno operativo RH<=80%, - 0º - 50ºC

Entrada DC 5V 1Amperio (Micro USB)

Protocolo de comunicación FastCon

Tipo de adaptador No incluye en el paquete

Indicador de operación 1 x Led

Accesorios Cable USB

Consumo eléctrico <1 vatio

Certificaciones CE, RoHS

Precio $ 14,00

142

Anexo N°10

Sensor de Movimiento PIR3-FC


Modelo PIR3-FC

Conectividad Inalámbrico de 2.4 GHz

Ángulo de detección máximo 120º

Distancia máxima de

detección 9 metros

Ocupación de mantener el

tiempo 2 minutos

Batería CR123A

Est. Duración de la batería 1 año

Dimensiones 107,93 x 60,2 x 35,1 mm

SO compatible iOS 9.0 / Android 4.1 y superior

Temperatura de trabajo -10-55ºC

Humedad relacionada al

trabajo < o igual 90% de humedad relativa

Precio $ 14,31

143

Anexo N°11

Monitor de energía EHEM1-LV


Fabricante Eyedro

Peso 1.46 libras

Dimensiones del producto 10 x 8 x 3 pulgadas

País de origen Canadá

Estilo Ethernet con cable

Fuente de energía AC

Capacidad de amperaje 200 amperes

Formato de enchufe A-US

Uso Residencial

Precio $ 134,82

144

Anexo N°12

Modelo de Encuesta

145

Anexo N°13

Área de Diseño Gráfico de la Imprenta CD COMPU

146

Anexo N°14

Área de Corte de la Imprenta CD COMPU

147

Anexo N°15

Área de Impresión de la Imprenta CD COMPU

148

Anexo N°16

Área de Intercalado de la Imprenta CD COMPU

149

Anexo N°17

Monitor de Energía

Se puede apreciar en los siguientes gráficos la lectura del mes julio 27 a agosto

27 del año en curso, con un consumo de 236 kwh. Y a continuación la lectura del

siguiente mes con un consumo de 157 kwh, demostrando de esta forma el

ahorro energético planteado con el sistema domótico.

Datos del mes de Julio

Datos del mes de Agosto

150

Anexo N°18

Tomacorriente

Él toma corriente SP4-MINI US soporta hasta 15 Amperios. Para este ejemplo lo

hemos nombrado como nevera, para de esta forma identificar qué equipo está

conectado al mismo. Como podemos visualizar en el siguiente gráfico del lado

izquierdo la descripción del dispositivo y a continuación en la parte central en su

estado de encendido y finalmente en su estado de apagado. De esta forma

podemos saber si el equipo que esté conectado a nuestro dispositivo estará

encendido o apagado.

Adicionalmente en el siguiente gráfico veremos otras ventajas que nos brinda este

interruptor es su estado de temporizador, en el cual nos da la oportunidad de

programar el encendido y apagado del equipo en varios tiempos, los cuales

quedarán grabado para ejecutarse diariamente, y el día que no se requiera del

temporizador se puede desactivarlo en el casillero correspondiente. Finalmente,

su estado de demora en el que se puede elegir el tiempo en que queremos que

siga encendido nuestro equipo, es decir si elegimos 1 hora esto quiere decir que

se tomará una hora en apagarse. todo va a depender de las necesidades y el uso

que se le vaya dando al dispositivo.

152

Anexo N°19

Interruptor doble

Para este proyecto se implementó un interruptor de 2 canales, un canal nos sirvió

para accionar las luces del departamento de diseño gráfico y el otro canal para

accionar la luz que están dispuesta en la entrada principal y acera de la imprenta,

vale recordar que cada canal soporta hasta 100 vatios de potencia, valor a tener

en cuenta al momento de implementar en circuitos de iluminación. Como se puede

apreciar en la siguiente gráfica del lado izquierdo están las propiedades del

dispositivo y en el lado derecho sus botones de apagado y encendido

individualmente respectivamente con su debida identificación. De la misma

manera un botón digital para encendido y apagado de ambos canales.

El interruptor también nos ofrece el beneficio de temporizador, de esta manera se

programó el encendido y apagado de las luces de la entrada como se aprecia en

el siguiente gráfico. Del lado izquierdo seleccionamos la hora y los días a

153

ejecutarse. A continuación, se eligió la orden de encenderse, y al final podemos

ver las dos programaciones de temporizador. Una se encenderá a la 7 de la noche

y la otra se encargará de apagar a las 6 de la mañana.

154

Anexo N°20

Sensor de Movimiento

La implementación del sensor de movimiento fue con el objetivo de censar lo ya

mencionado en el área de diseño gráfico, para de esta forma cuando este al no

detectar movimiento pasaría de su estado de Person detected a Nobody, de esta

forma enviaría una orden al interruptor que opera las luces del departamento de

diseño gráfico la acción de apagarse. El dispositivo cumplió su objetivo, gracias a

la creación de una rutina, que permitió el ahorro de energía apagando las luces

en el área luego de 20 minutos de no detectar movimiento, y encenderlas cuando

se detecte movimiento.

155

Anexo N°21

Sensor de temperatura y humedad

Por medio de este dispositivo podemos climatizar automáticamente el área donde

se encuentre el aire acondicionado. Es decir, si programamos rutinas que si la

temperatura sube a 27 grados encienda el aire acondicionado a una temperatura

de 24 grados por un tiempo, o de preferencia valernos de la misma temperatura

censada interiormente, si el área climatizada se encuentra en un ambiente

agradable por ejemplo de 23 grados, se ejecute el apagado del aire

acondicionado. A pesar de que se hicieron las pruebas ya mencionadas,

finalmente se decidió desactivar esta rutina, ya que como se ha comentado

anteriormente, hay horarios en que no se encuentra personal en la oficina de

diseño y sería un consumo de energía innecesario. A continuación, en el gráfico

se puede ver la secuencia de la humedad y temperatura por cada hora transcurrida

respectivamente.

156

Anexo N°22

Aire Acondicionado

La vinculación del control del aire acondicionado se la hizo a través de la unidad

central, ya que dicha unidad además de trabajar a frecuencia de 433 MHz, también

trabaja en la frecuencia de infrarrojo, dándole la oportunidad de vincular más de

50000 equipos eléctricos como televisores, aires acondicionados, equipos de

sonido, ventiladores, etc. Todo equipo que sea operado por medio de un control

remoto con infrarrojo. A continuación, en el siguiente gráfico podemos ver la

función del aire acondicionado vinculado a una plantilla de control remoto digital.

En la cual se pude apreciar 2 temperaturas programadas para encenderlo y su

respectivo botón digital de apagado.

157

Anexo N°23

Fases de la Implementación

Como parte del proceso de la implementación se identificó el consumo de potencia

de las luminarias dando como resultado un total de 242 vatios, dando el primer

problema para la instalación del interruptor, ya que su carga máxima soporta hasta

100 vatios. Por lo tanto, para evitar implementar otro dispositivo de otra marca y

tener conflictos al momento de operarlos con 2 aplicaciones web distintas se

decidió reemplazar las luminarias por unas de tipo led de 18 vatios cada una. Otra

solución hubiera sido utilizar un relé para manejar una mayor potencia y dejar las

luminarias existentes, pero en este caso la prioridad era evitar un consumo

superior.

158

Para implementación del monitor de energía, se identificó el tablero de la caja de

breakers, para luego identificar las 2 fases que alimentan al circuito eléctrico, para

de esta forma poder instalar un sensor en cada una de ellas. Vale indicar que su

implementación no es riesgosa, solo identificar el cable de cada fase y

engancharlos con la argolla del sensor. Si no se tiene un conocimiento básico de

electricidad lo recomendado es dejar que un profesional eléctrico haga el trabajo.

A continuación, conectamos los sensores al monitor de energía, el cual lo

alimentamos con corriente y finalmente por medio del cable ethernet lo

conectamos a unos de los puertos LAN del router para de esta manera ingresar a

la página web del proveedor del monitor de energía ingresando nuestro producto

con el código de serie para que sea reconocido y automáticamente empiece a

generar lecturas de la energía al servidor de la empresa Eyedro.

159

Como primer punto establecimos la tarifa a un valor de 0.09 centavos de dólar por

kilovatio hora, para de esta forma tener un estimado del valor generado el

departamento de diseño gráfico, también se puede observar las primeras lecturas

del día una vez implementado el monitor de energía.

160

En el proceso notamos que la nevera tipo bar, estaba alimentada por una

extensión de corriente en el piso, lo cual no es lo más apropiado, se tomó la

decisión de hacer una extensión por medio de canaletas del toma corriente e

implementar un toma corriente sobre puesto, para de esta forma colocar el

dispositivo a ser implementado como es el SP4-MINI US este ubicado

correctamente.

161

Anexo N° 24

Manual del usuario

Una vez hecho las diferentes pruebas se procede a indicar a las personas que

tendrán acceso al sistema domótico que se descarguen la aplicación web

Broadlink, a continuación, se les pide que se registren con su correo y contraseña

respectiva para poder ingresar a la aplicación para en el proceso darle los

permisos de administración del mismo.

A continuación, una vez ingresado en la aplicación se le pide que accione la

etiqueta de Añadir dispositivo, y luego en escanear código QR, en ese momento

se le activara el lector de código y escaneará el código QR previamente generado

como invitación en el celular principal con el que se hizo todas las vinculaciones,

para que pueda integrarse al equipo de usuarios q manejaran los dispositivos. De

esta forma automáticamente se integran todos los dispositivos en su aplicación

162

web, de esta forma podrán tener acceso al sistema domótico, los integrantes de

la imprenta CD COMPU.

Finalmente, ya una vez integrados los usuarios al sistema se les enseña el uso

con todas las opciones que prestan cada uno de los dispositivos, las cuales están

explicadas desde el anexo N° 17 al anexo N° 22. Como se observa en el siguiente

gráfico la interfaz web del sistema domótico, y del lado derecho se puede apreciar

el nombre del hogar nombrado como CD COMPU con un resumen de los

dispositivos instalados, y la cantidad de miembros que participan en la

administración. Vale recalcar que cada uno de ellos puede ir integrando sus

propias rutinas y escenas en lo que tiene que ver con el encendido y apagados de

las luces, computadoras, nevera y aire acondicionado conforme sea la necesidad

de acuerdo a sus horarios de trabajo.

proyecto de titulaciÓn - repositorio.ug.edu.ec

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