Casa inteligente con mecanismos inalámbricos

Área de conocimiento: Ciencias Fisicomatemáticas
y de las ingenierías
Disciplina: Mecatrónica y robótica
Tipo de Investigación: Desarrollo Tecnológico
Casa inteligente con
mecanismos inalámbricos
Centro Educativo Cruz Azul
Campus Hidalgo
CLAVE DEL PROYECTO: CIN2014A20041
Fecha: 22 de Enero del 2014
Lugar: Calle Tula No.104, Col. Poblado
Ciudad Cooperativa Cruz Azul Hidalgo
Alumnos: Steve Alejandro Avendaño García
José Antonio Becerril Valverde
Asesor: Luis Alberto Oviedo Trejo
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Tabla de contenido
Resumen
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Summary .............................................................................................................................................................. 3
Planteamiento del Problema: ......................................................................................................................... 4
Hipótesis: .............................................................................................................................................................. 4
Conjeturas: .......................................................................................................................................................... 4
Justificación: ....................................................................................................................................................... 4
Sustento teórico: ................................................................................................................................................ 4
Objetivo General: .............................................................................................................................................. 4
Objetivos específicos: ....................................................................................................................................... 4
Teorías que respaldan el proyecto: ............................................................................................................... 5
Marco teórico: .................................................................................................................................................... 5
Metodología de la investigación ................................................................................................................... 5
Resultados obtenidos: ....................................................................................................................................... 6
Conclusiones: ...................................................................................................................................................... 6
Aportaciones ...................................................................................................................................................... 6
Aplicaciones de la domotica: ........................................................................................................................ 6
Seguridad: ........................................................................................................................................................... 6
Control y gestión energética:.......................................................................................................................... 6
Áreas de comunicación:.................................................................................................................................. 6
Sistemas de confortabilidad: ........................................................................................................................... 7
Teorizaciones ...................................................................................................................................................... 7
Nuevas propuestas ............................................................................................................................................ 9
Referencias: ........................................................................................................................................................ 9
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RESUMEN
La domótica es un tema importante en el desarrollo de la tecnología para un futuro no muy distante
al nuestro. Hoy, gracias a la tecnología y al internet las casas también pueden llegar a diseñarse para
convertirse en un espacio habitación preparado para el futuro, equipado con las mejores soluciones
en sistemas de tecnología para brindarle al usuario confort, tranquilidad y sobre todo seguridad
dentro del hogar, una casa inteligente permite que puedas controlar iluminación y seguridad por
medio de un dispositivo central en tu casa. También gracias a que el internet se ha popularizado
puedes utilizarlo en cualquier habitación y hasta compartir información entre diversos ordenadores.
Dentro de una casa multimedia se puede controlar y crear escenas de iluminación o un escenario
ideal de un spa o simplemente, de una buena sesión de lectura.
Esta perspectiva tecnológica nos da la posibilidad de que el usuario pueda controlar cualquier
proceso que ocurra dentro de su casa aunque estén lejos de él, gracias al internet o también por
medio de dispositivos móviles como tabletas o teléfonos inteligentes.
Definitivamente al tener una casa multimedia, tu familia podría disfrutar de los beneficios que ofrece,
principalmente de la comodidad, pues la tecnología nos ha regalado la posibilidad de vivir
momentos con tan solo presionar un botón. Incluso, también es posible considerar el tema de ahorro
de agua y energía pues el tema de sustentabilidad dentro del hogar permite que las familias puedan
tener un ahorro significativo por medio de la automatización en cuanto a agua y electricidad.
Palabras clave: Domótica, internet, tabletas, teléfonos inteligentes.
SUMMARY
Home automation is an important step in the development of technology for the not too distant future
to our present Today, thanks to technology and the internet houses can also get to be designed to
become a space room prepared for the future equipped with the best solutions in technology to
provide the user comfort, tranquility and above all security within the household smart home allows
you to control lighting and security through a central device in your home. Also thanks to the internet
has become popular you can use it in any room and to share information between different
computers.
Within a multimedia home you can control and create lighting scenes or create an ideal setting for a
spa or simply a good reading seance.
This technological perspective gives us the possibility for the user to control any process that happens
inside your house even if they are away from him, thanks to the Internet or also by mobile devices like
tablets or Smartphone. Definitely having a multimedia home your family will enjoy the benefits, comfort
mainmind because technology has given us the possibility of living moments with only the press of a
button.
Even, you can consider the issue of saving water and energy because the topic of sustainability in the
home allows families to have significant savings through automation in terms of water and electricity.
Key words: automation, internet, tablets, smartphones
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Desarrollar un sistema de control de acceso remoto a una casa habitación para controlar iluminación
y seguridad.
HIPÓTESIS
Que un circuito pueda recibir información de manera inalámbrica vía bluetooth o internet desde un
dispositivo móvil.
CONJETURAS
Lograr que un dispositivo móvil pueda controlar una casa en su totalidad a través de WiFi haciendo
que las puertas se puedan cerrar y ventanas desde cualquier otro lugar lejano a nuestra vivienda.
JUSTIFICACIÓN
El poder controlar el paso de corriente hacia un foco o motor (para poder encender o apagar la luz,
abrir y cerrar una puerta, ventana, persiana, encender una tele, entre otras) a cierta distancia desde
una aplicación para sistema operativo Android de la mayoría de smartphones o tablets.
Utilidades de la aplicación, sin duda muchísimas, solo es cuestión de tener un poco de imaginación
para poder adaptarlo a multitud de situaciones, sin duda su utilidad no se queda restringida al campo
de la domótica.
SUSTENTO TEÓRICO
A través de la tarjeta de programación Arduino Shield y Arduino Uno podemos recibir información de
manera inalámbrica a través de un App desarrollada para el sistema operativo Android, capaz de
enviar una señal a una dirección IP (Internet Protocol) fija o definida.
OBJETIVO GENERAL
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Desarrollar una App (aplicación) para que se ejecute en dispositivos móviles como teléfonos, tabletas
Smartphone (teléfono inteligente) hacia un circuito incorporado con la tarjeta de programación
Arduino Shied y Arduino Uno para así poder controlar de manera remota ciertas actividades de una
casa(abrir/cerrar puertas o ventanas, encender luces, abrir cortinas)
Objetivos específicos:
Arquitectónicos: Satisfacer las necesidades presentes y futuras de los ocupantes, propietarios y
operadores de la casa; la flexibilidad, tanto en la estructura como en los sistemas y servicios; el diseño
arquitectónico adecuado y correcto.
Tecnológicos: La disponibilidad de medios técnicos avanzados de telecomunicaciones; la
automatización de las instalaciones; la integración de servicios.
Ambientales: La creación de una casa saludable, el ahorro energético, el cuidado del medio
ambiente.
Económicos: La reducción de los altos costos de operación y mantenimiento; beneficios económicos.
Confort: Que el dueño pueda satisfacer sus necesidades en cuanto a confort en diversos tipos de
ambiente
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 Seguridad: Que la casa cuente con un equipo de alarmas y vigilancia que pueda estar en contacto
con el dueño
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Teorías que respaldan el proyecto:
Existe una gran variedad para la solución con domótica la cual varía desde un único dispositivo, que
realiza una sola acción, hasta amplios sistemas que controlan prácticamente todas las instalaciones
dentro de un edificio, laboratorio o vivienda. Los distintos dispositivos de los sistemas de domótica se
pueden clasificar en los siguientes grupos:
Controlador, son los dispositivos que gestionan el sistema según la programación y la información que
reciben, que en este caso nuestro dispositivo móvil (tablet o smartphone).
Actuador, es un dispositivo capaz de ejecutar y/o recibir una o orden del controlador y realizar una
acción sobre un aparato o sistema (encendido/apagado, subida/bajada, apertura/cierre, etc.) , que
en este caso es la tarjeta de programación Arduino uno y Arduino Ethernet Shield
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.). Nosotros
estaremos utilizando únicamente sensores de movimiento para la vigilancia y la seguridad.
Bus, es el medio de transmisión que transporta la información entre los distintos dispositivos por un
cableado propio, por las redes de otros sistemas (red eléctrica, red telefónica, red de datos) o de
forma inalámbrica. Nosotros estamos utilizando internet
Interface, se refiere a los dispositivos (pantallas, móvil, internet, conectores) y los formatos (binario,
audio) en que se muestra la información del sistema para los usuarios (u otros sistemas) y donde los
mismos pueden interactuar con el sistema (Sistemas de iluminación, de temperatura, etc.).
MARCO TEÓRICO
La Domotica (o casa automatizada) que proviene de la raíz del latín Domo que significa casa y -tica
de la raíz griega automática que significa por si mismo.
DOMOTICA: Se entiende por domotica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una
vivienda, aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que
pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o
inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se podría
definir como la integración de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto.
Se busca desarrollar una aplicación capaz de comunicar se dé un smarfon o Tablet con sistema
operativo android que se pueda comunicar por el arduno Ethernet shield atreves de internet y de
esta manera controlar cada una de las acciones en una casa. Esta aplicación se trata de una
solución que presenta comandos representados en la pantalla de la aplicación android.
Estos comandos ejecutan una función dentro del programa de arduino, el usuario tiene la libertad de
realizar tantos comandos y grupos de comandos como necesite.
Podemos editar el número de comandos y el grupo de comandos fácilmente, también podemos
realizar que el arduino nos envié mensajes de respuesta personalizados, estos se muestran en la
pantalla mediante una ventana informativa.
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
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Experimental
RESULTADOS OBTENIDOS
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Una vez que cargues el Sketch (código) en el Arduino, lo conectes a la red por la Ethernet Shield y
abras la aplicación del móvil (ahora el slider y la etiqueta estarán activados) ya deberías poder
empezar a manejar el LED. La etiqueta mostrará el texto ‘OFF’ que cambiará a ‘ON’ cuando actives
el pulsador.
Conclusiones:
Nosotros encontramos que se pueden mandar señales inalámbricas (internet, ondas de radio,
infrarrojo, etc.). A través de distintos medios hacia un punto especifico
Aportaciones
En el desarrollo de nuestro proyecto también buscamos desarrollar aportaciones científicas y teóricas
en algunas aplicaciones de la domótica
Aplicaciones de la domotica:
Seguridad y alarmas.
Control y gestión de energía.
Áreas de comunicación.
Sistemas de confortabilidad
Seguridad:
Vigilancia por medio de cámaras
Su funcionamiento es muy sencillo, se conecta a través de Internet a una dirección IP (Incluida en
estas) y comienza a transmitir imágenes de lo que está captando. El acceso a éstas imágenes puede
ser totalmente restringido (sólo las personas autorizadas pueden verlas) Además de comprimir el video
y enviarlo, puede tener una gran variedad de funciones:
 Activación mediante movimiento de sólo una parte de la imagen.
 Creación una máscara en la imagen, para ocultar parte de ella o colocar un logotipo (simplemente
por adornar).
 Activación a través de otros sensores.
 Control remoto para mover la cámara y apuntar a una zona.
 Programación de una secuencia de movimientos en la propia cámara.
Control y gestión energética:
Desconexión selectiva de cargas eléctricas. Con esto se puede abaratar el recibo de la electricidad
(término de potencia), al tiempo que se consigue incrementar la seguridad de la instalación.
Programación de la puesta en marcha de receptores cuando se aplica la tarifa más barata.
Calefacción y aire acondicionado por zonas. De esta forma se consigue un mayor confort, el
aprovechamiento óptimo de los recursos y se inhabilita la climatización dentro de unos horarios y
zonas no habitadas. También se puede incorporar el control de contradicción, cuando se abre una
ventana, la climatización se desconectará automáticamente, volviéndose a conectar cuando se
cierre la ventana.
Áreas de comunicación:
Se busca que la comunicación de el dispositivo móvil a el receptor conectado a internet no tengan
limites ya que estamos utilizando redes inalámbricas (internet) para poder realizar esta acción,
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también se podrán usar datos móviles mediante la configuración de la aplicación para que transmita
desde una ip no fija o dinámica
Sistemas de confortabilidad:
Entre las enormes ventajas que aporta, podemos destacar la disminución de las tareas de la casa, lo
que se traduce en una mejora en el confort y la habitabilidad, así como la capacidad de desarrollo
en diversos ambientes que faciliten o beneficien a una persona en la realización de una tarea
Teorizaciones
Se programó desde la computadora, el programa (sketch) que cargaremos a la tarjeta de Arduino.
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Nuevas propuestas
Para nosotros este proyecto se puede facilitar gracias al uso de internet y no desde un modulo que se
puede manipular únicamente en la casa ya que esto facilitara la manipulación de nuestro Arduino.
REFERENCIAS
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Sáez Vacas F. (2000): Meditación de la Infotecnología, Editorial América Ibérica,Madrid.
Sáez Vacas F. (2004a) Futuros ingenieros híbridos, Revista BIT, número 144, mayo de 2004.
Sáez Vacas F. (2004b): Más allá de Internet: la Red Universal Digital, Editorial Centro de Estudios Ramón
Areces, Madrid.
Sun Microsystems (2001): The connected home white paper, Sun Microsystems.
Telefónica (2003): Libro Blanco del Hogar Digital y las Infraestructuras Comunes de
Telecomunicaciones, División de Servicios de Documentación de Telefónica I+D, Madrid.
http://www.josematm.com/controla-tu-arduino-desde-el-movil/, consultado el 20 de septiembre de
2013.
http://www.instructables.com/id/Arduino-Ethernet-Shield-Tutorial/?lang=es, consultado el 6 de
octubre de 2013.
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=96638.0, consultado el 6 de octubre de 2013.
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