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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA YELÉCTRICA
UNIDAD CULHUACAN
INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
ACADEMIA DE TITULACIÓN DE I.C.E.
Diseño e implementación de cerradura inteligente con clave
de
acceso, emisión de alarma y mensaje por WhatsAppNúmero de
registroTESINA
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
POR OPCIÓN CURRICULAR
PRESENTANC. Fernando Hernández FuentesC. Edgar Noguerón
Castañeda
C. Christian Lucio Rodríguez Hernández
ASESOR
Firma de revisiónIng. Felipe de Jesús Cruz Bautista
___________________
Ciudad de México Abril 2016
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INDICE 2
Índice de Figuras 4
Planteamiento del Problema 5
Justificación 6
Objetivo General 8
Objetivos Específicos 8
CAPÍTULO I Estado del arte.
1.1 Cerradura 10
1.1.2 La cerradura de puerta 11
1.1.3 Cerradura Electrónica 12
1.1.4 Cerradura Electromagnética 13
1.2 Arduino 15
1.2.1 Arduino Uno 17
1.3 Raspberry pi 19
1.3.1 Raspberry pi2 21
1.4 WhatsApp 22
1.5 Display LCD 23
1.6 WIFI 25
1.7 Teclado Numérico 27
1.8 Camara Fotográfica 28
1.9 Sirena de 12V 30
1.10 Relevador 31
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1.11 Sensor de Movimiento 33
1.12 Proyectos relacionados 35
Referencias Bibliográficas 36
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Índice de Figuras
Figura Titulo Pagina
1.1 Cerradura Primitiva 101.2 Cerradura Egipcia 111.3 Cerradura
de Linus Yale 121.4 Cerradura Electrónica 131.5 Cerradura Magnética
141.6 Contrachapa Eléctrica 141.7 Primer Placa de Arduino 161.8
Arduino Uno 171.9 Historia de Arduino 18
1.10 Logotipo de Raspberry 191.11 Raspberry Pi Modelo A 20
1.12 Raspberry Pi Modelo B 201.13 Raspberry Pi2 Modelo B 221.14
Logotipo WhatsApp 231.15 Pantalla LCD 251.16 Logotipo WIFI 271.17
Teclado Matricial 281.18 Camara de madera 281.19 Cámara Fuji 291.20
Camara RPI de 5 MP 301.21 Sirena Electica de 12V 311.22 Relevador
Antiguo 32
1.23 Relevador Actual 331.24 Sensor de Movimiento 34
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Planteamiento del Problema
En la zona departamental Cuemanco, con ubicación en Calzada del
Hueso
colindando con la UAM Xochimilco, se han incrementado la
cantidad de robos a
casa habitación poniendo en peligro a los habitantes de este
lugar así como su
patrimonio.
El periódico el Universal detalla que 75% de todos los delitos
del Distrito
Federal se concentraron en Coyoacán, con 22%; Gustavo A. Madero,
con 15%;
Iztapalapa con 14% repartiendo el otro 24% entre las demás
delegaciones.
Hoy en día vivimos en una sociedad en la cual son frecuentes los
robos a
casa habitación, por lo cual se han implementado varias medidas
de seguridad
como son cámaras, seguros de vivienda, vigilancia privada entre
otras, cabe
señalar que tienen altos costos y por si fuera poco afecta la
economía pues no
todas las persona puede pagar dichos servicios, puesto que la
delincuencia operacuando la casa se encuentra sola en el mejor de
los casos o en su defecto en la
presencia de los habitantes presentando daños físicos y
psicológicos que
repercuten en su salud.
Por esta situación se buscan nuevas alternativas de seguridad
que sean
confiables y con bajos costos por consiguiente al alcance de una
mayor cantidad
de familias, las cuales podrán tener la certeza de que su
patrimonio estará
protegido cuando estén fuera de casa.
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Justificación
Debido a la problemática que se presenta en la zona
departamental
Cuemanco, así como en todas las casas habitación del Distrito
Federal, se diseña
e implementa esta cerradura como sistema de seguridad. La cual
contará con
teclado matricial, circuitos protectores y Display LCD, que
mostrara el menú de
la cerradura, esta tendrá una contraseña numérica (puesta por el
propietario) y
alarma de 12V (tipo sirena) la cual se programara en caso de que
un intruso
pretenda entrar a la casa, por otro lado funcionara mediante
tarjetas Arduino Uno
y Raspberry pi2.
El circuito consistirá en dos partes las cuales estarán
comunicadas entre sí. La
primer parte constara de la tarjeta Arduino Uno, esta se
encargara del
funcionamiento de la cerradura, mandara una señal para activar
la alarma en caso
de que la contraseña sea incorrecta teniendo un límite de tres
intentos, por otra
parte tendrá la capacidad de activar la segunda parte del
sistema de seguridad.Ésta será una tarjeta Raspberry pi2 la cual
mandara un mensaje a través de
WhatsApp al celular del dueño o jefe de familia para informar
que alguien intenta
entrar a su casa.
En caso de que la contraseña sea incorrecta se enviara un texto
con la
siguiente leyenda “CERRADURA BLOQUEADA”, además de una foto de
lapersona que intenta entrar a la vivienda. Esto se realizara por
medio de una RPI
Cámara Board de 5 Mp conectada a la Raspberry pi, que se
activara al apretar
cualquier botón del teclado, dando la indicación de captura de
foto y envió de
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mensaje. En caso que la contraseña sea correcta se mandara un
WhatsApp con
la leyenda “LA CERRADURA SE HA ABIERTO”. Además de una foto de
la
persona que abrió.
Finalmente se podrá abrir a cualquier distancia en caso de que
el
propietario así lo disponga, esto se logra gracias a la
interconexión de la
Raspberry pi2 con el Arduino Uno. En este caso la Raspberry pi2
recibirá un
mensaje con la clave a través de WhatsApp, esta activara la
cerradura siempre y
cuando la contraseña sea correcta, de lo contrario enviara un
mensaje de error,
teniendo como límite tres intentos.
Con el implemento de este sistema el propietario tendrá la
certeza de que
su vivienda estará monitoreada las 24 horas del día por él,
pudiendo avisar a las
respectivas autoridades si alguien accede a su casa sin su
consentimiento.
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Objetivo General
Diseñar e implementar una cerradura inteligente, usando
módulos
Raspberry pi2 y Arduino Uno, para el control de seguridad, en
acceso a una casa
habitación, por medio de WhatsApp.
Objetivos Específicos
1. Diseñar una cerradura electrónica así como sus componentes
(Arduino
Uno, Teclado Matricial, Display LCD, alarma (tipo sirena),
contrachapa
eléctrica, RPI cámara de 5 MP, Raspberry pi2).
2. Realizar programación de código de 4 dígitos y mensaje que se
enviara a
celular, con ayuda de minicomputadora Raspberry pi2.
3. Implementación de apertura y envió de WhatsApp
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CAPITULO I
ESTADO DEL ARTE
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10
1.1. Cerradura
La cerradura moderna tiene su origen en el pasador horizontal de
madera.
Que acoplado a la parte posterior de la puerta se hacía deslizar
mediante una guía
para encajar en un orificio, que se practicaba en un marco. El
pasador se movía
por un agujero desde afuera para liberarlo de los enganches
utilizando un pedazo
de metal curvo con un mango recto que hacía la función de llave
impidiendo que el
pasador o la barra se deslizaran, otra opción era el hacer un
orificio vertical en la
parte superior del marco en la cual se insertaba una cuña. La
función de la llave
era mover la cuña, levantándola, para dejar en libertad al
pasador.
Los egipcios construyeron el mismo tipo de cerradura, pero con
un número
mayor de cuñas. Los romanos, se basaron en la misma cerradura
que los
egipcios, haciendo más pequeñas las clavijas, estas recibían la
presión de un
resorte, e hicieron un pasador hecho de bronce.
Figura 1.1 Cerradura Primitiva
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En la antigua Grecia comenzaron a desarrollarse cerraduras que
resultaron
ser altamente efectivas. Pero poseían una llave muy grande la
cual se llevaba al
hombro como si se tratara de una pesada herramienta.
En la Edad Media los cerrajeros lucharon por lograr una
cerradura
inviolable, ya que los ladrones las burlaban fácilmente, tras la
invención de las
primeras armas de fuego, por otra parte los cerrajeros indios
adoptaron "el cerrojohindú rompecabezas", el cual tenía forma de
pájaro, escondía el ojo de la
cerradura en una de las alas, lo que transformaba el mecanismo
en un acertijo.
1.1.2. La cerradura de puerta
Es en el siglo XVIII, en Inglaterra, con la aparición de la
cerradura de puerta
comienza el verdadero proceso de tecnificación de los sistemas
de seguridad. En
1851 el cerrajero norteamericano Alfred Hobbs desafió a los
ingleses afirmando
que podía abrir cualquier cerradura inglesa, pero que ningún
cerrajero inglés
Figura 1.2 Cerradura Egipcia
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podría abrir una de sus cerraduras. Efectivamente su afirmación
fue correcta ya
que ningún cerrajero ingles pudo abrir la cerradura de
Hobbs.
Ese mismo año Linus Yale obtuvo la patente de su primera
cerradura para
bancos. Continuando su búsqueda, hasta que en el año 1862 en
Nueva York
donde inventó la cerradura de cuadrante secreto o combinación,
que habría de
transformar su apellido en un auténtico sinónimo de la palabra
llave.
1.1.3. Cerradura Electrónica
La cerradura electrónica es la última innovación en la historia
de las
cerraduras. Es un sistema de bloqueo que opera mediante
corriente eléctrica,
pueden ser independientes o conectadas a un sistema de control
de acceso.
Figura 1.3 Cerradura de Linus Yale
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La mayoría de las cerraduras utilizar claves, tarjetas o
reconocimiento
biométrico (facial y huella dactilar) para activar el sistema de
apertura. La
contraseña o clave es probablemente el sistema de autenticación
más utilizado en
estos mecanismos de seguridad. Algunas cerraduras ofrecen un
teclado
incorporado así como un sistema audible en respuesta a cada
pulsación realizada,
la longitud de la combinación generalmente va desde los cuatro a
seis dígitos.
1.1.4. Cerradura Electromagnética
Existen diversos tipos de cerraduras electromagnéticas las
cuales fueron
inventadas entre el año 2000 hasta la actualidad entre ellas
existen las que seaccionan a través e botón, también existen las
famosas cerraduras de unión que al
pasarse una corriente a través de un metal conductor, que
contienen cada placa,
se puede adquirir una fuerza de unión de hasta 250 Kg entre las
dos placas.
Figura 1.4 Cerradura Electrónica
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La contrachapa es un derivado de la cerradura electromagnética
estacerradura tiene su origen en España según patentes adquiridas
en los años 2014
por el señor Andreu Xaus. La mayoría de estas cerraduras
trabajan con un voltaje
de 12v a 24v y una corriente que va de los 250 mA a los 2A.
Figura 1.5 cerradura Magnética
Figura 1.6 Contrachapa Eléctrica
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1.2. Arduino
Surge en Italia en el año 2005 como un proyecto de Diseño basado
en la
idea de un estudiante llamado Massimo Banzi del Instituto de
IVREA. Este
proyecto tenía como objetivo el brindar facilidad de manejo para
los estudiantes
además de un precio muy accesible.
El nombre de Arduino fue adoptado en honor al rey europeo (año
1002 d.C)
la idea fue de Massimo Banzi estudiante del instituto IVREA.
Otro fundador
importante fue el profesor Casey Reas, el quien impartía clases
en el mismo
instituto, el ayudo a estructurar el hardware. Poco a poco se
fueron integrando
más a su equipo de trabajo entre ellos un alumno de la
Universidad de Colombia
el cual ayudando a la programación del procesador de la placa
junto con la
colaboración de David Mellis que tiempo después realizo mejoras
a la interfaz del
software.
Un estudiante español llamado David Cuertielles, que se
especializaba en
circuitos y computadoras, ayudo a mejorar la interfaz de
hardware de la placa para
esto Banzi se concentró en brindar más soporte y mejorar la
memoria de su
lenguaje de programación anexando microcontroladores.
El estudiante de Estados Unidos Tom Igoe, que realizaba su
tesis, se
enteró de que estaban realizando un trabajo para una plataforma
de open-source
(código abierto) para una placa de microcontroladores pre
ensamblado fue al
Instituto IVRAE para investigar en que se trabajaba. Al regresar
a su país,
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Massimo Banzi lo invito a que se uniera a su equipo de trabajo
para mejorar
Arduino.
Cuando pensaron que la placa estaba terminada y lista para
promoverla,
empezaron a distribuirla gratuitamente dentro del Instituto en
las facultades de
electrónica, computación y diseño.
Gianluca Martino, un publicista, fue llamado para poder
promocionar el
proyecto “ Arduino” en el mismo campus del Instituto. Gianluca
Martino
promocionaba la placa con amigos y conocidos, poco tiempo
después vieron que
era de mucho agrado entre los alumnos y maestros del
Instituto.
Se realizaron 200 placas de las cuales se vendieron 50 al
Instituto de
Diseño Interactivo y otras 50 más a la Universidad K3 de Malmo
(Suecia), con el
cual recuperaron el capital invertido. Las primeras placas que
vendieron, tenían el
precio de 1€.
Figura 1.7 Primer Placa de Arduino
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Después de un breve tiempo, Arduino tuvo gran aceptación por
parte del público,
distribuyéndose en Italia y España, convirtiéndose en una de las
mejores
herramientas de aprendizaje para desarrollo de proyectos y
prototipos de
electrónica.
1.2.1 Arduino Uno
El software de Arduino (IDE) junto con la placa Arduino Uno que
fue la
primera de una de serie de placas USB y el modelo de referencia
para la
plataforma Arduino de una extensa lista de las tarjetas
actuales. Es una placa
electrónica que se basa en el ATmega328P. Cuenta con 14 pines
de
entrada/salida (seis se pueden utilizar para salidas de PWM),
consta de 6 entradas
analógicas, 1 cristal de cuarzo, conector de alimentación, una
conexión USB, una
jefe ICSP y botón de reinicio.
La tarjeta Arduino Uno se diferencia de todas las placas
anteriores en que
no utiliza el chip controlador FTDI USB-a-serie. En lugar de
ello, se cuenta con el
Atmega16U2 (Atmega8U2 hasta la versión R2) programado como un
convertidor
de USB a serie.
Figura 1.8 Arduino Uno
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Figura 1.9 Historia de Arduino
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1.3. Raspberry Pi
El proyecto nace en Inglaterra en el año 2006, Desarrollado en
la
Universidad de Cambridge su misión era fomentar la enseñanza de
computación
para niños pero es hasta el 2012 cuando sale a la venta.
Raspberry Pi, es una herramienta para el aprendizaje de
electrónica y
programación. En Calcedcote, South Cambrigeshire, Reino Unido se
funda en el
año 2009. La Fundación Raspberry Pi, es una asociación regulada
por la Comisión
de Caridad de Inglaterra y Gales, su objetivo es que los niños
entiendan el uso de
los ordenadores. David Braven a quien se le ocurrió el proyecto
era un
desarrollador de videojuegos. Eben Upton es el cofundador,
trabajo para la
empresa Broadcom, fue el principal responsable de la
arquitectura del Software y
Hardware de la Raspberry Pi.
Figura 1.10 Logotipo de Raspberry
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El primer prototipo que hicieron se basó principalmente en ARM,
que fue
montado en un paquete del mismo tamaño de una memoria USB.
Constaba de un
puerto USB en un extremo y por el otro extremo un puerto HDMI.
En año del 2011,
se produjeron 50 placas Alpha del primer modelo (Modelo A). En
diciembre de ese
mismo año, se fabricaron 25 placas Beta del modelo B. En la
primera semana de
diciembre del 2011 se ofertaron 10 placas en eBay, mucha gente
se interesó en la
compra de la Raspberry Pi y los servidores web de la fundación
tuvieron un
colapso.
Figura 1.11 Raspberry Pi Modelo A Figura 1.12 Raspberry Pi
Modelo B
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Se mandó a fabricar a Taiwán China un lote inicial de 10,000
placas, esto
con el fin de que se tuviera un precio costeable para los
desarrolladores de la
RaspBerry Pi. En el año del 2012 ya habían registrado ventas de
20,000 placas en
septiembre de ese mismo año se empezó a fabricar en Reino Unido,
en una planta
de Sony en la cual se fabricarían 30,000 placas cada mes.
El modelo A se lanzó el 4 de febrero del 2013, y tenía 256Mb de
RAM, pero
no tenía puerto de Ethernet a un precio más accesible que el
modelo B.
Sus primeros diseños de Raspberry Pi se basaron en el micro
controlador Atmel
ATMEGA64.
1.3.1. Raspberry Pi2
A principios del año del 2015 se anunció que se lanzaría al
mercado la
evolución de una nueva placa de Raspberry Pi, seria llamada
Raspberry Pi 2
(Modelo B), la cual es la segunda generación de Raspberry
Pi.
Raspberry Pi2, contiene 4 puertos USB, 40 pines GPIO, puerto
lleno de
HDMI, un puerto de Ethernet, conector de Audio 3.5 mm y video
compuesto,
interfaz de cámara (CSI), interfaz de pantalla (DSI), ranuras
para tarjeta micro SD,
Video Core IV 3D núcleo de gráficos. Tiene una memoria RAM de
1GB. Tiene un
procesador ARMv7, puede ser ejecutado con su gama de
distribuciones ARM
GNU/Linux, Snappy Ubuntu Core y Microsoft 10. Se parece
fisicamente a la
primera Modelo B y es compatible con ella que es Raspberry Pi
1.
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1.4. WhatsApp
Esta aplicación nace en el año 2009, el nombre surge de una
expresión
que se utiliza en Norteamérica What´s up?, que traducida al
español seria ¿Qué
tal? O ¿Cómo estás?, y App es de la palabra inglesa que es
abreviatura de
aplicación.
Jan Koum nacido en Ucrania, fue uno de los creadores de esta
gran
aplicación de mensajería, se especializo en Informática en la
Universidad de
Silicón Valley, trabajo en Yahoo, ahí conoció a Brian Acton con
el cual se unió con
la idea de crear una aplicación de mensajería para facilitar el
contacto entre
personas, a un bajo costo y sin la molesta publicidad. Para esto
Koum pidió dinero
prestado a inmigrantes rusos de su región para poder empezar a
desarrollar la
aplicación.
Figura 1.13 Raspberry Pi2 Modelo B
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En el año 2011 lanzan la versión para Windows Phone, saliendo al
mercado
un año después la versión para Android, esta tenía la
característica de enviar fotos
aumentando la utilidad de la aplicación. En el año 2013 whatsApp
tenía 400
millones de usuarios y en Febrero del 2014 Marck Zuckerberg
decidió comprar
WhatsApp, comprándolo en 21,000 millones de dólares ante el
miedo a perder
usuarios en su red social.
1.5. Display LCD
En gran Bretaña en 1888 el botánico Friedrich Reinitzer al
estudiar el
colesterol en las plantas descubrió que al calentar benzoato de
colesterol pasaba
a un líquido turbio y al seguir calentando la substancia pasaba
a un líquido
transparente. Pero fue hasta 1889 cuando el cristalógrafo alemán
F. Lehmann
quien dio el término de cristal líquido al descubrir que el
líquido turbio intermedio
entre la fase cristalina y el líquido transparente poseía
propiedades ópticas y una
estructura molecular similar a la de un cristal sólido.
Figura 1.14 Logotipo WhatsApp
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En 1968 George Harry Heilmeier ingeniero estadounidense hace la
primera
descripción de un panel de cristal líquido, basaba en el
fenómeno de dispersión
dinámica, en la cual se inducia una corriente eléctrica a un
cristal líquido causando
la división del material en dominios de ejes aleatorios. Al ser
estos dominios
ópticamente asimétricos, dispersan la luz, volviéndose opacos
Esto presentaba un
potencial para la creación de paneles electrónicos,
En 1979 describieron las características de un TFT que
encajaban
perfectamente con los requerimientos de celdas de cristal
líquido, con una tensión
de estado OFF muy baja y relaciones de ON/OFF, así las bases
para los paneles
TFT-LCD1 modernos.
Ya en los años 70 y 80 se utilizaban diversos componentes como
lo son
Display de 7 segmentos para mostrar letras y números, en el año
2000 el
lanzamiento de las primeras pantallas LCD trajo consigo una
mayor calidad en los
aparatos así como una manera más eficiente de escribir
palabras
En el mercado podemos encontrar distintos Display alfanuméricos
los
cuales poseen diferentes longitudes de espacio para caracteres,
los más comunes
son los de 8, 16, 20, 24, 32 y 40 caracteres en versiones de 1 o
2 líneas. En el
caso del Display LCD de 16x2 dispone de terminales para
controlar el brillo de la
pantalla (BLAC,BLK), una terminal para controlar la intensidad
de los caracteres
(V0), 8 entradas de datos (DB0-DB7)los cuales van del menos
significativo al más
significativo de izquierda a derecha.
1 TFT LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) es una
variante de pantalla de cristal líquido
(LCD) que usa tecnología de transistor de película delgada para
mejorar su calidad de imagen.
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1.6. WiFI
WiFi es una tecnología inalámbrica que se usa para conectar e
intercambiar
información entre equipos electrónicos, sin tener la necesidad
de conectar
mediante cables físicos. La tecnología WiFi pertenece al
conjunto de la tecnología
Wireless (sin cables), es usada en componentes electrónicos como
lo son
Smartphones, tabletas, computadoras de escritorio y portátiles,
en consolas de
videojuegos, con el WiFi podemos entrar a una red y establecer
comunicación
entre dispositivos con acceso a internet.
Su origen se data desde el año 1880 con Alexander Graham Bell y
Charles
Summer Tainter que fueron los inventores del fotófono, fue el
primer aparato sin la
necesidad de los cables, esto servía para enviar sonido mediante
luz. 8 años
después Rudolf Hertz un físico alemán uso las ondas de radio
para poder realizar
la primera comunicación inalámbrica.
Figura 1.15 Pantalla LCD
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La primera red de área local inalámbrica la diseñaron
investigadores
americanos en 1971 y la llamaron ALOHAnet, esta red WLAN
comunicaba
diferentes computadoras ubicados en las islas de Hawai, y
utilizaba ondas de
radio para poder comunicarse entre sí.
En el año de 1985 en Estados Unidos la Comisión de
Comunicaciones, se
estableció que las características para poder disponer de una
red inalámbrica y
asigno las frecuencias en las que se podía trabajar la
tecnología WiFi que se
usaría para diferentes tipos de campos como lo son medico
científico e industrial.
Para 1991 las velocidades de transmisión era realmente baja del
orden de
5 mb/s, en esas misma época empresas como AT&T y NCR
desarrollo la base
estándar 8.02.11 para establecer la normativa en comunicaciones
inalámbricas.
Para 1993 se implementa una tecnología del sector astrofísico
desarrollada por el
ingeniero Jhon O Sullivan en redes inalámbricas para poder
alcanzar velocidades
eficientes de transmisión.
En el año de 1997 se lanzó el estándar 802.11 por IEEE(Instituto
de Ingeniería
Eléctrica y Electrónica), y en 1999 diferentes empresas como
Nokia, empresa
Finlandesa fabricaba teléfonos y era líder en el ramo, otra
empresa fue también
Symbol Technologies, esta empresa americana desarrollaba
soluciones
inalámbricas, crearon la asociación sin fines de lucro WECA para
fomentar el
desarrollo de dispositivos electrónicos que fueran compatibles
con el estándar
802.11, que ya para el año 2003 se cambió por el nombre de Wi-Fi
Alliance.
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1.7. Teclado numérico
El primer teclado registrado en la historia corresponde al año
1867 cuando
Cristopher Sholes inventó la primera máquina de escribir
comercial. Fue inventada
para facilitar la escritura, al darse cuenta que con el uso de
la maquina se podía
escribir más rápido y legible.
En 1948 en Estados unidos, Western Electric realizó una serie de
pruebas
modificando uno de los aparatos telefónicos de Bell Labs con un
teclado de diez
pulsadores dispuestos en dos filas. Al pulsar cualquiera de las
teclas, se producían
dos tonos por cada dígito. Años más tarde en la década de los
60s se adiciono el
signo numeral y el asterisco a los teléfonos de teclado así como
un grupo deteclas para selección de menús etiquetadas como "A",
"B", "C" y "D".
Figura 1.16 Logotipo WIFI
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1.8. Cámara Fotográfica
La primera cámara portátil fue construida por Johann Zahn en
1685.
Durante los años posteriores las cámaras fueron mejorando el
enfoque, más no en
el diseño de Zahn. Ya para el año 1829 Joseph Nicephone Niepce
fotógrafo
francés fue el primer fotógrafo en utilizar una cámara hecha de
madera, fabricada
por Charles y Vincent Chevalier en parís.
Figura 1.17 Teclado Matricial
Figura 1.18 Camara de madera
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Entre los años 1860 y 1880, las cámaras podían tener cuatro o
más
objetivos, para obtener varios retratos en un mismo negativo de
vidrio.
En 1907 en Francia se pusieron a disposición del público los
primeros
materiales comerciales de película en color, las cuales
consistían en unas placas
de cristal llamadas Autochromes Lumière en honor a los franceses
Auguste y
Louis Lumièrelos.
En 1925 Leica crea la primera cámara que tiene ayudas en el
enfoque y el
cálculo automático de la velocidad de exposición y apertura del
diafragma. Años
más tarde apareció la película a color Kodachrome en 1935 y un
año después
Agfacolor, con las que se conseguían trasparencias o
diapositivas en color.
En 1975 Steve Sasson invento la primera cámara digital en blanco
y negro.
Y en el año 1988 Fuji crea la primera cámara fotográfica digital
que registraba
imágenes en un archivo de computadora la cual tenía la
posibilidad de grabar en
una tarjeta de memoria interna de 16 MB y utilizaba una batería
para mantener los
datos en la memoria.
Figura 1.19 Camara Fuji
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En el año 2012 Raspberry pi lanza su cámara RPI de 5 MP para el
uso
exclusivo de la microcomputadora. Actualmente Raspberry pi
cuanta con cámaras
de 14 MP, las cuales se pueden encontrar de tipo normal o con
infrarrojo.
1.9. Sirena de 12v
La sirena acústica fue inventada por el físico francés Charles
Cagniard en
1819, le dio este nombre en recuerdo de las sirenas de la
mitología griega. Las
sirenas modernas tienen diversos usos pero en su mayoría son
usadas para
alertar a la gente de un ataque aéreo, algún tornado o
terremoto, o de alguna
emergencia, por lo mismo diversos transportes del servicio civil
cuentan con una
sirena, como lo son; ambulancias, coches de policía y camiones
de bomberos.
La sirena electrónica de última generación utiliza altavoces muy
potentes que
permiten una mayor audibilidad. Algunos incluso han llegado a
200 vatios de
Figura 1.20 Camara RPI de 5 MP
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potencia y se pueden integrar en el techo del vehículo o en el
motor., además de
utilizar un bajo voltaje y no necesitar un mantenimiento
constante.
1.10. Relevador
En 1835 en Estados Unidos el físico Joseph Henry inventa el rele
o
relevador el cual es un dispositivo electromecánico, que
funciona como un
interruptor controlado por un circuito eléctrico, en el que por
medio de una bobina
y un electroimán, se accionan unos contactos que permiten abrir
o cerrar otros
circuitos eléctricos independientes.
El relevador de impulso fue patentado por el francés Piero
Giordano en
1949, es un dispositivo electromecánico que simplifica la
instalación eléctrica. Con
el relé de impulso es posible controlar la iluminación por medio
de pulsadores,
como los que se usan en timbres y otras aplicaciones.
Figura 1.21 Sirena Electica de 12V
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El relevador es capaz de controlar un circuito de salida de
mayor potencia
que el de entrada, puede considerarse en un amplio sentido, como
un amplificador
eléctrico. El rele fue usado como repetidor en los tiempos de la
telegrafía ya que
con su ayuda se amplificaba la señal de entrada a través del uso
de pilas.
Otro uso que se le da al rele es la protección de diversos
circuitos esto se
debe a que puede accionar fuentes externas, en el caso de los
microcontroladores
y microprocesadores son muy usados.
Figura 1.22 Relevador Antiguo
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1.11. Sensor de Movimiento
El termostato ambiental eléctrico fue patentado en el año de
1883 por
Warren S. Johnson en Estados Unidos, este termostato es
considerado por
muchos como el primer sensor moderno, trabajaba a través de la
medición de latemperatura.
En cuanto a los sensores infrarrojos, se tiene que han existido
desde finales
de la década de 1940, se dice que tuvieron gran utilidad durante
la segunda
guerra mundial, pero se han hecho más populares en los últimos
años. En 1950
Samuel Bagno inventó el primer sensor de movimiento, el cual fue
usado para unsistema de alarma. Este dispositivo funcionaba a
traves frecuencias ultrasónicas.
En 1958 en Estados Unidos se inventa el interruptor de
proximidad en el
laboratorio Mannheim, propiedad de Pepperl Fuchs, es uno de los
componentes
Figura 1.23 Relevador Actual
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electrónicos más antiguos usados en el campo de la
automatización. Al igual que
los demás sensores, se ha actualizado continuamente a lo largo
de los años, para
mantenerse a la par con las exigencias actuales.
En la década de 1970, se inicia la producción de sensores
infrarrojos combinados,
Al mismo tiempo, otros acontecimientos importantes de tecnología
fue la
fabricación del silicio, la cual dio lugar a materiales de
siliciuro de platino (ptsI), los
cuales fueron usados como sensores de alta resolución.
Ya en la década de 1990, se tiene el nacimiento de la segunda
generación de
detectores infrarrojos. Estos detectores utilizan TDI, para los
sistemas de
exploración, en los sistemas de la mirada, y además vienen en
formatos
cuadrados y rectangulares. Años más tarde con las nuevas
tecnologías
empleadas fue posible desarrollar la tercer generación de
sensores infrarrojos, a
principios de los años 2000.
Figura 1.24 Sensor de Movimiento
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