trabajo domotica
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Que es y como se utiliza la domotica con arduinoTRANSCRIPT
FACULTAD DE INFORMÁTICA Y CIENCIAS APLICADASESCUELA DE INFORMATICACÁTEDRA DE ELECTRÓNICA
Sistemas Digitales
TEMA: “Arduino y la Domótica”
Abril, 2015
SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTROAMERICA
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ContenidoAplicaciones de la domótica.........................................................................................................8
Control de la Iluminación......................................................................................................8
Control del confort térmico..................................................................................................8
Control de elementos de cierre y protección.....................................................................8
Mobiliario y electrodomésticos...........................................................................................9
Componentes de un sistema.........................................................................................................9
Medios de Transmisión / Bus:............................................................................................12
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INTRODUCCION.
El ser humano todavía no está arraigado a las propiedades que ofrece la domótica es
un hecho que en un futuro estará instalada en cualquier vivienda. Pero ¿qué es la
domótica? Se podría definir como el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la
automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de
la energía además de aportar seguridad, confort, y comunicación entre el usuario y el
sistema. Para poder conseguir las propiedades comentadas anteriormente es
necesario que los sistemas recojan la información de su entorno con sensores y
dispongan de la lógica para actuar en consecuencia utilizando actuadores.
Actualmente los sistemas domóticos tienen un precio muy alto de instalación con lo
cual solo es posible verlo en casas de lujo. Estos suelen utilizar buses de transmisión
de información que posibilitan una domótica robusta como son el EIB, X10, CEBus,
LonWorks/LongTalk y ZigBee. Una alternativa más barata y casera consiste en la
utilización de placas Arduino.
A lo largo del trabajo se han descrito los conocimientos básicos para entender que es y
cómo funciona un sistema domótico y cómo utilizando el hardware libre de Arduino
se puede crear un sistema estable con un presupuesto muy inferior al de las viviendas
de alta categoría.
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LA DOMOTICA
¿Qué es la domótica?
Domótica es el término "científico" que se utiliza para denominar la parte de la
tecnología (electrónica e informática), que integra el control y supervisión de los
elementos existentes en un edificio de oficinas o en uno de viviendas o simplemente
en cualquier hogar. También, un término muy familiar para todos es el de "edificio
inteligente" que aunque viene a referirse a la misma cosa, normalmente tendemos a
aplicarlo más al ámbito de los grandes bloques de oficinas, bancos, universidades y
edificios industriales.
Esta gestión técnica consiste la modificación, local o remota, de los parámetros de
funciones como:
Gestión energética: regulación temperatura, gestión de los consumos de cada
electrodoméstico y de la potencia contratada, etc.
Seguridad: custodia y vigilancia frente a la intrusión, la inundación, el fuego, los
escapes de gas, etc.
Comunicaciones: telecontrol y telemetría, correo electrónico, etc.
Confort: programaciones horarias, escenarios luminosos, riego automático, etc.
Para ello, la domótica usa multitud de dispositivos que pueden ser distribuidos por
toda la vivienda en función de las necesidades de los propietarios. Básicamente estos
dispositivos se pueden dividir en sensores y actuadores. Además, si la arquitectura es
centralizada, se deben tener en cuenta los controladores.
Inicialmente, la única manera de construir una instalación domótica era con el uso de
sensores y actuadores que se unían, con una arquitectura centralizada, a un autómata
o controlador que tenía embarcada toda la inteligencia que se exigía a la vivienda. Casi
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siempre eran sistemas propietarios, muy pocos flexibles y que hacían muy difícil y
costoso el aumento de las prestaciones.
Pero desde hace pocos años, gracias a la drástica bajada de los precios del hardware
electrónico, es posible construir sensores y actuadores con inteligencia suficiente
como para implementar "una red de área local" de control distribuido. Con una
arquitectura distribuida y apoyándose en tecnologías o estándares como el X-10, el
EIB, el Lonworks, entre otros, la domótica ha ganado en facilidad de uso e instalación,
en flexibilidad, en modularidad y en interconectividad a la vez que ha reducido su
coste, y ampliado el abanico de productos, de fabricantes y de instaladores que
trabajan en este campo.
En las arquitecturas distribuidas, las redes de control se pueden intercambiar los
telegramas mediante cables de pares trenzados, con corrientes portadoras sobre la
misma red de baja tensión (powerline communication), vía radio, por fibras ópticas,
con cable coaxial, etc. Siendo las dos primeras las de uso más frecuente, el resto se
usan allí donde alguna de sus prestaciones es imprescindible debido a los requisitos
de la instalación.
A pesar de la aparición de estándares y tecnologías que han abaratado y reducido la
complejidad de las instalaciones domóticas, hasta la fecha esta industria no ha tenido
la difusión y demanda esperada por parte de los propietarios de las viviendas. Muy
poca gente estaba dispuesta a pagar los costes adicionales que implica construir una
"vivienda inteligente", la sensación entre el valor añadido y los costes en que se
incurren no justificaba, para la mayoría de los usuarios, la inversión.
Pero ahora, gracias a Internet, estamos viendo como están apareciendo multitud de
fabricantes y proveedores de servicios que están desarrollando nuevos productos y
servicios que conjugan lo mejor de Internet (bajo coste, amplia difusión, presentación
Web y WAP) con tecnologías de redes de datos y control asequibles y estandarizadas
que creemos que van a darle a la domótica el empujón definitivo para despegar.
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Quizás a partir de ahora, aunque los profesionales del sector sabemos que el concepto
de domótica lleva implícitos el telecontrol y la telemetría de la vivienda, sería más
interesante empezar a usar el término "Tele domótica" para llamar la atención de las
sinergias que se están produciendo entre Internet, la telefonía móvil y la domótica en
sí.
En este punto, hay que comentar que las Pasarelas Residenciales y el acceso a Internet
de banda ancha (Always-On), juegan un papel muy importante, sino imprescindible,
para que el mercado de la Teledomótica adquiera un tamaño importante. Las
pasarelas serán las encargadas de adaptar los protocolos y los flujos de datos de las
redes externas de acceso (Internet) a las redes internas de datos y control de la
vivienda. Permitirán que varios PCs compartan ficheros, impresoras y acceso único a
Internet, a la vez que adaptan los datos de las redes de control de la vivienda a los
protocolos típicos de Internet. Además deberán actuar como cortafuegos impidiendo
que terceros puedan acceder a las redes internas de una vivienda. Esta pasarelas
residenciales permitirán ofrecer al propietario de la vivienda no sólo Teledomótica,
sino además entretenimiento (descargas de audio y video), interfaces para el
comercio electrónico, alarmas médicas y cuidado de personas discapacitadas, entre
otros.
El acceso a Internet de banda ancha (Always-On) aporta la conexión permanente de la
vivienda a las redes públicas de datos. Con este acceso, y con tarifas orientadas al
tráfico de datos en vez al tiempo de la llamada, los propietarios podrán tele controlar
las viviendas casi en tiempo real, podrán recibir correos electrónicos o mensajes en
los móviles cuando sucedan eventos o alarmas y todo ello a unos precios muy
competitivos (tarifa plana).
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FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DOMOTICOS.
Monitorización de la salud.
Trata de vigilar la salud de una persona con necesidades de vigilancia (avanzada edad,
enfermedades crónicas, ...) donde el sistema sea capaz de identificar una situación de
riesgo, y llamar a los servicios de emergencia.
Control remoto desde dentro de la vivienda.
Desde el salón conectar la calefacción en el dormitorio; o desde el dormitorio, apagar
la TV en el salón.
Control remoto desde fuera de la vivienda.
A través de un móvil con WAP, internet o una llamada normal, apagar o encender
luces, A/A.
Control remoto dentro y fuera de la vivienda.
Programar algunas tareas antes de llegar a la casa, o dentro de la misma, indicar que
acondicione la temperatura del baño minutos antes de tomar una ducha.
Programabilidad.
Capaz de ser programado por el usuario, de forma fácil, muy fácil.
Inteligencia Artificial.
¿Aprender nuestras costumbres?
¿Resolver tareas que no hayamos programado previamente?
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Aplicaciones de la domótica
Control de la Iluminación
A través de un sistema domótica es posible controlar el encendido y apagado de luces,
tanto individuales como de varias luminarias a la vez, y determinar también su
intensidad.
Este control puede hacerse a través de un comando (un interruptor, un manado a
distancia, una instrucción de voz,..) o de manera automática (mediante
programadores, o con sensores de presencia).
Control del confort térmico
Es posible controlar el sistema de calefacción o climatización. Normalmente este
proceso se automatiza, para que se ponga en marcha o se pare según el horario y la
temperatura ambiente, usando para ello un crono termostato.
Dependiendo del sistema de calefacción podrá tener más o menos posibilidades, como
los sistemas multizona.
Control de elementos de cierre y protección
Estos sistemas requieren que los elementos de cierre estén motorizados: persianas,
toldos, cortinas, ventanas, cerraduras,…
Para las puertas existen cerraduras con llave electrónica, similares a las de abrir las
puertas de un automóvil, que permiten la apertura y el cierre de la misma a través de
un mando sin tener que utilizar ninguna manilla o llave.
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Mobiliario y electrodomésticos
A través de sistemas de detección por infrarrojos, es posible ajustar de manera
automática la altura de mesas y planos de trabajo, para acomodarlos a las distintas
personas que las utilizan.
En algunos modelos más sencillos la regulación no es automática, sino a través de
unos botones o de un mando. Dispositivos similares se usan en cocinas adaptadas, en
las que se puede hacer subir o bajar los planos de trabajo y los armarios altos, para
que sean accesibles.
Muchos modelos nuevos de electrodomésticos vienen ya preparados para su conexión
con un sistema domótico (habrá que comprobar los estándares con los que son
compatibles), permitiendo su programación, su encendido y su apagado, o
permitiendo que puedan emitir alarmas o avisos en caso de mal funcionamiento o al
acabar la tarea.
Componentes de un sistema
Si bien los componentes de un sistema de domótica pueden variar en cada caso,
podemos diferenciar algunos generales:
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Los componentes o dispositivos:
La amplitud de los servicios que puede ofrecer un sistema domótico, puede variar
desde un único dispositivo, que realiza una sola acción, hasta amplios sistemas que
controlan prácticamente todas las instalaciones dentro de la vivienda. Los distintos
dispositivos de los sistemas de domótica se pueden clasificar en los siguientes grupos:
Sensor – El sensor es el dispositivo que monitoriza el entorno captando
información que transmite al sistema (sensores de agua, gas, humo,
temperatura, viento, humedad, lluvia, iluminación, etc.).
Sensores (detectores) más comunes: Termostato ambiente, Detector de
gas, Detector de incendios, Sonda de humedad, Sensores de presencia
(volumétricos y perimetrales) Sensor de iluminación ambiente.
Dos o más sensores pueden ser utilizados de manera conjunta para realizar
una determinada tarea. Ejemplo: Temperatura e iluminación si hace mucho
calor, y hay mucha luz solar, bajar las persianas.
Controlador – Los controladores son los dispositivos que gestionan la
información que reciben del sistema y “deciden” que hacer según la
programación que tengan. Puede haber un controlador solo, o varios
distribuidos por el sistema.
Actuador – El actuador es un dispositivo capaz de recibir una orden y
ejecutarla, así cambiando las características del entorno demótica
(encendido/apagado, subida/bajada, apertura/cierre, etc.).
Actuadores más comunes:
Contactores (relés de actuación) de carril DIN.
Contactores de base de enchufe.
Electroválvulas de corte de suministro (gas y agua).
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Válvulas para zonificar la calefacción por agua caliente.
Sirenas o elementos zumbadores para el aviso de alarmas.
Ejemplo: • Si un sensor de humo detecta un incendio, avisará al sistema de control.
Este hará las llamadas telefónicas programadas y actuará sobre la válvula de corte de
gas a la vivienda, y sobre la sirena. • Los sensores y actuadores pueden estar
integrados en un mismo dispositivo.
Electroválvulas de corte de suministro: Para gas y agua. Siempre abierta (reduce el
consumo frente a siempre cerrada). 230 Vac, 50 Hz
Relés de maniobra: Sirve para equipos que no son compatibles con ningún protocolo
(X-10, EIB, LonWorks, ...) Se gestiona a través de la alimentación del equipo.
Comprobar que la potencia necesaria por el equipo es soportada por el relé.
Bus – Es el medio de comunicación que transporta la información entre los
distintos dispositivos, ya sea por una red propia, o por la redes de otros
sistemas (red eléctrica, red telefónica, red de datos), también puede ser de
forma inalámbrica.
Interfaz – La interfaz son los dispositivos (pantallas, móvil, Internet,
interruptores) en que se muestra la información del sistema para los usuarios
y donde ellos mismos pueden interactuar con el sistema.
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Medios de Transmisión / Bus:
Los medios de transmisión de la información, entre los distintos dispositivos de los
sistemas de domótica pueden ser de varios tipos. Los principales medios de
transmisión son:
Cableado Compartido – Se utilizan cables compartidos con redes existentes
para la transmisión de la información, por ejemplo la red eléctrica, la red
telefónica o la red de datos (internet).
Cableado Propio – La transmisión por un cableado propio es el medio más
común para los sistemas de domótica, principalmente son del tipo: par
apantallado, par trenzado, coaxial o fibra óptica.
Inalámbrica – Muchos sistemas de domótica utilizan soluciones de
transmisión inalámbrica entre los distintos dispositivos, principalmente
tecnologías de radiofrecuencia o infrarrojo.
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DOMOTICA Y ARDUINO.
-Aplicaciones para la Gestión Domótica con arduino.
Domótica con arduino mega y Ethernet shield.
Se maneja desde una aplicación android y al configuración del mismo es realmente
sencillo. Tan solo se necesita un Arduino Mega y un Arduino Ethernet shield, (para
trabajar con horarios ademas en necesario Real Time Clock Module RTC DS1307 )
para poder comenzar a configurar el sistema .
Con un solo arduino mega podemos controlar los circuitos reflejados a continuación,
ademas podemos instalar tantos arduino como sean necesarios para tener el sistema
descentralizado y simplificar la instalación.
6 zonas de iluminación con control de potencia.
6 zonas Control on off.
7 zonas Control de persianas o toldos
3 Control de climatización con temperaturas de consigna.
3 Control de Calefacción con temperaturas de consignas.
2 zonas Control de riego automático.
Programación de horarios.
Programación de escenas o ambientes.
Control por voz.
Posibilidad de control desde fuera de la red local sin ip fija.
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Control de tv, aire acondicionado, todo lo que utilize mando a distancia
Programación de comandos
Programación de condicionados
http://excontrol.es/Domotica-Arduino/Instalacion-domotica-arduino.aspx
Conexión Arduino Web Service.
-Conectar a servidor web arduino remotamente
El sistema arduino web server permite conectarnos fácilmente desde nuestro
dispositivo Android a todos los servidores web que tengamos instalados en casa, ya
sean pc, camaras ip, arduino configurado como servidor web, en definitiva cualquier
dispositivo que se comporte como un servidor web.
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El sistema utiliza el servicio de conexión remota con arduino de excontrol, por tanto
es necesario registrar el servicio para poder utilizar el sistema, podéis contratar el
servicio y probarlo en el siguiente enlace.
-Contratar o probar servicio de conexión externa
Para configurar el programa para para la shield de arduino solo es necesario incluir el
mail y contraseña con la que se registró el servicio en el programa base, este
programa ocupa muy poca memoria, por lo que se puede utilizar para otros fines
aparte de facilitar la conexión externa.
Controla tu arduino con android facilmente
El sistema de comando es muy útil para muchas aplicaciones, no solo para la
domótica, podemos a adaptarlo a infinidad de soluciones, y poder controlar desde
nuestro dispositivo android infinidad de situaciones.
Control domotico con arduino
Una utilidad muy interesante es la de conectar un led infrarrojo a nuestro arduino y
poder utilizar este como mando a distancia universal de todos los equipos existentes
en la instalación, aire acondicionado, televisión, dvd....
Ademas permite recepcionar cadenas de texto que
serán mostradas en pantalla al usuario android.
También permite recepcionar cadenas de texto que
serán mostradas en pantalla al usuario android y
configurar el sistema a nuestras necesidades es muy
sencillo, lo primero que debemos hacer es si no lo
tenemos ya es descargar el programa para arduino.
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Casa Domótica con Arduino
La aplicación permite un control domotico de una vivienda con tan solo:
Arduino Mega, uno, nano, pro...
Arduino Ethernet Shield or wifi shield
Real Time Clock Module RTC DS1307 o DS3231, recomendamos DS3231 tiene mayor
precision.
Permite el control de:
Zonas Control de iluminación con control de potencia.
Zonas Control on off.
Zonas Control de persianas o toldos
Control de climatización con temperaturas de consigna.
Control de Calefacción con temperaturas de consignas.
Zonas Control de riego automático.
Zonas de control para puertas
Programación de horarios.
Programación de escenas o ambientes.
Históricos de sensores
Reporte alarmas a terminal android
Control por voz.
Motorización de sensores.
Condicionados.
Recepción de infrarrojo para control domotico con mando a distancia.
Envió de infrarrojo para manejar tv, DVD, cualquier dispositivo que utilice mando a
distancia.
Posibilidad de control desde fuera de la red local sin ip fija.
Puedes adaptarla a cada aplicación en concreto modificando el programa base para
Arduino y configurando la aplicación android.
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Cómo elaborar un prototipo de un sistema de domótica en el cual registro datos
de temperatura, humedad y luminosidad.
En el siguiente artículo les muestro un sencillo proyecto donde muestro cómo
elaborar un prototipo de un sistema de domótica en el cual registro datos de
temperatura, humedad y luminosidad.
Dependiendo de la temperatura, Arduino puede decidir si encender un ventilador o
no. Si la luminosidad desciende de cierto punto, entonces Arduino enciende una
lámpara de 110 Voltios, 22 Watts para iluminar el área donde se encuentre el
dispositivo.
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BibliografíaDomoticautem. (s.f.). Recuperado el 17 de abril de 2015, de Domoticautem:
https://domoticautem.wordpress.com/componentes-de-un-sistema/
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