ULTRA HOUSE 3000

TECNICAS DIGITALES II

Proyecto de aplicación

PROFESOR TITULAR: ING. DANIEL REMONDEGUI

Alumnos:  FARIAS, Andrés Legajo: 14192

NOELLO, WalterLegajo: 4658

Introducción:

La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas

aplicadas al desarrollo, implementación, mantenimiento y perfeccionamiento de estructuras (tanto físicas como teóricas)

para la resolución de problemas que afectan la actividad cotidiana de la

sociedad.

Introducción:

Como muchos de los desarrollos nuestro proyecto nace a raíz

de un problema, una inquietud, una necesidad…

Quién no se ha percatado de que se olvido algo encendido en la casa cuando estaba a

kilómetros de distancia en un viaje….

Objetivo:

Tener control sobre todos los artefactos eléctricos y electrónicos que se

encuentran dentro de nuestra casa de forma remota, tanto desde un navegador web de un computadora personal, como

una Tablet o Smartphone.

Acciones Posibles:

Apagar artefactos para economizar energía. Encendido automático de calefactores o A/A

dependiendo de la temperatura de la sala. Monitoreo remoto mediante una cámara

web. Tomar decisiones a partir de lo que vemos. Integración de alarmas a nuestro sistema

ULTRA HOUSE 3000.

Alcance:

Controlar vía web un pull de 4 dispositivos independientes.

2 conectados a la placa controladora mediante cableado físico entre las entradas/salidas y los mismos.

2 dispositivos conectados en forma inalámbrica para dar una mayor flexibilidad al sistema.

Controlar una cámara web para la toma de decisiones.

Materiales que utilizamos:Placa de desarrollo ARDUINO MEGA 2560 (Micro ATMEL 2560)

Microcontroller ATmega2560

Operating Voltage 5V

Input Voltage (recommended) 7-12V

Input Voltage (limits) 6-20V

Digital I/O Pins 54 (of which 15 provide PWM output)

Analog Input Pins 16

DC Current per I/O Pin 40 mA

DC Current for 3.3V Pin 50 mA

Flash Memory 256 KB of which 8 KB used by bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

Materiales que utilizamos:Módulo ARDUINO Ethernet Shield

Materiales que utilizamos:Módulos de comunicación inalámbrica

Operan dentro de un espectro en frecuencia de 2 a 20KHz transmitiendo señales digitales.

Desarrollo del Proyecto:

Etapas principales:

Definición y programación de las entradas/salidas en la placa ARDUINO MEGA.

Creación del servidor de datos en el módulo ARDUINO Ethernet Shield.

Programación del control de entradas/salidas vía Web.

Diseño y prueba de los módulos inalámbricos de comunicación.

Interconexión del módulo de TX con la placa ARDUINO MEGA.

Interconexión del módulo de RX con Los dispositivos a controlar.

Prueba del sistema.

Esquema de Interconexión:

Diagrama de flujo del Proyecto:

Página Principal de Control:

Diseño de los circuitos de TX y RX:

Además de los módulos de TX y RX propiamente dichos utilizamos un codificador y tantos decodificadores como dispositivos tengamos intención de controlar de manera inalámbrica. El diseño se basa en los integrados HT12E (codificador) y HT12D (decodificador), que permiten enviar hasta 4 bits de datos y 8 de dirección (por lo que sería posible transmitir a hasta 256 dispositivos en la misma frecuencia)

Diseño de los circuitos de TX y RX:

Agregaremos un circuito a las salidas compuesto por un par Opto Triac-Triac.

Además de permitir manejar equipos de mayor consumo lograremos aislar el circuito de control del circuito de potencia.

La salida del decodificador sólo puede manejar cargas que consuman menos de 5mA…

Como logramos manejar mayor potencia???

Diseño de las Placas de TX y RX:

Diseño de las placa de RX con salida Opto Triac – Triac:

Diseño de las placa de TX:

La Placa de TX:

Placa de RX con salida Opto Triac – Triac:

La Placa de Salidas Cableadas:

Sistema integrado:

Objetivos alcanzados:

Tener control sobre artefactos eléctricos y electrónicos que se encuentran dentro de nuestra casa de forma remota, tanto desde un navegador web de un computadora personal, como desde una Tablet o Smartphone.

Que el sistema opere de forma autónoma evaluando el estado de sensores externos y activando una salida en consecuencia.

Conocimientos adquiridos: Programación de microcontroladores.

Sistemas de desarrollo en hardware libre (Arduino).

Programación de código HTML

Sistemas de comunicación inalámbrica.

Integración de sistemas de control con sistemas de potencia.

Desarrollo de hardware propio a partir de la integración de conocimientos previos e investigación

Objetivos no alcanzados:

No logramos realizar el monitoreo remoto vía cámara web.

El primer inconveniente que nos encontramos fue conseguir el puente H sobre el que montaríamos la webcam y nos permitiría ejecutar la rotación mecánica y el tilt de la misma. Esa demora que no pudimos subsanar no nos permitió avanzar en el control de la misma y la integración a la página web.

Conclusiones:

A partir de este tipo de proyectos logramos aplicar todos los conocimientos adquiridos durante el transcurso de nuestra carrera y comenzar a comprender el potencial de desarrollo que tenemos.

Los inconvenientes que se presentaron a medida que íbamos avanzando no hicieron otra cosa que forzarnos a investigar y realizar pruebas que finalmente nos terminaron enriqueciendo, sea que hayamos logrado el objetivo o no, en cuyo caso logramos entender que fue lo que nos lo impidió y de esta manera tenerlo en cuenta para el futuro.

Comprendimos la gran versatilidad de los microcontoladores para realizar diversas aplicaciones, logrando la mayor parte de los objetivos planteados y dejando abiertas muchas posibilidades de ampliación sobre nuestro sistema que seguiremos desarrollando de manera particular para explotar todas las posibilidades, sumando etapas a medida que nos surjan ideas, necesidades o incluso como desafío para integrar los conocimientos que aún nos quedan por adquirir.