{"id":70,"date":"2015-08-05T13:06:03","date_gmt":"2015-08-05T19:06:03","guid":{"rendered":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/?p=70"},"modified":"2015-08-05T13:06:03","modified_gmt":"2015-08-05T19:06:03","slug":"adquisicion-de-la-temperatura-media-de-un-edificio-mediante-comunicacion-inalambrica-by-oscar-gonzalez-diez","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/2015\/08\/05\/adquisicion-de-la-temperatura-media-de-un-edificio-mediante-comunicacion-inalambrica-by-oscar-gonzalez-diez\/","title":{"rendered":"Adquisici\u00f3n de la temperatura media de un edificio mediante comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica by \u00d3scar Gonz\u00e1lez D\u00edez"},"content":{"rendered":"<div id=\"attachment_71\" style=\"width: 490px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-71\" class=\"size-full wp-image-71\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/08\/0006342171.jpg\" alt=\"Sensor de Temperatura en Edificios\" width=\"480\" height=\"353\" srcset=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/08\/0006342171.jpg 480w, http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/08\/0006342171-300x221.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 480px) 100vw, 480px\" \/><p id=\"caption-attachment-71\" class=\"wp-caption-text\">Sensor de Temperatura en Edificios<\/p><\/div>\n<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0<a href=\"http:\/\/riubu.ubu.es\/bitstream\/10259\/3535\/1\/Gonz%C3%A1lez_D%C3%ADez.pdf\" target=\"_blank\">Adquisici\u00f3n de la temperatura media de un edificio mediante comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica<\/a><\/p>\n<p>Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes encontrar en nuestra tiena online Ferrustronix:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/18-arduino-uno-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\">Arduino Uno<\/a><\/li>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/dispositivos-de-comunicacion\/19-modulo-bluetooth-hc-06-para-arduino-pic-raspberry.html\" target=\"_blank\">Bluetooth HC-06<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>RESUMEN<\/strong><\/p>\n<p>El objetivo principal del proyecto es gobernar unas calderas de un edificio (por ejemplo un hotel de dos plantas) mediante un dispositivo maestro que adem\u00e1s realizar\u00e1 la medida de la temperatura media del edificio en conjunto con un dispositivo esclavo.<\/p>\n<p>En la elaboraci\u00f3n del sistema se ha elegido la plataforma de hardware libre Arduino, por la variedad de modelos y su gran versatilidad.<\/p>\n<p>El sistema mediante los dispositivos creados realizar\u00e1 la adquisici\u00f3n de temperatura mediante un termistor. El dispositivo esclavo se la transmitir\u00e1 al maestro a trav\u00e9s de ZigBee o Bluetooth.<\/p>\n<p>Para facilitar las conexiones y reducir el cableado al m\u00e1ximo se realizar\u00e1n las placas de circuito impreso necesarias (por ejemplo una shield para el dispositivo esclavo).<\/p>\n<p>Podremos visualizar las temperaturas medidas, as\u00ed como modificar la temperatura deseada desde el dispositivo maestro (que incorpora una shield con LCD y botones) o a trav\u00e9s de Internet gracias a la uni\u00f3n de dos Servicios Web: Xively y Temboo.<\/p>\n<p>Xively nos sirve para almacenar en la nube la informaci\u00f3n proveniente del dispositivo maestro y poder manejarla directamente desde su propia p\u00e1gina web o a trav\u00e9s de un smarthone mediante una aplicaci\u00f3n para Android creada espec\u00edficamente para este proyecto. Por otro lado Temboo tiene como funci\u00f3n facilitar la comunicaci\u00f3n de nuestra placa de Arduino del dispositivo maestro y de nuestra aplicaci\u00f3n Android con la nube creada en Xively.<\/p>\n<p>La dom\u00f3tica, se define como la integraci\u00f3n de la tecnolog\u00eda en el dise\u00f1o inteligente de un recinto cerrado. Los servicios que ofrece se agrupan en:<\/p>\n<ul>\n<li>Programaci\u00f3n y ahorro energ\u00e9tico<\/li>\n<li>Confort<\/li>\n<li>Seguridad<\/li>\n<li>Comunicaciones<\/li>\n<li>Accesibilidad<\/li>\n<\/ul>\n<p>El objetivo del proyecto es dise\u00f1ar un sistema que permita adquirir la temperatura media de un hotel de dos plantas, as\u00ed como gobernar las calderas.<\/p>\n<p>La idea del proyecto est\u00e1 concretamente pensada para hoteles situados en zonas fr\u00edas, que cierran en invierno y tienen que tener especial cuidado de mantener una temperatura media m\u00ednima para que las tuber\u00edas no se congelen y evitar aver\u00edas mayores.<\/p>\n<p>Por lo tanto, por razones de accesibilidad el sistema se ha de dise\u00f1ar para que se pueda interactuar con \u00e9l a larga distancia adem\u00e1s de in situ.<\/p>\n<p><strong>Descripci\u00f3n del proyecto.<\/strong><\/p>\n<p>El objetivo es comunicar de manera estable y en tiempo real dos placas de Arduino, una maestra y otra esclava; y a su vez comunicar la maestra con Internet para poder interactuar con un ordenador o un smartphone.<\/p>\n<p>Componentes principales del sistema<\/p>\n<ul>\n<li>Arduino maestro &#8211; Arduino Y\u00fan<\/li>\n<li>Arduino esclavo &#8211; Arduino UNO<\/li>\n<\/ul>\n<p>Componentes secundarios del sistema<\/p>\n<ul>\n<li>Sensor de temperatura (termistor) Pantalla LCD + Keypad &#8211; LCD Keypad Shield 16&#215;2 HD44780<\/li>\n<li>M\u00f3dulo transceptor de Radio Frecuencia o m\u00f3dulo Bluetooth<\/li>\n<li>RF Transceiver Module MRF24J40MA<\/li>\n<li>Bluetooth Module HC-05 Master-Slave<\/li>\n<li>Bluetooth Module HC-06 Slave<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Descripci\u00f3n y justificaci\u00f3n de la soluci\u00f3n adoptada.<\/strong><\/p>\n<p><strong>Introducci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<p>Este proyecto se va a basar en Arduino, que es una plataforma de electr\u00f3nica abierta (hardware libre) para la creaci\u00f3n de prototipos basada en software y hardware flexibles y f\u00e1ciles de usar. Se cre\u00f3 para artistas, dise\u00f1adores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.<\/p>\n<p>Arduino puede tomar informaci\u00f3n del entorno a trav\u00e9s de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. Adem\u00e1s tiene multitud de shields, que son circuitos impresos que facilitan la conexi\u00f3n de sensores, rel\u00e9s, LCD, etc.<\/p>\n<p>El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programaci\u00f3n Arduino (basado en C\/C++) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing) que para proyectos sencillos est\u00e1 bien pero cuando queremos realizar alg\u00fan proyecto m\u00e1s complejo como es el caso no es suficiente, por lo que utilizaremos el entorno \u201eSublime Text\u201f con el Package \u201cArduino-like IDE\u201d, que nos aporta las caracter\u00edsticas que necesitaremos del entorno original.<\/p>\n<p>Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, solo necesit\u00e1ndolo para su programaci\u00f3n..<\/p>\n<p><strong>Dispositivo maestro<\/strong><\/p>\n<p>De la gama de placas Arduino, la que mejor se ajusta a las caracter\u00edsticas que queremos para nuestro dispositivo maestro es el Arduino Y\u00fan, una placa similar al Arduino Leonardo pero que incorpora conector USB est\u00e1ndar, un slot para tarjetas microSD, WiFi y conectividad Ethernet; por lo que nos permite utilizar el shield de LCD + Keypad que hubiera sido imposible de combinar con la shield WiFi.<\/p>\n<p>Adem\u00e1s es la primera placa Arduino que incluye Linux, en concreto una distribuci\u00f3n llamada Linino basada en OpenWRT; por lo que es similar a un Router WiFi. Es decir, que por un lado contamos con toda la conectividad y capacidad de desarrollo de un Arduino y por el otro con una m\u00e1quina Linux, lo que hace que podamos ejecutar comandos, aplicaciones o scripts en el lado Linux mientras que utilizamos su conectividad Ethernet y WiFi.<\/p>\n<p>Para facilitar la programaci\u00f3n web, incluye una librer\u00eda puente (bridge) que conecta las transacciones HTTP entre los dos lados (Linux y microcontrolador), lo que facilita much\u00edsimo el uso de Servicios Web.<\/p>\n<p><strong>Dispositivo esclavo<\/strong><\/p>\n<p>En este caso, entre la gama de placas Arduino tenemos varias que re\u00fanen las caracter\u00edsticas necesarias; pero sin duda la Arduino UNO R3 es una elecci\u00f3n acertada ya que es una opci\u00f3n barata y existe multitud de informaci\u00f3n en Internet de este modelo (no es as\u00ed en el caso del modelo Y\u00fan) por lo que podemos solventar problemas m\u00e1s f\u00e1cilmente aprovechando su similitud con el Arduino Y\u00fan a la hora de comprobar errores.<\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/18-arduino-uno-r3-generico-cable-usb.html\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/65-large_default\/arduino-uno-r3-generico-cable-usb.jpg\" alt=\"Arduino UNO R3\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Arduino UNO R3<\/p><\/div>\n<p><strong>Sensor de temperatura<\/strong><\/p>\n<p>El termistor elegido es el Dallas DS18B20 que se comunica de forma digital, con una precisi\u00f3n de 9 a 10 bits desde -55C a 125C con un margen de error de tan solo 0.5 \u00baC.<\/p>\n<p>La ventaja principal que presentan estos sensores es que cada sensor incorpora de f\u00e1brica un n\u00famero de serie de 64 bits que permite que conectar hasta 100 dispositivos a un \u00fanico pin y a una distancia m\u00e1xima de nuestro Arduino de 200 metros. Dichos sensores emplean el protocolo de comunicaci\u00f3n en serie 1-wire.<\/p>\n<p><strong>M\u00f3dulos de comunicaci\u00f3n entre maestro-esclavo<\/strong><\/p>\n<p>Ante la diversidad de opciones disponibles se han seleccionado Zigbee (est\u00e1ndar IEEE 802.15.4) y Bluetooth (est\u00e1ndar IEEE 802.15.1) como las especificaciones a utilizar en nuestro proyecto.<\/p>\n<p>ZigBee es el nombre de la especificaci\u00f3n de un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica para su utilizaci\u00f3n con radiodifusi\u00f3n digital de bajo consumo y funciona en la banda de 2,4 GHz.<\/p>\n<p>Su objetivo son las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de env\u00edo de datos y maximizaci\u00f3n de la vida \u00fatil de sus bater\u00edas. Adem\u00e1s de su bajo consumo ofrece una f\u00e1cil integraci\u00f3n (se fabrican nodos con muy poca electr\u00f3nica) as\u00ed como topolog\u00eda de red en malla, estrella o \u00e1rbol.<\/p>\n<p>El m\u00f3dulo m\u00e1s popular para utilizar con Arduino es el Xbee por su interfaz USART que facilita la puerta en marcha, pero tambi\u00e9n es caro; sobre todo si queremos incluir gran cantidad de esclavos.<\/p>\n<p>Por lo tanto es preferible utilizar un m\u00f3dulo como el MRF24J40MA, con menor consumo de corriente, mayor sensibilidad y un costo menor que el Xbee, con la \u00fanica desventaja del uso de la interfaz SPI.<\/p>\n<p>El Bluetooth es un est\u00e1ndar de comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica que permite la transmisi\u00f3n de datos a trav\u00e9s de radiofrecuencia en la banda de 2,4 GHz.<\/p>\n<p>Existen muchos m\u00f3dulos Bluetooth para usarlos en nuestros proyectos de electr\u00f3nica, pero los m\u00e1s utilizados son los m\u00f3dulos de JY-MCU, ya que son muy econ\u00f3micos y f\u00e1ciles de encontrar en el mercado. Son m\u00f3dulos peque\u00f1os y con un consumo muy bajo que nos permitir\u00e1n agregar funcionalidades Bluetooth a nuestro Arduino. Estos m\u00f3dulos contienen el chip con una placa de desarrollo con los pins necesarios para la comunicaci\u00f3n serie.<\/p>\n<p>Existen dos modelos de m\u00f3dulos Bluetooth: el HC-05 que puede ser maestro\/esclavo, y el HC-06 que solo puede actuar como esclavo. La diferencia entre maestro y esclavo es que en modo esclavo es el dispositivo quien se conecta al m\u00f3dulo, mientras que en modo maestro es el m\u00f3dulo quien se conecta con un dispositivo.<\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/dispositivos-de-comunicacion\/19-modulo-bluetooth-hc-06-para-arduino-pic-raspberry.html\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/67-large_default\/modulo-bluetooth-hc-06-para-arduino-pic-raspberry.jpg\" alt=\"M\u00f3dulo Bluetooth HC06\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">M\u00f3dulo Bluetooth HC06<\/p><\/div>\n<p>ZigBee es muy similar al Bluetooth pero con algunas diferencias y ventajas para dom\u00f3tica como:<\/p>\n<ul>\n<li>Una red ZigBee puede constar de un m\u00e1ximo de 65535 nodos distribuidos en subredes de 255 nodos, frente a los ocho m\u00e1ximos de una subred (Piconet) Bluetooth.<\/li>\n<li>Zigbee tiene m\u00e1s alcance que Bluetooth.<\/li>\n<li>Menor consumo el\u00e9ctrico que el de Bluetooth. En t\u00e9rminos exactos, ZigBee tiene un consumo de 30 mA transmitiendo y de 3 \u03bcA en reposo, frente a los 40 mA transmitiendo y 0,2 mA en reposo que tiene el Bluetooth. Este menor consumo se debe a que el sistema ZigBee se queda la mayor parte del tiempo dormido, mientras que en una comunicaci\u00f3n Bluetooth esto no se puede dar, y siempre se est\u00e1 transmitiendo y\/o recibiendo.<\/li>\n<li>Tiene una velocidad de hasta 250 kbit\/s, mientras que en Bluetooth es de hasta 3000 kbs.<\/li>\n<li>Debido a las velocidades de cada uno, uno es m\u00e1s apropiado que el otro para ciertas cosas. Por ejemplo, mientras que el Bluetooth se usa para aplicaciones como los tel\u00e9fonos m\u00f3viles y la inform\u00e1tica casera, la velocidad del ZigBee se hace insuficiente para estas tareas, desvi\u00e1ndolo a usos tales como la Dom\u00f3tica, los productos dependientes de la bater\u00eda, los sensores m\u00e9dicos, y en art\u00edculos de jugueter\u00eda, en los cuales la transferencia de datos es menor.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Para la magnitud del proyecto con el uso del Bluetooth es suficiente y bastante recomendable (por la facilidad conexi\u00f3n de los m\u00f3dulos) ya que de precio son parecidos.<\/p>\n<p>Es adecuado tener en cuenta la posibilidad de utilizar Zigbee en el caso de necesitar m\u00e1s alcance, cuando se tienen m\u00e1s de 7 dispositivos esclavos, o simplemente se busca un menor consumo.<\/p>\n<p><strong>BIBLIOGRAF\u00cdA<\/strong><\/p>\n<p><em>Gonz\u00e1lez D\u00edez, \u00d3. (2014). Adquisici\u00f3n de la temperatura media de un edificio mediante comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0Adquisici\u00f3n de la temperatura media de un edificio mediante comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes encontrar en nuestra tiena 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