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I|NSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR EN INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA “IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE DOMÓTICA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA E ILUMINACIÓN DE UN HOGAR” PROYECTO TERMINAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRESENTAN López Franco Juan Pablo Morales Martínez Jaime Eduardo ASESORES Ing. Arturo Pérez Martínez Ing. Hugo Jorge Macías Palacios MÉXICO, C.D.M.X. FEBRERO 2017

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“IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE DOMÓTICA PARA EL
CONTROL DE TEMPERATURA E ILUMINACIÓN DE UN HOGAR”
PROYECTO TERMINAL
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTAN
MÉXICO, C.D.M.X. FEBRERO 2017
III
Agradecimientos
Al Instituto Politécnico Nacional, por abrirme las puertas, darme la oportunidad de
aprender para ejercer una profesión y dejarme ser Politécnico.
A la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica unidad Zacatenco, por la
preparación académica y humana que me brindaron estos 5 años, a las experiencias y
conocimientos adquiridos dentro de sus edificios, por la oportunidad de conocer muchas
personas las cuales llevare por siempre en mi memoria.
A mis profesores M. en C. Daniel Barajas, M. en C. Juan Pablo Posadas Duran,
Licenciado en Física y Matemáticas Abraham Gómez Avalos, Ing. Lucas Ramírez
Chávez, al Profesor Sariñana, M. en C. Ugalde Miranda (†), Ing. Alejandro Lugo Silva,
Rene Cruz Santiago, M. en C. Juan Martin Raya Baena, Ing. Hugo Jorge Macías Palacios,
M. en C. Juan Manuel Cobilt Catana, Dr. Julio Pérez Delgado, Ing. Juanita Nancy
Mondragón Medina, M. en C. Ernesto Rojas Lima, Dr. Víctor Flores Gracia por sus
lecciones, trabajo duro, por su paciencia en mi aprendizaje y al Ing. Arturo Pérez Martínez
por guiarnos en la realización de este proyecto; a todo el personal que forma parte del
programa académico Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica.
A mis padres Pablo López Paramo y Juana Franco Ramírez por brindarme todo lo que
necesite para concluir esta etapa de mi vida, por sus enseñanzas, dedicación y esfuerzo
en inculcarme la educación y valores que me hacen ser la persona que soy hoy en día,
sin ustedes no hubiera podido llegar hasta donde estoy.
A mi hermana María Guadalupe López Franco por tu apoyo incondicional por la ayuda y
consejos que me brindaste a lo largo de estos años.
A mis amigos Rubén Mejía, Guaso, Marco, Ricardo, Juan, Valgañon, Silverio, Josué,
Luis, Jesús, Gonzalo, Rebeca, Gerardo, Sandy, Alberto, Mario, Andrea, Delfino y Adair
por confiar en mí y por su ayuda; a Jaime por ayudarme en este proyecto.
Dedicatorias
A mis abuelos Bartolo Franco y Felipa Ramírez les dedico este trabajo fruto de mi
esfuerzo y quiero que sepan que uno de sus descendientes es ingeniero.
Juan Pablo López Franco
IV
Agradecimiento
Agradezco a mi Hermano Oscar Manuel Morales Martínez, quien fomento en mi la
mentalidad y la idea de esforzarme, que me mostro que ninguna meta es inalcanzable y
enseñarme que aun el reto más difícil siempre es fácil de resolver viéndolo desde el
ángulo adecuado, por darme los valores que fomentaron mi camino y seguirán en mí por
el resto de mi vida por guiarme en el camino correcto y permitirme ser la persona que soy
hoy en día.
A María López Galindez, quien me brindó la oportunidad de continuar adelante con mis
estudios, en el momento que ya no contaba con nadie más, dándome su confianza en el
momento en que más la necesite.
A Yesica Bautista Bautista, por haber estado conmigo estos 10 Años apoyándome en los
momentos más difíciles, cuando uno flaquea permitiéndome reencontrar la manera de
seguir, dándome su apoyo, comprensión y fuerza, escuchándome y aconsejándome, por
continuar fomentando en mi los valores que me dejo mi Hermano y guiarme en el camino
correcto.
A Araceli Martínez López mi Madre y Jaime Morales Cabrera mi Padre, por mostrarme
día a día la necesidad y los beneficios de terminar una carrera, lo necesario e
indispensable de concluir mis estudios, por mostrarme el lado bueno y divertido de la vida
y las grandes cosas que se pueden llegar a hacer.
A Oliveria Bautista Bautista, por mostrarme la unión y calidez de una familia y permitirme
ser parte de ella.
A mis profesores Ing. Julio Pérez Delgado e Ing. Hugo Jorge Macías Palacios por dejar
una huella en mi formación académica y mostrarme la excelencia a la cual se puede llegar
con la dedicación adecuada, por compartir sus conocimientos a futuras generaciones sin
esperar nada a cambio más que el simple hecho de enseñar.
Dedicatorias
A mi Hermano Oscar Manuel Morales Martínez para mostrarle que puede confiar en mí
y contar con que cuidare a nuestra hermana Areli Dariana Martínez Martínez.
Jaime Eduardo Morales Martínez
1.1 Introducción 2
1.3.2 Descripción de los componentes de la Tarjeta Arduino UNO
10
1.3.3 Justificación del uso de la Tarjeta Arduino UNO 13
1.4 Iluminación de Espacios Interiores 13
1.4.1 Deslumbramiento 14
1.5.1 Filtrar la luz Natural 20
1.5.2 Los elementos de oscurecimiento 21
1.6 Cortinas Inteligentes en Domótica 21
1.7 Suelo Radiante Térmico 23
1.7.1 E-ficiencia Domestica 24
2.1 Diseño del sistema controlador de iluminación 33
2.2 Conexión del Circuito de Iluminación 42
2.3 Comunicación HC-05 45
2.3.2 Programación en Android 48
2.4 Etapa de Potencia 50
2.4.1 PWM 50
2.4.3 Circuito de Encendido de los LED´s 55
2.5 Sistema de Persianas y Regulación de la Iluminación 58
2.5.1 Control de los Motores a Pasos de la Persiana 62
2.5.2 Tipos de Motores Paso a Paso 64
2.5.2.1 Motores Paso a Paso Unipolares 64
2.5.2.2 Motores Paso a Paso Bipolares 66
2.5.2.3 Programación de los Motores para la Persiana 67
2.6 Diseño del Sistema controlador de Temperatura 70
2.6.1 Generador del Ancho de Pulso 82
2.6.2 Etapa de Potencia 87
2.6.2.1 Formas de Onda de los Triac´s 87
2.6.3 Control de Fase 89
Capítulo III (Realización del proyecto) 90
3.1 Realización de la Tarjeta Controladora 91
3.2 Circuito Controlador de Intensidad de Iluminación 93
3.3 Control de potencia para los motores a pasos 96
3.4 Placas del Circuito de control de Potencia 108
3.5 Sistemas de Control Manual, Semiautomáticos y Automáticos
110
3.5.8 Control manual sin presentarse la falla en el microcontrolador
121
3.5.9 Multiplexor para selección de señal de temperatura e Iluminación
122
4.2 Elementos a considerar durante la Aplicación de los componentes
135
VII
4.2.1 Puntos a Considerar en la implementación de las Persianas
135
Capítulo V (Conclusiones)
Inversión estimada del Proyecto 158
Estimado de la Inversión de los componentes para el Proyecto de Domótica
159
Posibles mejoras en un futuro 174
INDICE DE FIGURAS
Figura 1.2.2. Diagrama explicativo del protocolo Insteon 6
Figura 1.2.3. Nexia bridge (z-ware) 7
Figura 1.3.1. Tarjeta Arduino UNO vista frontal y al reveso 9
Figura 1.3.2. Elementos de la paca Arduino UNO 10
Figura 1.4. Separación de zonas mediante luz 14
Figura 1.4.1 Fatiga visual causada por exceso o ausencia de luz 15
Figura 1.4.2. Alumbrado general 17
Figura 1.4.3. Alumbrado general localizado 18
Figura 1.4.4. Alumbrado localizado 18
Figura 1.5. Modelos de las primeras ventanas modelo de ventana actual 19
Figura 1.5.1. El efecto de un alero según la inclinación de radiación solar 21
Figura 1.6.2.1. Persianas Inteligentes 22
Figura 1.6.2.2. Sombreado Inteligente 22
Figura 1.6.2.3. Interfaz de Aplicación LOXONE 23
Figura 1.7. Suelo Termico 23
VIII
Figura 1.7.1. Norma UNE 1264 Suelo Termico 2015 y Calefacción de E- ficiencia
24
Figura 1.7.3. Regulación de suelo térmico Solemx 26
Figura 1.8.1. Fotorresistencia 27
Figura 1.8.2. Termistor 28
Figura 2.1.1. Sistema de control de iluminación 33
Figura 2.1.2. Controlador PID de iluminación 34
Figura 2.1.3. Esquema simplificado del controlador PID de iluminación 35
Figura 2.1.4. Diagrama eléctrico del controlador PID de iluminación 36
Figura 2.1.5. Amplificador de error 37
Figura 2.1.6. Controlador proporcional 37
Figura 2.1.7. Controlador integrativo 38
Figura 2.1.8. Controlador derivativo 39
Figura 2.1.9. Amplificador promediador 41
Figura 2.2.1. Proceso del sistema de iluminación 42
Figura 2.2.2. Señal de entrada y salida del micro-procesador 43
Figura 2.2.3. Configuración de un circuito demodulador 44
Figura 2.2.4. Señal PWM convertida a voltaje directo 44
Figura 2.3. Módulo HC-05 45
Figura 2.3.1. Diseño de la interfaz para el usuario 49
Figura 2.3.2. Programación de la interfaz para el usuario 49
Figura 2.4.1 Ciclo de trabajo al 25% 51
Figura 2.4.2. Ciclo de trabajo al 50% 51
Figura 2.4.3. Ciclo de trabajo al 75% 52
Figura 2.4.4 Transistor PNP y NPN 52
Figura 2.4.5. Corriente que circulan por el transistor 53
Figura 2.4.6. Par Darlington 54
Figura 2.4.7. Circuito de control de potencia de los LED´s 55
Figura 2.4.8. Resultados de simulación 57
Figura 2.5.1. Diagrama de Sistema de Control de Persianas 58
Figura 2.5.2. Circuito seguidor de Sol 58
Figura 2.5.3. Polarización de un Amplificador Operacional con Fuente Simple 59
Figura 2.5.4 Diseño de Interfaz para Controlar el Toldo 61
Figura 2.5.5. Programación de la Interfaz para controlar el Toldo 61
Figura 2.5.6. Motores a Pasos 62
Figura 2.5.7. Boninas de un Motor a Pasos 63
IX
Figura 2.5.2.1. Distribuidor del Bobinado de un Motor Unipolar 64
Figura 2.5.2.2. Distribución del Bobinado para un Motor Bipolar 66
Figura 2.6.1. Sistema de Control de Temperatura 70
Figura 2.6.2. Controlador PID DL Sistema de Temperatura 71
Figura 2.6.3. Esquema Simplificado del Controlador PID de Temperatura 71
Figura 2.6.4. Diagrama Eléctrico del Controlador PID de Temperatura 72
Figura 2.6.5. Amplificador de Error 73
Figura 2.6.6. Controlador Proporcional 75
Figura 2.6.7. Controlador Integrativo 75
Figura 2.6.8. Controlador Derivativo 77
Figura 2.6.9. Amplificador Promediador 78
Figura 2.6.10. Proceso del Sistema de Temperatura 79
Figura 2.6.11. Entrada y Salida el Microprocesador 80
Figura 2.6.12. Configuración de un Demodulador 81
Figura 2.6.13. Entrada y Salida del Circuito Demodulador 81
Figura 2.6.1.1. Diagrama Eléctrico de un Generador de Onda Triangular 82
Figura 2.6.1.2. Onda Triangular 84
Figura 2.6.2.1. Diagrama de conexión de un triac 88
Figura 2.6.2.2. Ciclos de trabajo 88
Figura 2.6.3 1. Circuito de potencia de resistencia termina 89
Figura 3.1.1. Mascara de soldadura Arduino maestro 91
Figura 3.1.2. Mascara de componentes y placa terminada 92
Figura 3.2.1. Diagrama eléctrico del sistema de iluminación 93
Figura 3.2.2. Capa superior e inferior del circuito 94
Figura 3.2.3. Mascara de componentes y placa terminada 95
Figura 3.3.1. Circuito integrado L293D 96
Figura 3.3.2. Terminales del circuito integrado L293D 97
Figura 3.3.3. Diagrama de conexión del circuito integrado L293D 98
Figura 3.3.4. Conexiones micro-controlador esclavo 99
Figura 3.3.5. Diagrama del seguidor de Sol 100
Figura 3.3.6. Soldadura, mascara de componentes y placa terminada 101
Figura 3.3.7. Diseños del disipador de calor en el circuito impreso 102
Figura 3.3.8. Soldadura, componentes y placa terminada 103
Figura 3.3.9. Circuito de control de temperatura 104
Figura 3.3.10. Cara superior, inferior, mascara de componentes y placa terminada
105
Figura 3.4.1. Capa inferior, mascara de componentes y placa terminada del circuito de control de potencia
107
X
Figura 3.4.3. Simulación de un circuito comparador 109
Figura 3.4.4. Generación de un PWM con un circuito comparador 109
Figura 3.5.4.1. Señal analógica 111
Figura 3.5.5.1. Señal digital 112
Figura 3.5.6.1. Multiplexor 113
Figura 3.5.7.2. Circuito de recuperación del bit 115
Figura 3.5.7.3. Circuitos RC encargados de cargar la palabra bit 116
Figura 3.5.7.4. Circuito RC 116
Figura 3.5.7.5. Voltaje y corriente en un capacitor 118
Figura 3.5.7.6. Circuito de selección manual para el giro los motores 118
Figura 3.5.7.7 Diseño inferior, superior, mascara de componentes y placa terminada de giro de los motores
119
Figura 3.5.7.8. Multiplexor de dos señales de entrada y una de salida 119
Figura 3.5.7.9. Multiplexores para cada terminal de motor a pasos 120
Figura 3.5.7.10. Diseño inferior, superior, mascara de componentes y placa terminada del multiplexor
121
Figura 3.5.8.1. Diagrama de flujo para el control de los motores para el toldo 122
Figura 3.5.9.1 Diagrama de Flujo del Sistema de Control de Temperatura e Iluminación
123
Figura 3.5.9.4. Configuración Transistor PNP 124
Figura 3.5.9.5. Transistor NPN 125
Figura 3.5.9.6. Multiplexor para selección de señal automática o manual 127
Figura 3.5.9.7. Diseño de placa inferior, superior, mascara de componentes y placa terminada del multiplexor de selección automático o manual
128
Figura 4.1.2. Construcciones de las Dimensiones de la casa 130
Figura 4.1.3. Diseño del techo de la Maqueta 131
Figura 4.1.4. Colocación del techo para generar el sombrado interno 131
Figura 4.1.5. Ventana para persiana del toldo 132
Figura 4.1.6. Motor para la Persiana del toldo 132
Figura 4.1.7. Suelo de la maqueta y resistencias para el sueldo 133
Figura 4.1.8. Torres para los circuitos transformadores 134
Figura 4.1.9 Tarjetas Electrónicas Utilizadas en el sistema de Domótica 134
Figura 4.1.10. Tablero de Control del Sistema Automático, Semiautomático y Manual
135
XI
Figura 4.2.2. Diagrama Eléctrico del detector de iluminación 137
Figura 4.2.2.1 Parte de la programación para el estado nublado 138
Figura 4.2.2.2 Diseño de la placa inferior, superior, mascara de componentes y del Circuito para saber si este nublado
138
Figura 4.2.3.1. Interfaz de la aplicación Android terminada. 140
Figura 4.2.3.2. Código de la interfaz de la aplicación Android terminada. 141
Figura 4.2.3.3. Código de la interfaz de la aplicación Lectura de sensores. 142
Figura 4.2.4.1 Variables de los interruptores limitadores del movimiento del toldo
142
INDICE DE TABLAS
Tabla 1.4.1. Lámparas empleadas en iluminación existentes en el mercado
16
Tabla 2.5.2.1. Secuencia Simple de un Motor a Pasos 60
Tabla 2.5.2.2. Secuencia Normal de un Motor a Pasos 65
Tabla 2.5.2.3. Secuencia de Medio Paso de un Motor a Pasos 65
Tabla 2.5.2.4. Secuencia de un Motor a Pasos Bipolar 66
Tabla 3.3.1. Funcionamiento del circuito integrado L293D 97
Tabla 3.5.7.1. Modo de Operación del Circuito Integrado 74194 114
Tabla 5.1. Estimado del costo de los componentes para proyecto de Domótica. 159 Tabla 5.2. Costo de producción y mano de obra 163
Tabla 5.2. Horas Hombre Trabajadas 163
XII
Objetivo general
Diseñar y construir un sistema automatizado de dispositivos que controlen las
condiciones de temperatura e iluminación para comodidad de un hogar utilizando
interfaces de comunicación inalámbrica facilitando para el usuario.
Objetivos particulares
Diseñar y programar el software para el control de dispositivos basados en
microcontroladores.
Diseñar y programar un sistema comunicación inalámbrica de un dispositivo móvil
con el microcontrolador a través de la tecnología bluetooth mediante una
aplicación para dispositivos móviles.
Diseñar y construir interfaces de control.
Construir un sistema que sea eficiente para poder economizar la luz dentro del
hogar con sistema de domótica.
Proporcionar un sistema de calefacción térmico regulado desde el suelo de un
hogar por medio de un suelo radiante.
Controlar una persiana de toldo para que permita la facilidad de aprovechar la luz
solar dentro del hogar y bloquearla si es deseado desde un sistema de control
inalámbrico.
Diseñar un sistema que facilite el acceso a la propiedad por medio del dispositivo
seleccionado como en este caso el dispositivo celular.
XIII
Justificación
La mayoría de los sistemas de automatización de una vivienda normalmente están
diseñados para conmutar de un estado alto a un estado bajo o viceversa.
En un sistema de iluminación basta con un sistema en el cual basta una pequeña
ausencia de luz natural en una habitación o recinto para requerir de toda la potencia de
una luz artificial, compensando la ausencia de luz natural con potencia adicional. El
sistema de control PID nos permite seleccionar la cantidad de luz natural que se desea
en un recinto y cuando se presente una ausencia en proporción el sistema PID
compensara esa ausencia sin tener que desperdiciar potencia, es decir electricidad.
El sistema de control con PID no será utilizado solamente para el control de la iluminación,
también para los diferentes sistemas que aseguren el confort con el menor uso de energía
eléctrica, como en el caso del suelo térmico el cual nos brindara un margen de referencia
para la temperatura deseada y de igual manera permitirá la regulación por medio de un
dispositivo celular y de forma manual en el caso de extraviar, o perder la conexión con el
modulo por diversas razones.
La regulación de la luz natural se llevara a cabo por medio de un sistema de persiana de
toldo el cual nos brindara la oportunidad de poder regular la cantidad de luz que se desee
dentro del hogar asa como en el caso de desear permitir mayor acceso al hogar tanto
para reducirlo, de igual manera se busca poder permitir el movimiento desde un
dispositivo celular comunicado con bluetooth y permitirá la prioridad al usuario en
cualquier situación por la cual se pierda la conexión con nuestro dispositivo.
Aun cuando ya se ofrecen diversos componentes dentro del mundo de la domótica estas
están muy bien pensados en la comodidad del hogar, pero uno de los puntos que no han
considerado es el de lograr ofrecerlo a costos más accesibles para poder ser disfrutado
por diversas familias en sus hogares por lo cual no solo se pensara en esta tesis en el
ahorro de energía sino en lograr llevar las mismas comodidades por un costo más
accesible.
1
2
1.1 INTRODUCCIÓN
Desde comienzos del siglo XX la humanidad siempre ha imaginado como sería la
comodidad del futuro y que comodidades nos ofrecería, a su vez también se han
desarrollado nuevas tecnologías con el fin de acercarnos a esa comodidad en todo tipo
de servicios uno de estos es la Domótica, servicio en el cual buscamos la realización de
diversas actividades y comodidades dentro del hogar facilitándonos tareas y
ofreciéndonos diversas formas de comodidad, gracias a los dispositivos inteligentes.
Al buscar el servicio de automatización del hogar nos referimos al concepto del control y
automatización doméstico (encendido y apagado, apertura o cierre, regulación) de
sistemas e instalaciones eléctricas o motorizadas (iluminación, climatización, persianas,
puertas, ventanas, sistemas de riego, etc) de forma remota o manual para el gusto del
cliente y/o usuario.
El objetivo principal del uso de la domótica es crear un confort tanto para el usuario como
para los que habiten la casa inteligente y a su vez se busca el control de energía y el
ahorro de la misma, como también un sistema que ofrezca seguridad desde una forma
remota a los dispositivos deseados o autorizados por el usuario.
Sin embargo, la realización del servicio de la Domótica tiene su parte compleja ya que
consta de la unión de diversos sistemas de automatización y control de componentes
eléctricos como de su sincronización vía remota, comunicando los avances o cambios
que se sufran durante el transcurso del día al usuario desde donde este se encuentre
buscando también su control y/o manejo desde grandes distancias, así como el sistema
lo permita.
El uso de diversos sensores o componentes para la automatización genera ya un
complejo problema tanto en la comunicación vía remota como en el control manual ya
que los sensores trabajarán a diversas frecuencias y voltajes junto con los actuadores,
los cuales ofrecerán la información del cambio al sistema remoto (el celular), siendo esto
lo difícil, sincronizar de forma correcta la información y su manejo adecuado.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
3
Figura 1.1. Dispositivos de Domótica
Uno de los principales aspectos en la domótica es que no necesita ni depende de una
constante atención por el usuario permitiendo un mantenimiento menos frecuente y por
lo tanto más económico. En la actualidad existen diversas empresas que ofrecen
servicios de domótica en México como son una de estas:
Hometek:
Sin embargo, aun cuando es una empresa que ofrece el sistema de control y
automatización al hogar sus recursos o servicios son muy costosos por lo cual su alcance
es muy limitado e intentamos ofrecer un servicio menos costoso y más accesible para
toda la comunidad, ofreciendo la comodidad de controlar el sistema desde un celular y
no desde un equipo electrónico ya diseñado por la empresa.
Como se ha mostrado, existe ya en la actualidad por diversas compañías los servicios de
domótica, pero los cuales son muy costosos al momento de ser consultados por los que
deseen contratar sus servicios.Por lo cual el principal motivo de seguir con este proyecto
es crear el mismo servicio o un uso similar el cual ofrezca un confort similar al usuario y/o
cliente y que ofrezca una mayor accesibilidad a la comunidad que lo desee, ofreciendo
sistemas como:
4
Control y Manejo de persianas con movilidad
Control y automatización de un sistema de temperatura
Servicio Automatizado de puertas.
Haciendo la posibilidad de controlar estos servicios de forma remota y de forma manual
para ser accesible a todos los residentes de la casa sin importar si cuentan o no con el
dispositivo remoto a utilizar y ofreciendo así la oportunidad de controlar los mismos
sistemas o también de una forma de seguridad en caso de que el sistema remoto sufra
un percance como robo o pérdida del dispositivo.
Así como ya se ha demostrado las aplicaciones de domótica ya son ofrecidas por diversas
empresas pero aun cuando estas están muy completas en sus funciones, lo que se busca
por medio de este proyecto es realizar servicios similares y ofrecerlos en un costo más
accesible para toda familia, dando así la oportunidad de que más personas y más hogares
disfruten de las comodidades de una casa inteligente, así también lograr ofrecerla desde
la comodidad de un dispositivo como controlador o regulador de los distintos
componentes del hogar.
Ofreciendo la particularidad de permitir el control del sistema desde un celular por vía
bluetooth, permitiendo también compartir la autorización de control de un usuario a otro
que el cliente permita.
1.2 SISTEMAS EXISTENTES
En esta sección estudiaremos el caso de las nuevas empresas o el servicio que estas
ofrecen actualmente en sistemas e domótica y los nuevos desarrollos que tienen para
enlazar los servicios propuestos.
Empresa dedicada a la Instalación, Integración, Desarrollo y Distribución de equipos
enfocados a la automatización, domótica y control de residencias (casas inteligentes) y
áreas comerciales (oficinas inteligentes).1
1 Véase referencia 1.
5
Ofrecen diversos servicios en casas residenciales las cuales se encuentran en costos
muy excesivos e inalcanzables para muchos de nosotros, ofreciendo un equipo
electrónico por el cual se controlan los dispositivos o diversas funciones que serán
utilizadas por el usuario, dispositivo que crea la empresa y por lo cual se consigue solo
por la misma.
1.2.2 SmarThings
La empresa SmarThings, ha diseñado una central para hub (mostrado en la figura 1.2.1)
que entiende de varios protocolos inalámbricos como ZigBee o Wifi y también tiene
conexión a un servidor de internet. Habilitando los electrodomésticos existentes para la
comunicación inalámbrica, este hub conecta a los electrodomésticos entre sí en una red
inalámbrica para formar el sistema demótico. 2
Figura 1.2.1. Central de SmarThings
Esta Central cuenta con diversas mini aplicaciones, algunas de estas es parpadear las
luces de la casa cuando llega un correo como un sistema de aviso, aun cuando esta llega
a ser considerada como una molestia para algunas personas, por lo cual la aplicación ha
sido separada en varias para que cada usuario controle y automatice lo que quiera,
también ofrece la posibilidad de diseñar aplicaciones mediante dispositivos Arduino para
abrir fronteras y crear una comunidad que comparta sus propias aplicaciones.
2 Véase referencia 2.
6
1.2.3 INSTEON
Empresa que vende sus electrodomésticos habilitados para la comunicación con su
protocolo de comunicación propio, que puede ser por Wifi o por el cableado eléctrico
(powerline comunications).
Cuenta con un sistema llamado INSTEON, división de SmartLabs, tiene otra manera de
enlazar los dispositivos que constituye el sistema inteligente.
Figura 1.2.2. Diagrama explicativo del Protocolo INSTEON
La central es el SmartLinc (Figura 1.2.2), que requiere conexión a internet mediante
Ethernet a un router, Los dispositivos deben ser configurados manualmente para ser
enlazados con la central. Además, este protocolo se comunica por medio del cableado
eléctrico de la casa (como el protocolo X10) y/o por radiofrecuencia (915 MHz). 3
Los dispositivos están preparados para actuar como repetidores para aumentar el
alcance de la red inteligente, y repiten de manera simultánea (simulcast). Todos los
dispositivos tienen su tabla de referencia, al añadirse un dispositivo a la red se deben
actualizar todos los dispositivos, no solo el SmartLinc, lo cual requiere acción por parte
del usuario para configurar y organizar la red de forma correcta, por lo cual crea
demasiada complejidad al usuario y debe poseer un conocimiento del control y
actualización de sus sistemas.
No sólo puede ser controlado por una aplicación mediante un Smartphone, sino que
también han desarrollado controladores propios como teclados o pantallas táctiles o
convertidores de protocolo de señales infrarrojas a protocolo INSTEON para poder
3 Véase referencia 3
7
controlar elementos como un controlador de televisión, permite compatibilidad con
cámaras por medio de IP, y se pueden visualizar mediante la aplicación de INSTEON.
1.2.4 Z-WAVE
Existe otro protocolo más que está orientado a la domótica el cual es Z-WAVE (Figura
1.2.3). Se utiliza normalmente en las frecuencias de los 900 MHz, ofrece más alcance y
evita interferencias más comunes en la banda de los 2.4 GHz. Los dispositivos pueden
actuar como repetidores también, constituyendo así una red inalámbrica bastante
robusta. Este protocolo se utiliza en todas las empresas que forman la Z.-WAVE Alliance
(aproximadamente 150). Las empresas de esta alianza forman sus propios
electrodomésticos, y ahora las han preparado para formar una red inalámbrica orientada
a la domótica. 4
Figura 1.2.3. Nexia Bridge (Z-Wave)
Esta es la Central Nexia Bridge que requiere una conexión por Ethernet para conectarse
al servidor. Esta centra posee dos botones (+ y -) con los cuales va agregando o
descartando nuevos dispositivos del protocolo Z-Wave a la red. En caso de añadir una
cámara, se presiona el + y un botón en la cámara con el cual se crea la sincronía de los
dispositivos a la red. Se pueden controlar todos los dispositivos por medio de una página
en Nexia Bridge.
Estas empresas aun cuando cuentan con componentes muy completos en los sistemas
de automatización del hogar, no ofrecen muchas alternativas en cuando al ahorro de
energía o un costo mínimo para una solvencia económica más accesible. La mayoría de
las empresas en el sector de la domótica se han fundado en otros países como son
Estados Unidos Norte Americanos, Europa, etc. la cantidad de empresas que han entrado
4 Véase referencia 4.
8
al territorio nacional mexicano son muy escasas y las opciones que ofrecen al mercado
aun cuando son buenas estas también son de un costo excesivo o no apto a toda tipo de
población, por lo cual se intentara realizar un sistema que a su vez piense en el ahorro
de energía eléctrica y de igual forma considere ser accesible para todo tipo de población.
1.3 Tarjeta Controladora
En el caso de la tarjeta controladora para este proyecto utilizaremos la tarjeta Arduino
UNO, gracias a su combinación de funciones que nos permite hacer un uso de hardware
y software.
1.3.1 Hardware
Arduino es considerada una tarjeta de programación de plataforma libre y tanto su uso
como su distribución puede ser utilizada en para el desarrollo de cualquier proyecto sin
requerir ninguna licencia, dando diversas opciones de placas oficiales, las creadas por la
comunidad de Arduino o las placas no oficiales que son creadas por terceros, pero con
características muy similares.
Por medio de la placa Arduino podremos realizar la programación de nuestro micro-
controlador para la realización de este proyecto, y la creación de una tarjeta controladora
para censar y activar los actuadores y otros elementos para la comunicación con el
sistema inalámbrico.
En este proyecto usaremos la tarjeta Arduino UNO (como se muestra en la Figura 1.3.1)
solo para programar los microcontroladores:
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9
Figura 1.3.1. Tarjeta Arduino UNO Vista Frontal y al Reverso
El último modelo diseñado y distribuido por la comunidad Arduino. La placa tiene un
tamaño de 75x53 mm, con una unidad de procesamiento consiste en un micro controlador
ATmega328. Puede ser alimentada mediante un puerto USB o por alimentación externa
y contiene pines tanto analógicos como digitales.
Tabla 1.3.1. Componentes Arduino UNO
Micro controlador ATmega328
Pines Digitales E/S 14 (6 Proporcionan Salida PWM)
Pines de Entrada Analógica 6
Corriente Continua para Pines E/S 40 mA
Corriente Continua para pines de 3.3 v 50 mA
Memoria Flash 32 KB(ATmega328) .5KB son de
bootloader
10
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
1.3.2 Descripción de los componentes de la Tarjeta Arduino UNO
Figura 1.3.2. Elementos de la Placa Arduino UNO
En estos pines se conectarían las conexiones de los sensores y actuadores, desde los
cuales se leería la información del sensor, activador y/o actuador.5
Referencia para Pines Analógicos (AREF)
Tensión de referencia para entradas analógicas. Se utiliza con la función
analogReference().
11
Masa der circuito para Pines, la tensión de referencia 0V.
Pines Digitales de Entrada y Salida
Cuenta con 14 pines digitales que pueden ser utilizados como entrada o salida con las
funciones pinMode(), digitalWrite(), y digitalRead(). Los cuales operan a 5volts. Cada
pin proporciona o recibe como máximo 40mA y contiene una resistencia pull-up
(desconectada por defecto) de 20 – 50 K.
Contiene Pines con funciones determinadas como son:
Serie: o (Rx) y 1 (Tx). Utilizados para recibir y transmitir datos serie.
o Están directamente conectados a los pines series del microcontrolador.
o Utilizando estos pines podremos conectarnos con otras placas.
Interrupciones externas: 2 y 3. Estos pines pueden ser configurados para activar
interruptores.
PWM: 3, 5, 6, 9, 10 Y 11 proporcionan una salida de 8 bits en modo PWM.
SPI: 10 – 13. Estos pines soportan la librería de comunicación del dispositivo SPI.
LED: 13. Este pin está conectado con un LED de la placa. Cuando se le asigne un
valor HIGH (alto) se encenderá, en cambio sí lo dejamos en LOW (bajo) estará
apagado.
Conector USB
Esta placa utiliza el conector tipo B hembra, con el cual se necesita un cable tipo B macho
tipo A macho que deberá conectarse a un conector tipo A hembra (como el de un
ordenador). La placa puede ser alimentada con la tensión de 5v que proporciona el USB.
Cuando carguemos un programa a la placa desde el software de Arduino se inyectará el
código del ordenador por esta entrada.
Botón Reset
Por medio de este botón podremos reiniciar la ejecución del código del micro controlador.
ICSP (In Circuit Serial Programming)
Es un conector utilizado en los dispositivos PIC para programarlos sin necesidad de tener
que retirar el chip del circuito del que forma parte.
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12
Microcontrolador ATmega328
Este microcontrolador es el elemento más importante de la placa. Es donde se instalará
y ejecutará el código del programa que se haya diseñado. Ha sido creado por la compañía
Atmel, tiene un voltaje operativo de 5V, aunque Se recomienda como entrada de 7-12V
con un límite de 20V. Contiene 14 pines digitales de entrada y salida, 6 pines analógicos
que están conectados directamente a los pines de la placa Arduino UNO comentados
anteriormente. Dispone de 32KB de memoria flash (de los cuales 512 bytes son utilizados
por el bootloader). En la memoria flash se instalará el programa a ejecutar. El bootloader
será el encargado de preparar el microcontrolador para que pueda ejecutar el programa-
También cuenta con una memoria EEPROM de 1KB que puede ser leída o escrita con la
librería EEPROM.
En la parte de procesamiento dispone de un reloj de 16 MHz y 2 KB de memoria RAM.
Fuente de alimentación Externa
La placa puede ser alimentada por corriente continua suministrada por el conector Jack
de 3.5mm que podrá recibir de entre 7 y 12V.
Pin Reset
Podemos imitar el funcionamiento del botón reset suministrando un valor LOW (0V) para
reiniciar el microcontrolador.
Pin de 3.3V
Desde este puerto es posible suministrar 3.3V a los dispositivos que lo necesiten con una
corriente máxima de 50mA. Es generada gracias al chip FTDI integrado en la placa.
Pin de 5V
Este pin genera una tensión de 5V del regulador de la placa. El regulador es necesario
puesto que puede ser alimentada con distintos voltajes.
Pin de Vin
Es el voltaje que se recibe en la entrada cuando se usa una fuente de alimentación
externa (no toma en cuenta la conexión USB). Se puede proporcionar voltaje a la placa
a través de este pin, o en caso de que esté utilizando una fuente de alimentación externa
toma en cuenta el valor que está siendo suministrado.
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13
Pines analógicos
Esta placa contiene 6 pines de entrada analógicos. Los elementos que se conecten aquí
suelen tener mayor precisión que los digitales pero su uso requiere de una lógica
levemente mayor.
1.3.3. Justificación de uso de la Tarjeta Arduino UNO
El uso de esta tarjeta será debido a la practicidad en su funcionamiento y por la
oportunidad que brinda al programar los controladores al poder permitir colocar y retirar
después de su programación, su vigencia en el mercado y la oportunidad que brinda en
su programación amigable para todo tipo de personas aun cuando no conozcan el
lenguaje de programación.
1.4 Iluminación de espacios interiores
La apariencia de un espacio puede ser modificada por medio de la luz, sin alterar el
aspecto físico del mismo (como se muestra en la Figura 1.4). La luz encamina la mirada,
maneja la percepción y dirige la atención a los detalles. Mediante la luz se pueden
distribuir e interpretar espacios, para acentuar áreas o lograr conexiones entre el exterior
e interior. La distribución luminosa y el nivel de iluminación tienen una influencia decisiva
en la percepción de la arquitectura.
La iluminación ocupa un rol protagónico en la decoración. El correcto equilibrio entre tipo
y cantidad de luz que recibe un espacio, permite trasformar el modo en que éste se
percibe, haciendo posible realzar o atenuar la decoración e incluso intensificar el valor de
los elementos decorativos (molduras, muebles, textiles, etc.).
Con una buena planificación de la iluminación, elección de materiales (artefactos y
lámparas) y distribución, se puede cambiar el aspecto y la atmósfera de una habitación.
Por el contrario, el mal uso de la iluminación puede echar a perder una buena idea
decorativa. La base de toda iluminación es la luz. La naturaleza nos da un foco de luz
utilizable que es el sol, pero esta luz no es suficiente ya que nuestra vida social se
desarrolla también durante horas en las que, al ponerse el sol, desaparece la luz natural,
siendo necesario valernos de sistemas de luz artificial.
Durante la reforma o decoración de espacios interiores es preciso planificar con detalle
las fuentes de luz tanto natural como artificial. La iluminación artificial será un claro
protagonista a tono con el espacio y los objetos, pero durante el día se debe poder
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14
aprovechar al máximo, y con la mayor cantidad de recursos posibles, las fuentes de luz
natural de que dispongamos.
Figura 1.4. Separación de zonas funcionales mediante luz.
La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un
trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea
y entorno son fruto de estudios sobre valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad
visual o rendimiento visual). El usuario estándar no existe y por tanto, una misma
instalación puede producir diferentes impresiones a distintas personas. En estas
sensaciones influirán muchos factores como los estéticos, los psicológicos, el nivel de
iluminación.6
1.4.1 Deslumbramiento
El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de
un objeto es mucho mayor que la de su entorno (Figura 1.4.1). Es lo que ocurre cuando
miramos directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua.
Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero consiste
en la aparición de un velo luminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco
contraste, que desaparece al cesar su causa; un ejemplo muy claro lo tenemos cuando
conduciendo de noche se nos cruza un coche con las luces “altas”. El segundo consiste
en una sensación molesta provocada porque la luz que llega a nuestros ojos es
6 Véase referencia 6.
15
demasiado intensa produciendo fatiga visual. Esta es la principal causa de
deslumbramiento en interiores.7
Figura 1.4.1. Fatiga visual causada por exceso o ausencia de luz.
1.4.2 Lámparas y luminarias
La elección de las luminarias está condicionada por la lámpara utilizada y el entorno de
trabajo de esta. La forma y tipo de las luminarias oscilará entre las más funcionales donde
lo más importante es dirigir el haz de luz de forma eficiente como pasa en el alumbrado
industrial a las más formales donde lo que prima es la función decorativa como ocurre en
el alumbrado doméstico.
Las luminarias para lámparas incandescentes tienen su ámbito de aplicación básico en
la iluminación doméstica. Por lo tanto, predomina la estética sobre la eficiencia luminosa.
Sólo en aplicaciones comerciales o en luminarias para iluminación suplementaria se
buscará un compromiso entre ambas funciones. Son aparatos que necesitan
apantallamiento pues el filamento de estas lámparas tiene una luminancia muy elevada
y pueden producir deslumbramientos.8
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16
En segundo lugar, tenemos las luminarias para lámparas fluorescentes. Se utilizan
mucho en oficinas, comercios, centros educativos, almacenes, industrias con techos
bajos, etc. por su economía y eficiencia luminosa.
Por último, tenemos las luminarias para lámparas de descarga a alta presión. Estas se
utilizan principalmente para colgar a gran altura (industrias y grandes naves con techos
altos) o en iluminación de pabellones deportivos, aunque también hay modelos para
pequeñas alturas.
Tabla 1.4.1. Lámparas empleadas en iluminación de interiores existentes en el mercado.
Ámbito de uso Tipos de lámparas más utilizados-
Domestico Incandescente.
Comercial Incandescentes.
Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y
halogenuros metálicos.
Luminarias situadas a baja altura (6 m): fluorescentes.
Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta
presión montadas en proyectores.
Deportivo Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes
Luminarias situadas a gran altura: lámparas de vapor de mercurio a alta
presión, halogenuros metálicos.
17
1.4.3 Métodos de alumbrado
Los métodos de alumbrado nos indican cómo se reparte la luz en las zonas iluminadas.
Según el grado de uniformidad deseado, distinguiremos tres casos: alumbrado general,
alumbrado general localizado y alumbrado localizado.9
El alumbrado general proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada.
Es un método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en oficinas, centros
de enseñanza, fábricas, comercios, etc. Se consigue distribuyendo las luminarias de
forma regular por todo el techo del local.
Figura 1.4.2. Alumbrado General.
El alumbrado general localizado proporciona una distribución no uniforme de la luz de
manera que esta se concentra sobre las áreas de trabajo (Figura 1.4.3). El resto del local,
formado principalmente por las zonas de paso se ilumina con una luz más tenue. Se
consiguen así importantes ahorros energéticos puesto que la luz se concentra allá donde
hace falta.
Claro que esto presenta algunos inconvenientes respecto al alumbrado general. En
primer lugar, si la diferencia de luminancias entre las zonas de trabajo y las de paso es
muy grande se puede producir deslumbramiento molesto. El otro inconveniente es qué
9 Véase referencia 9.
18
pasa si se cambian de sitio con frecuencia los puestos de trabajo; es evidente que si no
podemos mover las luminarias tendremos un serio problema.
Figura. 1.4.3. Alumbrado general localizado.
Empleamos el alumbrado localizado cuando necesitamos una iluminación suplementaria
cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto. Un aspecto que hay que cuidar
cuando se emplean este método es que la relación entre las luminancias de la tarea visual
y el fondo no sea muy elevada pues en caso contrario se podría producir
deslumbramiento molesto.
19
1.5 Ventanas y Persianas
El ser humano precisa de luz para poder ver y aire para respirar. Las primeras ventanas,
no eran más que huecos en los muros o fachadas de las viviendas, sin acristalar, a fin de
dejar entrar la luz y el aire en el habitáculo, que podían ser tapadas con madera o haces
de paja.
Hoy en día, las ventanas son parte fundamental del diseño de los edificios y un desafío
para cualquier arquitecto; poder lograr, al mismo tiempo, las mejores condiciones de
habitabilidad de los diferentes recintos y además potenciar las cualidades del sitio.
Este elemento arquitectónico nació naturalmente como una perforación en los muros de
las casas, en la búsqueda del hombre por llevar la mayor cantidad de luz y aire posible
al interior de sus viviendas. Las primeras ventanas no tenían vidrio y sólo eran tapadas
con madera, paja o cualquier elemento disponible que permitiera evitar las condiciones
climáticas excesivas. El vidrio se conoce desde la época de los fenicios (entre los siglos
X y V a.C.), pero fueron los romanos quienes introducen su utilización alrededor del año
60 d.C. 10
a) b)
Figura. 1.5. a) Modelos de las primeras ventanas, b) Modelo de ventana actual.
La necesidad de resguardarnos de las inclemencias del tiempo, de la lluvia, del frío, el
calor y el ruido extremos. Igualmente necesitamos protegernos de elementos extraños,
sean fieras u otras personas que podrían entrar en la vivienda para apoderarse de
10 Véase referencia 10.
20
nuestros bienes. Las puertas y ventanas de nuestra casa cumplen pues dos funciones
primordiales:
Brindarnos suficiente luz, manteniendo aun mismo tiempo fuera la lluvia, el frío y
el ruido excesivo.
Debe servir de barrera a cualquier extraño que pudiese penetrar en nuestra
vivienda.
Un buen sistema de cerramiento exterior debe cumplir entonces dos funciones básicas:
brindarnos confort y privacidad. Adicionalmente las ventanas nos ofrecen la posibilidad
de emplearlas como un elemento decorativo de nuestra fachada o habitación dándole
personalidad a nuestra vivienda.
1.5.1 Filtrar la luz natural
La luz puede filtrarse y suavizarse mediante árboles u otros mecanismos, como celosías
o pantallas. Sin embargo, el acristalamiento traslúcido puede agudizar el
deslumbramiento directo. Aunque difunden la luz solar directa, a menudo se convierte en
fuentes de luz excesivamente brillantes. Idealmente, en verano sólo debería admitirse
una pequeña cantidad de luz solar a través de las ventanas, y una cantidad máxima en
inverno. Y en cualquier época del año, la luz debería poder difundirse por reflexión en el
techo. Si esto no es posible, deben colocarse elementos de protección previos a la
entrada de luz.
Los aleros sobre ventanas orientadas al sur pueden ser un elemento efectivo de control
estacional de la luz. Estos elementos también pueden eliminar la incidencia de luz solar
directa, reducir el deslumbramiento e incluso suavizar el contraste entre niveles de
claridad a lo largo del espacio. Si se utiliza un alero amplio, macizo y horizontal, su cara
inferior debería pintarse de blanco para reflejar la luz del suelo. Un alero de tonos claros
reduciría además el contraste de claridad con el cielo. Las lamas verticales u horizontales
pintadas de color claro son un elemento muy útil porque bloquean la luz solar directa y
reflejan la indirecta. Un panel vertical situado delante de la ventana puede bloquear la luz
solar directa y reflejar la luz difusa del cielo hacia la ventana.11
11 Véase referencia 11.
21
Figura 1.5.1. El efecto de un alero según la inclinación de radiación solar.
1.5.2 Los elementos de oscurecimiento.
Un ambiente dinámico necesita respuestas dinámicas. La variación de la iluminación
natural es especialmente pronunciada en las orientaciones este y oeste, que reciben luz
difusa durante la mitad del día y luz solar directa durante la otra mitad. Parasoles móviles,
venecianas y cortinas pueden ser la respuesta que requieren estas condiciones tan
diferentes. Para reducir la ganancia térmica, los elementos de protección interiores
deben ser muy reflectantes. Aunque la protección interior es más sencilla, la exterior es
más efectiva.
1.6 Cortinas Inteligentes
En la actualidad Existen sistemas controlados por medio de la domótica que ofrecen al
usuario la comodidad de poder controlar, regular y dirigir las persianas de su hogar a su
antojo esto desde la comodidad de su dispositivo celular, Tablet, etc.
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22
Figura 1.6.1. Persianas Inteligentes.
Existen diversas empresas que brindan este servicio una de las cuales es LOXONE,
ofrece una opción de comodidad la cual la define como opción de sombreado inteligente
ofreciendo diversos movimientos de las persianas buscando la correcta acomodación de
las mismas durante el transcurso del día.
Por la mañana sube las persianas al mismo tiempo que suena la alarma del despertador
y en el transcurso del día mantiene las persianas arriba si se desea calentar las
habitaciones por medio de la luz solar, en caso de tormenta se bajan totalmente por
motivo de seguridad y por las noches se mantiene abajo con el fin de ofrecer intimidad.
Figura 1.6.2. Sombreado Inteligente
El funcionamiento que ofrece LOXONE lo hace desde una aplicación la cual es
generada por la empresa LOXONE y ofrece la comodidad de poder ser utilizada desde
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23
cualquier dispositivo descargando la aplicación a su celular, Tablet o laptop dando la
comodidad Smartphone.
1.7 Suelo Radiante Térmico
El suelo radiante térmico es hoy en día utilizado en los sistemas de domótica ofreciendo
un sistema de calefacción el cual se encuentra en el suelo de una sala o habitación
prometiendo un sistema de calentamiento y confort para los habitantes este se encuentra
por debajo de la duela o mármol de la casa (como se muestra en la Figura 1.7), estando
totalmente oculto a la vista y como los demás sistemas es controlado y regulado al gusto
de los habitantes, esto desde cualquier dispositivo bluetooth o central como lo ofrecen
diversas compañías.
24
Este servicio es ofrecido ya por diversas empresas todas con la competencia por ser la
más eficaz en la radiación térmica, una de estas empresas es E-ficiencia Domestica.
1.7.1 E-ficiencia Domestica
Esta empresa ofrece el servicio de la radiación térmica por suelo radiante como
calefacción y refrescamiento convertido ya en una alternativa de climatización, trabajando
bajo la norma de aislamiento UNE 13163 en la cual se indican las normas bajo las que
se determinan los valores de conductividad y resistencia térmica, obligando que los
aislamientos tengan una declaración de todas sus propiedades y su certificación.12
La norma de suelo radiante es la UNE 1264, indicando los aislamientos mínimos exigidos,
dependiendo del país exigen y amplían el nivel de aislamiento requerido en el 2015 (como
se muestra en la figura 1.7.1 a).
Figura 1.7.1 a) Norma UNE 1264 Suelo térmico 2015.
La empresa E-ficiencia cumple con la norma UNE 1264 como se muestra en la figura
1.7.1 b).
25
1.7.2 REHAU
La empresa REHAU busca adaptar su implementación de suelo radiante tanto para
diversas empresas como para los espacios pequeños como viviendas, residencias y
oficinas y en las obras mayores como naves industriales, edificios públicos y plantas de
producción utilizando sus componentes en forma de calefacción y de refrescamiento de
igual manera por debajo del suelo (como se muestra en la figura 1.7.2.).13
13 Veae referencia 13.
26
1.7.3 Solemx
La empresa Solemx ofrece un sistema de suelo radiante a base de tuberías PE-RT
colocadas bajo el suelo cerámico, mármol, duela, porcelana, etc. colocando placas de
aislante (poliestireno extruido), con tapetes de circuitos cerrados conectándolos a
manifolds de acero inoxidable, su fuente de calor es una caldera marca Bosch exclusiva
para este tipo de sistemas y con equipos de recirculación de agua con marca Grundfos
controlándolo por medio de termostatos digitales (como se muestra en la figura 1.7.3.)
Figura 1.7.3 Regulación de suelo térmico Solemx
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27
1.8 Elementos Incorporados
Los dispositivos usados para este proyecto los podemos dividir en 2 categorías:
1.8.1 Sensores:
Es un dispositivo con la capacidad de detectar magnitudes físicas o químicas, conocidas
como variables de instrumentos y con la capacidad de transformarlas en variables
eléctricas, las variables de instrumentación pueden ser: intensidad lumínica, temperatura,
inclinación, torsión, etc.
Los sensores siempre que se encuentren activos estarán continuamente evaluando la
situación en la habitación de una forma tanto analógica como digital.
Los sensores que se encuentren en servicio dentro de la casa notificarían la actividad por
medio de un aviso de que el sensor se encuentra activo como podría ser una luz o un led
y ser capaz de enviar una notificación al usuario a su celular.
El sensor que usaremos en nuestro caso para controlar el sistema de iluminación será
apoyado por un controlador PID que es mejor conocido por su capacidad de controlar un
margen deseado y permitiéndonos efectuar una regulación cuando lo deseemos,
trabajando en conjunto con una fotorresistencia a cuál efectuara el censo de la
iluminación y enviará la medición al PID y será regulada.
Figura 1.8.1 Fotorresistencia
Componente eléctrico cuya resistencia se ve disminuida con el aumento de la intensidad
de luz incidente, esto gracias a las células de sulfuro de cadmio que le permiten variar su
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28
resistencia dependiendo de la cantidad de incidencia de luz, y entre mayor sea menor es
su resistencia.
Es una resistencia térmica sensible, existen dos tipos de termistores dependiendo de la
variación de la resistencia/coeficiencia de temperatura, pudiendo ser negativos (NTC) o
positivos (PTC).
Fabricados a partir de los óxidos de metales de transición (manganeso, cobalto, cobre y
níquel) los termistores NTC son semiconductores dependientes de la temperatura.
Operan en un rango -200°C a + 1000°C, un termistor NTC debe elegirse cuando es
necesario un cambio continuo de la resistencia en una amplia gama de temperaturas.
Los termistores ofrecen estabilidad mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado
de sensibilidad.
Un termistor PTC es fabricado de titanato de bario y debe elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente, los PTC pueden ser ocupados como:
Sensor de temperatura para oscilaciones de 60°C a 180°C, suelen ser utilizados como protección de los bobinados de motores eléctricos y transformadores.
Fusible de estado sólido como protección contra el exceso de corriente oscilando entre mA a varios Amp a temperaturas de 25°C, usados a niveles de tensión continua superior a los 600 V, como en el caso de las fuentes de alimentación para diversos equipos.
Sensores de niveles de líquidos.
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29
1.8.2 Actuadores:
Es un dispositivo que posee la capacidad de convertir la energía eléctrica en la activación
de un proceso con el objetivo de crear un efecto automatizado, su funcionamiento en el
sistema de domótica será el de cambiar el estado de algún sistema leído por el sensor
logrando generar un cambio deseado por el usuario.
Figura 1.8.3 Motor a Pasos
Dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en
desplazamientos angulares discretos, siendo capaz de avanzar una serie de grados
(pasos) dependiendo de sus entradas de control, puede ser gobernado por impulsos de
un sistema.
Tiene la capacidad de presentar precisión y repetición en cuanto al posicionamiento,
entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de
corriente continúa sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.
Existen 3 tipos de motores paso a paso
Motor de reluctancia variable
Motor de magnetización permanente
Motor híbrido
Motor de reluctancia variable: Cuenta con un rotor multipolar de hierro y estator
devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del
estator electromagnéticamente energizados, la inercia del rotor es pequeña y la
respuesta es muy rápida, pero con una inercia permitida de la carga es pequeña, cuando
los devanados no están energizados, su par estático es cero, normalmente su paso es
de 15°.
30
Motor de pasos de rotor de imán permanente: Permite mantener un par diferente de
cero cuando el motor no está energizado, dependiendo de su construcción se pueden
obtener pasos angulares de 7.5,11.25,15,18,45 o 90°, su ángulo de rotación es
determinado por el número de polos en el estator.
Motor de pasos híbrido: Caracterizado por tener varios dientes en el estator y en el
rotor, su motor está compuesto por un imán concéntrico magnetizado axialmente
alrededor del eje, su configuración es una mezcla de los tipos de reluctancia variable e
imán permanente, cuenta con una alta precisión y alto par, puede ser configurado para
suministrar un paso angular pequeño de 1.8°.
Motor paso a paso Unipolar: Este tipo de motor suele tener 5 o 6 cables de salida
dependiendo de su conexión interna, caracterizado por ser el más simple de controlar,
usan un cable común para la fuente de alimentación y posteriormente se colocan las otras
líneas a la tierra en un orden específico para generar cada paso, si se cuenta con 6 cables
es debido a que cada par de bobinas tiene un común separado, si se cuenta con 5 cables
es porque las 4 bobinas tienen un polo común, un motor unipolar de 6 cables puede ser
usado como un motor bipolar si se deja las líneas del común al aire.
Motor paso a paso Bipolar: Cuentan generalmente con 4 cables de salida, requieren
de un cambio de dirección de flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia
apropiada para realizar su movimiento.
Secuencia de rotación en un motor Bipolar: Como la variación de la dirección del
campo magnético creado en el estator producirá movimiento de seguimiento por parte
del rotor de imán permanente, el cual intentará alinearse con el campo magnético
inducido por las bobinas que excitan los electroimanes.
Control de las bobinas: Para el control de un motor paso a paso de tipo bipolar, se
establece el principio de “Puente H”, si se activan T1 y T4, permite la alimentación en un
sentido, si cambiamos el sentido de la alimentación activando T2 y T3, cambiaremos el
sentido de alimentación y el sentido de la corriente.
Velocidad de Rotación: La velocidad de la rotación puede ser calculada por la siguiente ecuación:
= 60 ∗
Donde:
f: frecuencia del tren de impulsos n: n° de polos que forman el motor
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31
Se debe considerar que este cálculo sirve para los motores que son alimentados a una frecuencia máxima de 625 Hz, en caso de que la frecuencia de pulsos sea demasiado elevada el motor suele presentar diversos problemas, los más comunes son:
No realiza ningún movimiento Comienza a vibrar, pero sin llegar a girar Gira erráticamente Gira en sentido opuesto Pierde potencia
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32
33
2.1 Diseño del sistema controlador de iluminación
El sistema que controla la intensidad o el nivel de luz artificial se trata de un controlador
PID (proporcional, integral y derivativo), en el cual se establece una señal de referencia
que indica el nivel de iluminación deseado en una habitación o recinto y de otra señal
proveniente de un LDR (Light Dependent Resistor). El LDR es utilizado como sensor se
niveles variantes de iluminación con respecto a la iluminación proveniente de la luz
natural, al cambiar el nivel de iluminación con respecto al nivel deseado el controlador
PID, la diferencia de las señales en conocida como señal de error y el controlador se
encarga de eliminar el error por medio de un actuador (etapa de potencia) para ajustar la
iluminación artificial para que junto con la iluminación natural se logre el nivel deseado de
iluminación en la habitación o recinto.
En ocasiones el usuario necesita un nivel de iluminación para una tarea en específico y
requiere ajustar el nivel de iluminación, el ajuste es realizado por medio de un
microprocesador accionado por bluetooth desde un dispositivo móvil para ajustar el nivel
de iluminación.
Figura. 2.1.1 Sistema de controlador de iluminación.
El PID está constituido por una etapa de acción de control proporcional, una etapa
derivativa y una etapa integral, de acuerdo con el diagrama de la figura 2.1.1.
PID Actuador Habitación
34
() = (1 + 1
+ ) () − − − − − − − − − −(2.1)
Donde es la constante de acción proporcional, es la constante de tiempo de la acción
integral, es la constante de tiempo de la acción derivativa, () es la señal de error y
() es la señal de control.
Figura 2.1.2. Controlador PID de iluminación.
En la figura 2.1.2, se muestra un diagrama simplificado de la implementación electrónica
utilizada, la cual consta de cuatro etapas. Por facilidad de implementación, se utilizaron
circuitos integradores y derivadores inversores, así como un sumador inversor y un
circuito de control de ganancia (acción proporcional ) inversor. Esto genera tres etapas
inversoras, y para compensar el signo, se añadió un amplificador diferencial que calcula
el error, pero con signo negativo. De esta manera, el circuito da la apariencia de tener
retroalimentación negativa, pero en realidad no es así.
1



()
35
Figura 2.1.3. Esquema simplificado del controlador PID de iluminación.
En la figura 2.1.3, se muestra el diagrama esquemático del controlador PID propuesto.
() = 12
9 (1 +
36
Figura 2.1.4. Diagrama eléctrico del controlador PID de iluminación.
Todo sistema de control debe empezar por generar una señal de error:
= − − − − − − − − − − − − − − − − (2.4)
El error es igual a la señal de referencia menos el voltaje de la variable de proceso. En
este caso la señal de referencia = 15 y el voltaje de la variable de proceso = .
= 15 − − − − − − − − − − − − − − −(2.5)
() = − ( 3
1 −
) − − − − − − − − − (2.6)
Se establecen un valor de resistores de valor igual para manejar solamente voltajes
quedando:
37
Figura 2.1.5. Amplificador de error.
La parte proporcional cuanta con una región de respuesta lineal a la cual se le suele
llamar banda proporcional, en donde a cambios pequeños del error alrededor del cero
causara variaciones proporcionales en la salida lo que da un control más fino.
= 7
Figura. 2.1.6 Controlador proporcional.
El controlador integrativo tiene una respuesta muy lenta, mientras que el controlador no
puede llevar el error a cero completamente. El controlador integrativo junto con el
controlador proporcional se obtiene una máxima eliminación del error.
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38
En el dominio de Laplace:
() = () +
()
39
Donde
2 = 1
47Ω = 22
= 1
22 ∗ 47Ω = 0.9671
La constante de derivación hace presente la respuesta de la acción proporcional
duplicándola, sin esperar a que el error se duplique.
Figura 2.1.8. Controlador derivativo.
40
() = () − − − − − − − − − − − − − − − − − −(2.17)
()
0.5 = 47Ω ∗ 2.2Ω ∗ 1
= 81 = 47Ω ∗ 10 = 0.47
La constante de derivación hace presente la respuesta de la acción proporcional
duplicándola, sin esperar a que el error se duplique.
En la figura se muestra un circuito promediador de tres entradas, el cual brinda un medio
para sumar algebraicamente los tres voltajes cada uno multiplicado por un factor de
ganancia constante. En otras palabras cada suma de voltaje a la salida será multiplicada
por un factor de ganancia constante.
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Figura. 2.1.9 Amplificador promediador.
El voltaje que se obtiene en los cambios de iluminación de las partes proporcional, integral
y derivativa son -3.5V, -8.5V y -2.5V.
= −
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42
2.2 Conexión del circuito de iluminación
El voltaje a la salida del PID controlara al actuador para corregir la alteración del nivel de
iluminación establecido en una habitación, pero el voltaje del PID no está directamente
conectado con el actuador o circuito de potencia, entre el circuito de potencia y el PID se
encuentra un microcontrolador ATMEGA328P el cual se programa para comportarse
como una línea y también para que el usuario controle el nivel de iluminación a su criterio.
Se describen a continuación como usuario conectado y usuario desconectado:
En modo de usuario desconectado el valor de voltaje de entrada y el valor de
voltaje de la salida son los mismos, en esta modalidad el microcontrolador actúa
como una línea.
En el modo de usuario conectado una parte el programa del microcontrolador
establece si el usuario esta desconectado el microcontrolador hace caso omiso al
valor de voltaje proveniente del PID, para que reciba en un código proveniente de
un dispositivo local conectado de manera inalámbrica para ajustar el nivel de
iluminación para una tarea en específico.
Figura.2.2.1 Proceso del sistema de iluminación.
El inconveniente en el micro-controlador es que la señal de salida no es analógica, se
trata de una señal modulada en ancho de pulso (PWM), para resolver este inconveniente
se emplea el uso de un filtro para convertir una señal modulada a un voltaje directo. La
frecuencia de la salida digital del ATMEGA328P es de 249Hz con una amplitud de 5VDC
y una corriente de 1mA.
PID Microprocesador Etapa de
43
= 5 − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −(2.23)
= 0.0051
44
La función analogWrite(analogOutPin, outputValue) establece un ancho de pulso con
respecto a voltaje de entrada que es el voltaje y a la salida un PWM como se muestra
en la figura anterior. Y con el circuito demodulador se obtiene un voltaje continuo que
servirá para controlar el actuador de una forma más fácil.
Figura. 2.2.4 Señal PWM convertida a voltaje directo.
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45
2.3. Comunicación HC-05 El módulo de bluetooth HC-05 es el que ofrece una mejor relación de precio y características, ya que es un módulo Maestro-Esclavo, quiere decir que además de recibir conexiones desde una PC o Tablet, también es capaz de generar conexiones hacia otros dispositivos bluetooth. Esto nos permite, por ejemplo, conectar dos módulos de bluetooth y formar una conexión punto a punto para transmitir datos entre dos microcontroladores o dispositivos.
Figura.2.3 Módulo HC-05
La forma en que trabajara el circuito conformado por el PID, microcontrolador, modulo bluetooth y la etapa de potencia en función de que un usuario esté conectado se presenta de la siguiente manera: En el momento en que el usuario se conecta al módulo HC-05 el modulo envía una señal al microcontrolador y entra en una sentencia declarada por la función if(digitalRead(Usuario)==HIGH), dentro de la sentencia el microcontrolador guarda el último dato leído del PID y lo guarda. En cada ocasión que el usuario presiona las teclas en la interfaz se envían datos de manera inalámbrica desde el móvil hacia el microcontrolador por medio del módulo, la señal PWM crece o decrece en ancho de pulso para determinar la intensidad de la iluminación, pero no se puede conectar de manera directa, se tiene que diseñar un circuito para procesar la señal de salida por teniendo en cuenta las características electrónicas de los dispositivos programables. 2.3.1. Programa para control de iluminación, temperatura y posición de persianas:
#include <SoftwareSerial.h> int bluetoothTx=2; int bluetoothRx=3;
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//El usuario tiene el control el sistema y se le mandan los datos de temperatura e iluminación. { switch(dataFromBt) { ////////////////////////////////////////////////////////////////Luz case 'a': outputValue+=10; outputValue=constrain(outputValue,0,255); delay(10); break; case 'b': outputValue-=10; outputValue=constrain(outputValue,0,255); delay(10); break; ///////////////////////////////////////////////////////////////Temperatura case 'd': outputValue1+=10; outputValue1=constrain(outputValue1,0,255); delay(10); break; case 'c': outputValue1-=10; outputValue1=constrain(outputValue1,0,255); delay(10); break; ///////////////////////////////////////////////////////////////Percianas case 'e': digitalWrite(S1, LOW); digitalWrite(S2, LOW); delay(40); digitalWrite(S1, HIGH); digitalWrite(S2, LOW); break; case 'f': digitalWrite(S1, LOW); digitalWrite(S2, HIGH);
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48
2.3.2. Programación en Android
El editor de bloques de la aplicación utiliza la librería Open Blocks de Java para crear un
lenguaje visual a partir de bloques. Estas librerías están distribuidas por Massachusetts
Institute of Technology (MIT) bg333ajo su licencia libre (MIT License). El compilador que
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49
traduce el lenguaje visual de los bloques para la aplicación en Android utiliza Kawa como
lenguaje de programación, distribuido como parte del sistema operativo GNU de la Free
Software Foundation.14
Figura 2.3.2 Programación de la Interfaz para el Usuario
14 Véase referencia 14.
50
2.4. Etapa de potencia
Para poder suministrar la corriente necesaria hacia la carga es necesario implementar
un dispositivo que pueda suministrar dicha corriente, este dispositivo recibe el nombre
de etapa de potencia.
Antes de explicar la etapa de potencia se expondrán algunos puntos clave.
2.4.1 PWM
La modulación de ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés) de una señal es una
técnica que logra producir el efecto de una señal analógica sobre una carga, a partir de
la variación de la frecuencia y ciclo de trabajo de una señal digital. El ciclo de trabajo
describe la cantidad de tiempo que la señal está en un estado lógico alto, como un
porcentaje del tiempo total que esta toma para completar un ciclo completo. La frecuencia
determina que tan rápido se completa un ciclo (por ejemplo: 1000 Hz corresponde a 1000
ciclos en un segundo), y por consiguiente que tan rápido se cambia entre los estados
lógicos alto y bajo. Al cambiar una señal del estado alto a bajo a una tasa lo
suficientemente rápida y con un cierto ciclo de trabajo, la salida parecerá comportarse
como una señal analógica constante cuanto esta está siendo aplicada a algún dispositivo.
Señales de PWM son utilizadas comúnmente en el control de aplicaciones. Su uso
principal es el control de motores de corriente continua, aunque también pueden ser
utilizadas para controlar válvulas, bombas, sistemas hidráulicos, y algunos otros
dispositivos mecánicos. La frecuencia a la cual la señal de PWM se generará, dependerá
de la aplicación y del tiempo de respuesta del sistema que está siendo controlado. A
continuación, se muestran algunas aplicaciones y sus respectivas frecuencias:
Calentar elementos o sistemas con tiempos de respuesta lentos: 10-
100 Hz o superior.
Motores eléctricos de corriente continua: 5-10 kHz o superior.
Fuentes de poder o amplificadores de audio: 20-200 kHz o superior.
A continuación, se muestran algunos gráficos demostrando señales PWM con
diferentes ciclos de trabajo:
51
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52
2.4.2. Resolución del PWM
La precisión con la que se puede variar el ciclo de trabajo se conoce como la resolución
de PWM. Mientras mayor sea la resolución mayor será el rango de ajuste para el ciclo
del trabajo.
Un transistor de unión bipolar consiste en tres regiones de semiconductores dopados. Se
puede utilizar una pequeña corriente en la región central o base, para controlar una
corriente mayor que fluye entre las regiones extremas (emisor y colector). El dispositivo
puede ser caracterizado como un amplificador de corriente, el cual tiene muchas
aplicaciones en la amplificación y la conmutación.
Figura. 2.4.4 Transistor PNP y NPN
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El transistor como amplificador de corriente
La corriente de colector IC más grande, es proporcional a la corriente de base IB de
acuerdo con la relación IC =βIB, o de manera más precisa es proporcional al voltaje base-
emisor VBE. La pequeña corriente de base controla la mayor corriente de colector,
logrando una amplificación de corriente.
Figura 2.4.5. Corriente que circula por el Transistor
El par Darlington
En la configuración de par Darlington se conectan los colectores de dos transistores, y el
emisor del primero excita la base del segundo. Esta configuración logra la multiplicación
de como se muestra en los siguientes pasos. La corriente en el emisor del primer
transistor es
1 ≅ 11 − − − − − − − − − − − − − − − − − −(2.25)
Esta corriente de emisor se convierte en la corriente de base del segundo transistor,
produciendo una segunda corriente de emisor de
2 ≅ 21 = 121 − − − − − − − − − − − −(2.26)
54
Por consiguiente, la ganancia de corriente efectiva del par Darlington es
= 12 − − − − − − − − − − − − − − − − − (2.27)
= 12 − − − − − − − − − − − − − − − (2.28)
55
2.4.3 Circuito de Encendido de los LED´s
Para poder llevar a cabo el control de potencia se utilizó el PIC12F675 y el arreglo de
transistores ULN2803A, en la figura se muestra la configuración para el control de
potencia.
Figura 2.4.7 circuito control de potencia de los LED´s.
El PIC12F675 espera la señal de voltaje enviada por el control PID, esta señal varía entre
0 y 5 volts, mediante el modulo convertidor analógica digital se obtiene un ajuste de 255
niveles, lo que proporciona un amplio rango de ajuste para el controlador. La señal PWM
cuenta con un periodo de 16.6ms (equivale a una frecuencia de 60Hz en CA) este periodo
garantiza que el ojo humano no aprecie el parpadeo dando así la sensación de que
siempre están encendidos. Esta señal de PWM se envía al ULN2803A (arreglo de
transistores Darlington), que se encarga hacer la conexión atierra de cada led conectado
a canal correspondiente.
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2.5. Sistema de Persianas y regulación de la iluminación
El sistema que controla la posición de las persianas que regulan la cantidad entrante de
luz en una habitación se trata de un circuito seguidor de sol, el voltaje a la salida del
amplificador operacional es de 900 a 10, por lo cual, se realizó un divisor de tensión
a la salida del amplificador operacional para obtener un voltaje máximo de 5, que servirá
para lectura del microcontrolador maestro y de acuerdo a la lectura del voltaje enviara
una serie de datos a un microcontrolador esclavo encargado de generar pulsos para el
movimiento de los motores.
Figura 2.5.2. Circuito seguidor de Sol.
Seguidor de Sol
59
La forma en la que se alimenta el amplificador operacional con fuente simple se describe
en la siguiente figura. Las resistencias 1 y 2 forman un divisor de tención que sirven
para indicar el voltaje de referencia .
Figura 2.5.3. Polarización de un amplificador operacional con fuente simple.
= 12 ∗ 1
1 + 2 − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −(2.29)
Cuando la tensión de entrada sea mayor que la de referencia dará un número
positivo y por lo tanto la tensión de salida estará a nivel alto.
Cuando la tensión de entrada sea menor que la de referencia dará un número
negativo y por lo tanto la salida estará a nivel bajo (cercano a 0 voltios)
El valor de que hace que la salida del comparador conmute de 0 volts a nivel alto
viene dado por la expresión:
= ∗ (1 + 2
60
El valor de que hace que la salida del comparador conmute del nivel alto al nivel bajo
viene dado por esta otra expresión:
= ∗ (1 + 2
1 − − − − − − − − − −(2.31)
Tabla 2.5.1. Lectura de voltaje y salida digital del micro-controlador maestro.
Voltaje obtenido Descripción
< ≤ 0 0 Sube persiana
< ≤ 0 1 Ultima posición
≤ ≤ 1 0 Baja persiana
Otro Valor 1 1 Ultima posición
Al igual que el sistema de iluminación, el sistema de persiana tendrá la prioridad de
usuario por lo cual, es necesario agregar botones a la interfaz de ANDROID del
dispositivo móvil y, por medio de los caracteres ¨c¨ y ¨d¨ el usuario decide subir o bajar la
persiana.
61
Figura 2.5.5. Programación de la interfaz para controlar el toldo.
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2.5.1 Control de los motores a pasos de la persiana
Los motores paso a paso tienen un comportamiento del todo diferente al de los motores
de corriente continua. En primer lugar, no giran libremente por sí mismos. Los motores
paso a paso, como lo indica su nombre, avanzan girando por pequeños pasos. También
difieren de los motores de corriente continua en la relación entre velocidad y torque (un
parámetro que también es llamado "par motor" y "par de giro"). Los motores de corriente
continua no son buenos para ofrecer un buen torque a baja velocidad sin la ayuda de un
mecanismo de reducción. Los motores paso a paso, en cambio, trabajan de manera
opuesta: su mayor capacidad de torque se produce a baja velocidad.
Los motores paso a paso tienen una característica adicional: el torque de detención que
no existe en los motores de corriente c