PROYECTO T-MONITOR

JAVIER GOMEZ G11NL14JAVIER - MECATRONICASOFIA PERALTA G11NL29SOFIA - MECATRONICA

CRISTIAN RIAÑO G10NL34ALEXANDER - ELECTRONICAJHON LOPEZ G11NL20JHON - SISTEMAS

TEL. 2045220CEL. 3006941258

BRAYANN GONZALEZ G10NL17BRAYANN - MECATRONICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICAFUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

BOGOTÁ D.C.2011

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

1. Definición del Problema

2. Solución propuesta

3. Análisis Técnico

4. Gestión del Alcance

5. Gestión del Tiempo

6. Gestión de Costos

7. Gestión de Riesgos

8. Control de Cambios

9. T-Monitor & Fundamentos de Electricidad y Magnetismo

INTRODUCCIÓN

T-Monitor es un proyecto que tiene por objeto analizar el comportamiento de la temperatura ambiente en diferentes lugares de la ciudad de Bogotá, la temperatura ambiente es una variable que depende de muchos factores tales como presión, altura, ubicación geográfica, variaciones de la actividad solar, entre otros.

A través de sensores distribuidos en la ciudad se quiere tener un registro de la temperatura en diferentes instantes de tiempo y a partir de esos datos hacer una análisis de cómo es el comportamiento de la temperatura en función de la localización (primordialmente) y a mediano plazo desarrollar modelos que permitan predecir el comportamiento de la temperatura en función de las variables controladas.

La temperatura puede tener varias definiciones dependiendo del contexto y la ciencia desde la cuál se encuentre el observador. “ En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía sensible de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).” (Wikipedia)

En meteorología la temperatura es una característica muy importante del ambiente y se define como: “Los cuerpos están constituidos por moléculas que se hayan en movimiento continuo. Al calentar un cuerpo, aumenta este movimiento interior, convirtiéndose en desordenado y dando lugar a que las moléculas choquen unas contra otras, produciéndose, por estos choques, un aumento de calor dentro del cuerpo que por conducción se transmite por todo él.

En definitiva, la energía que da lugar al movimiento de las moléculas es lo que se llama calor. La medida de esta actividad molecular la denominamos Temperatura. El concepto de temperatura es tan impreciso que realmente no existe una definición satisfactoria, puesto que todas ellas parten de una sensación fisiológica del cuerpo humano.

Para graduar la temperatura se recurrió a observar la dilatación y la contracción que sufren algunos cuerpos al calentarse y al enfriarse, y se eligió el mercurio para tal propósito. este encerrado en un tubo capilar con una escala graduada constituye el termómetro, con el cual se gradúa, ya que no se mide la temperatura.

Se establecieron unos llamados puntos fijos o puntos de referencia; Celsius marco un 0 a la temperatura del hielo fundente y 100 a la de la ebullición del agua y dividió estos intervalos en cien partes iguales, de las cuales cada una se llama grado centígrado o celsius, denominándose la escala centígrada.

En los países sajones se utiliza la escala Fahrenheit. Al punto de fusión del hielo se le asigna el valor de 32º y al de ebullición del agua 212º.

En el Sistema Internacional de Medidas la unidad de temperatura es el grado Kelvin (ºK). Esta escala no tiene unidades negativas. El cero absoluto corresponde a una temperatura de -273 ºC, donde los objetos ya no desprenden nada de calor.” (http://www.aviacionulm.com/meteotemperatura.html)

Con el proyecto se busca tener la base de datos más grande del país con información en tiempo real de la temperatura (inicialmente en la ciudad de Bogotá) y brindar esa información al público en general de forma gratuita, teniendo en cuenta que esta información es controlada por el IDEAM y que acceder a ella en la actualidad tiene un costo.

Por otro lado es importante destacar que nos hemos vinculado a este proyecto como parte de la asignatura de fundamentos de electricidad y magnetismo, por lo que uno de los principales objetivos de su desarrollo es relacionar los conceptos aprendidos con las herramientas para medir la temperatura y las variables que pueden influir en el comportamiento de la temperatura.

OBJETIVOS

Objetivo General

Registrar, integrar y analizar la información de la temperatura en un lugar específico de la ciudad de forma continúa con el fin de estudiarla y ofrecer a la comunidad académica y al público en general información sobre las condiciones del ambiente (esencialmente temperatura) en tiempo real y con disponibilidad de tiempo completo.

Objetivos Específicos

Desarrollar una herramienta para capturar datos del ambiente en tiempo real.

Desarrollar un mecanismo efectivo para registrar, analizar y almacenar de forma centralizada la información obtenida.

Proponer estrategias para estandarizar y centralizar la información obtenida por los diferentes grupos.

Colaborar a los demás grupos que se han vinculado al proyecto.

Relacionar el desarrollo del proyecto con los conceptos adquiridos en el curso fundamentos de electricidad y magnetismo.

1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

En la actualidad el IDEAM, algunas universidades e instituciones públicas y los medios de comunicación masiva son los únicos que cuentan con instrumentos para medir la temperatura en el país, pero ellos obtienen la información en pocos lugares y la brindan para el país en general y de forma bastante informal.

La temperatura es un factor ambiental que afecta la vida social, económica y cultural de nuestro país, y por eso es urgente la necesidad de monitorear en tiempo real y desde diferentes lugares el comportamiento del mayor número de factores ambientales posibles (temperatura, dirección y fuerza del viento, intensidad solar, presión, humedad, etc) teniendo en cuenta que por la ubicación geográfica de nuestro país contamos con un clima variado y diverso.

Por otro lado es indispensable que esta labor sea desarrollada en un escenario académico para darle mayor objetividad e imparcialidad a la información obtenida y además poder brindar dicha información a las personas que la necesitan sin ningún costo.

La justificación del proyecto se apoya en la presente definición del problema y en la participación activa de los diferentes StakeHolders quienes se han vinculado al proyecto por sus intereses particulares que van desde el aprendizaje práctico hasta la contribución académica y desde participar en una experiencia de laboratorio hasta contribuir con la sociedad.

2. SOLUCIÓN PROPUESTA

Como estudiantes de la Universidad Nacional de Colombia tenemos un compromiso con la sociedad, por eso queremos asumir el proyecto con responsabilidad y sentido de pertenencia para que se puedan cumplir los objetivos propuestos y poder contribuir no solo al proyecto sino también a la universidad y a la comunidad en general.

Durante el semestre tuvimos la oportunidad de observar cuales podrían ser los diferentes mecanismos para medir la temperatura y después de varias reuniones hemos decidido adquirir un equipo de medición (arduino) y a través de este realizar el registro de los datos, para luego analizarlos y enviarlos al grupo de investigación Argos vinculado al Departamento de Física y la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia.

Bueno una vez definimos el qué vamos a hacer entonces procedemos a definir el cómo lo vamos a hacer para ello hemos formulado este proyecto con el fin de hacerlo de manera formal y siguiendo una estructura y secuencia organizada.

El proyecto consta de los siguientes 7 ejes:

1. Análisis Técnico: En donde se sustenta la viabilidad técnica.

2. Gestión del Alcance: En donde se definen los límites del proyecto

3. Gestión del Tiempo: En donde se planean y controlan las actividades que se van a desarrollar antes y durante la ejecución del proyecto.

4. Gestión de Costos: En donde se analiza la viabilidad económica.

5. Gestión de Riesgos: En la que se hace un análisis de los riesgos que se pueden presentar y se proponen estrategias para administrar dichos riesgos.

6. Control de Cambios: Donde se propone el protocolo y los parámetros para realizar cambios al proyecto

7. T-Monitor & Fundamentos de Electricidad y Magnetismo: Donde se relacionan los conceptos de la asignatura con el desarrollo del proyecto.

3. ANÁLISIS TÉCNICO

Como primer componente de desarrollo del proyecto evaluamos las condiciones técnicas sobre las cuales vamos a desarrollar el proyecto y de acuerdo a esto proponemos los pasos a seguir.

El elemento que vamos a utilizar para tomar los datos es el arduino el cual es:“Arduino es una plataforma de hardware libre basada en una sencilla placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring. Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software del ordenador (por ejemplo: Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente.Las plataformas Arduino están basadas en los microcontroladores Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 y otros similares, chips sencillos y de bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños.Al ser open-hardware, tanto su diseño como su distribución es libre. Es decir, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia” (Wikipedia).

Para el correcto desarrollo del proyecto es necesario contar con un computador personal que se pueda conectar a internet por lo menos una vez al día, un software para controlar el dispositivo y una persona que se encargue de realizar la tarea de manejar y vigilar el arduino.

Para el software hemos estudiado algunas alternativas: La primera es manejar la información a través de archivos de Excel y la segunda es conectarse a la plataforma pyduino para enviar los datos de forma más directa. Por razones de eficiencia e integridad de los datos hemos optado por escoger la segunda.

Para medir la temperatura utilizaremos el sensor LM35 que “es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.

La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto: +1500mV = 150ºC+250mV = 25ºC 550mV = -55ºC”(http://www.x-robotics.com/sensores.htm#LM35)

4. GESTIÓN DEL ALCANCE

Por la sencillez del proyecto podemos determinar que su alcance es fácil de determinar, el primer factor que vamos a tener en cuenta es el factor económico, puesto que todos los integrantes del grupo somos estudiantes y no contamos con fuentes de ingresos propios hemos determinado que el proyecto no debe superar los $100.000 en costos de iniciación y otros $100.000 pesos en costos de desarrollo y mantenimiento.

El siguiente factor que hemos determinado es el tiempo, por la naturaleza del proyecto se requiere su continuidad a largo plazo y por lo tanto no se define un límite de tiempo para su culminación.

Como pueden presentarse diferentes eventualidades los integrantes del equipo asumen con responsabilidad el desarrollo del proyecto y éste seguirá vigente hasta que ninguno de los miembros del equipo pueda hacerse cargo en cuyo caso se buscará la forma de cederlo antes que acabarlo.

5. GESTIÓN DEL TIEMPO

Para efectos prácticos se considera que las etapas de desarrollo y evaluación son iterativas.

Figura 1. Estructura de Desglose de Trabajo del Proyecto

Figura 2. Actividades y responsables.

6. GESTIÓN DE COSTOS

Los costos del proyecto se presentan en la siguiente tabla

Concepto ValorArduino $80.000Cable USB $5.000Sensor LM35 $5.000Gastos de Mantenimiento $30.000Total $120.000

Como ninguno de los objetivos del proyecto tiene fines lucrativos no se analizan indicadores de viabilidad como: VPN, TIR, Relacion Costo Beneficio.

7. GESTIÓN DE RIESGOS

7.1. Identificación

Identificación de Riesgos

Tecnología

los equipos existentes en donde se implementara el proyecto pueden no poseer la tecnología (arquitectura, sistema operativo, etc.) necesaria para que el proyecto opere adecuadamente

Pérdida de la información registrada o enviada

Personal

Falta de Disposición de tiempo para que los integrantes del equipo de trabajo se reúnan para el desarrollo del proyecto

Pelea entre los integrantes del grupo de trabajan en el desarrollo del proyecto

Algún integrante del grupo abandone el curso y por consiguiente el Proyecto

Ausencia de Asesoramiento

Enfermedad de los integrantes del grupo

Organizacional Caida del servidor

HerramientasLas Herramientas con la que se desarrolla el proyecto no permiten integración

Requerimientos Cambio o aumento de variables registradas

Estimación Error al estimar el alcance, el tiempo y los costos del proyecto

7.2. Análisis

Análisis de Riesgos Probabilidad Efecto

los equipos existentes en donde se implementara el proyecto pueden no poseer la tecnología (arquitectura, sistema operativo, etc.) necesaria para que el proyecto opere adecuadamente

Baja Tolerable

Pérdida de la información registrada o enviada Baja Serio

Falta de Disposición de tiempo para que los integrantes del equipo de trabajo se reúnan para el desarrollo del proyecto

Moderada Serio

Pelea entre los integrantes del grupo de trabajan en el desarrollo del proyecto

Baja Serio

Algún integrante del grupo abandone el curso y por consiguiente el Proyecto

Baja Serio

Ausencia de Asesoramiento Baja Serio

Enfermedad de los integrantes del grupo Muy Baja Serio

Caida del servidor Moderada Serio

Las Herramientas con la que se desarrolla el proyecto no permiten integración

Baja Tolerable

Cambio o aumento de variables registradas Baja Tolerable

Error al estimar el alcance, el tiempo y los costos del proyecto Baja Catastrófico

Probabilidad del Riesgo: Muy Bajo (<10%), Bajo (10-25%), Moderado (25-50%), Alto (50-75%), Muy Alto (>75%)

Efectos del Riesgo de mayor a menor: Catastrófico, Serio, Tolerable, Insignificante.

7.3. Administración

Administración de Riegos

Perdida de la información registrada o enviada

Se tendrán copias de toda la información en el computador y en medios magnéticos.

los equipos existentes en donde se implementara el proyecto pueden no poseer la tecnología (arquitectura, sistema operativo, etc.) necesaria para que el proyecto opere adecuadamente

Para prevenir esto se revisará con antelación que los equipos cuenten con la estructura necesaria para desarrollar el proyecto.

Error al estimar el alcance, el tiempo y los costos del proyecto

Se buscaran casos similares al proyecto que se desarrolla, para que sirvan como guía

Las Herramientas con la que se desarrolla el proyecto no permiten integración

Se intentará estandarizar y parametrizar con los demás grupos el formato de registro y envío de datos.

Ausencia de Asesoramiento Búsqueda a través de internet y consulta con los compañeros de otros equipos de trabajo

Algún integrante del grupo abandone el curso y por consiguiente el Proyecto

Debido a que en este caso no puede ser reemplazo el integrante, se distribuirán las tareas de este entre los demás integrantes del grupo

8. CONTROL DE CAMBIOS

Como el proyecto es susceptible de cambios todos los cambios estarán sujetos a aprobación de todo el equipo de trabajo y se llevará un registro de todos los cambios realizados junto con la debida justificación.

Se establece la evaluación como mecanismo para generar cambios que optimicen el desarrollo del proyecto y permitan alcanzar los objetivos de manera mas efectiva.