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7/31/2019 Casa Inteligente Con Invernadero Autosustentable

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Tabla de contenidoTEMA: .................................................................................................................................. 2

INTRODUCCION: .................................................................................................................. 2

JUSTIFICACION: ................................................................................................................... 3

OBJETIVOS .......................................................................................................................... 4

Principal: .......................................................................................................................... 4

Secundarios: ..................................................................................................................... 4

DESCRIPCION: ..................................................................................................................... 5

Casa Inteligente: ............................................................................................................... 5

Invernadero Autosustentable: ............................................................................................ 5

DIAGRAMAS DE MONTAJES Y CONEXIONES ........................................................................... 7

Casa Inteligente ................................................................................................................ 7

Invernadero Autosustentable ............................................................................................. 8

LISTADO DE MATERIALES..................................................................................................... 9

Casa Inteligente ................................................................................................................ 9

Invernadero Autosustentable ............................................................................................. 9

PRESUPUESTO ................................................................................................................... 10

Casa Inteligente .............................................................................................................. 10

Invernadero Autosustentable ........................................................................................... 11

CRONOGRAMA ................................................................................................................... 12

Casa Inteligente .............................................................................................................. 12

Invernadero Autosustentable ........................................................................................... 13

CONCLUSIONES ................................................................................................................. 14

RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 14

ANEXOS ............................................................................................................................. 15


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TEMA:

CASA INTELIGENTE con INVERNADERO AUTOSUSTENTABLE

INTRODUCCION:

El presente proyecto nace como una iniciativa para optimizar los recursos energticos en unavivienda normal en nuestro pas, como todos sabemos nuestra sociedad es consumista yeminentemente despilfarradora, es decir se gasta energa, aun cuando no lo pensamos, si bienexisten ya algunas tcnicas e instrumentos que permiten reducir el consumo, o en su defectoaumentar el eficiencia al consumo, aun se tiene muchas perdidas y desperdicios innecesarios,un ejemplo muy claro es el de la ducha elctrica, estamos en un pas ubicado en la lneaequinoccial, por la forma del planeta somos uno de los pases mas cercanos al sol y no sabemosaprovechar esta fuente de energa renovable, otro claro ejemplo es el desperdicio del agua enla vivienda, si bien la reutilizacin de algunas aguas es muy difcil o muy costosa deimplementar algunas son muy baratas y muy eficientes.

La reutilizacin y optimizacin, adems de brindar una ayuda ecolgica a nuestro planeta,

presenta un beneficio econmico para la persona que haga uso de ellas, esto se logra mediantela reduccin de consumos, lo que genera un ahorro econmico, tambin dependiendo del tipode tecnologa a utilizarse, puede incluso llegar a generar ganancias.

Una de las formas de optimizacin mas econmicas conocidas es la de utilizar un mismoelemento para realizar varias funciones, es decir hacerlo multi-funcional, en una viviendainteligente es necesario tener una forma de sensar la existencia o inexistencia de de seres vivosen el rea de la misma, y para ello lo ms barato es hacerlo con sensores de movimiento, estosmismo pueden ser utilizados para encender o apagar reas de iluminacin, es decir cuando esteactivado un modo de ALARMA, los sensores funcionen de una forma y cuando no lo est deotra.

Con la tecnologa siemens la implementacin de una casa inteligente es verdaderamente muysencilla, pero lamentablemente se debe tener en cuenta la economa del Pas, con l tecnologapodemos hacer maravillas, pero mientras ms sofisticado sea el sistema menos accesible serpara la ciudadana en general, teniendo en cuenta esto, se ah partido de la idea de automatizarun hogar lo ms posible con un costo relativamente bajo, si bien hay tecnologas que permitenrealizar estos tipos de automatizaciones, pocas ofrecen una robustez como lo hace un equipoSIEMENS, ya que gracias a sus entrada y salidas analgicas podemos sensar variables quefluctan en tiempo real y con la programacin trabajarlas y acondicionarlas de ser necesario.


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JUSTIFICACION:

El proyecto en si tiene 3 partes muy importantes, que radican en solucionar:

Calentamiento del agua: La poblacin Ecuatoriana est acostumbrada a la duchaelctrica, al ser utilizada para la higiene humana, y al ser una carga resistiva tiende aconsumir una gran cantidad de energa que va desde los 1000 hasta los 5000 watts, sibien en los ltimos aos el uso del calefn a gas que es una forma de calentador mseconmico y menos derrochador, no ah logrado sustituir completamente a la tradicionalducha, esto genera un consumo mayor de energa elctrica y un mayor gastoeconmico, la utilizacin de un calentador solar en horas tiles o en das soleados y elde un calefn a gas en las dems condiciones genera un ahorro muy significativo en laeconoma familiar.

Iluminacin inteligente: El problema de la iluminacin en una vivienda si bien no esmuy notoria, tambin produce un gran desperdicio de energa, la forma de solucionaresto es:

1. Mediante la utilizacin de focos ahorradores2. Mediante el encendido automtico de luces por deteccin de

personas

Si bien la primera solucin es las ms implementada no solo por conciencia social sinopor campaas del gobierno, la segunda aporta un ahorro ms sistematizado y brindauna experiencia de mayor confort para el ser humano.

Seguridad: Una vivienda inteligente adems de brindar ciertos confortes, debe brindaruna confianza en ella, para lograr este objetico, se utiliza los conocidos sensores demovimiento, que dependiendo de la hora, y del modo de funcionamiento de la vivienda,sern utilizados como interruptores o detectores de intrusos.

Reutilizacin y recoleccin de agua para regados: El agua al ser un recursonecesario para la vida es utilizado en todas nuestras actividades, y su desperdicio esuno de los problemas ms graves en nuestra sociedad, si bien adjuntamos al proyectode la casa inteligente un Invernadero este no es implementable, ya que para realizareste tipo de aplicacin se debera constar de un invernadero del tamao suficiente y laproduccin suficiente como para justificar la inversin inicial, pero bueno una idea esuna idea, y aqu se las presentamos, todos sabemos que en un invernadero el regadode agua es muy importante, al igual que un cultivo al aire libre, el agua tiende a seruna parte absorbida y otra evaporada, y ms en un ambiente que atrapa el calor

externo, esta agua, tiende a pegarse a las paredes del invernadero, pero no arepartiese homogneamente en todo el cultivo, la idea es captar esa agua evaporada,condensarla y almacenarla para su posterior reutilizacin en el regado, esto lologramos en base a un sistema de aspiracin de aire, uno sistema de enfriamiento parala condensacin, y un sistema de filtrado para las impurezas.


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OBJETIVOS

Principal:

Optimizar recursos energticos en una vivienda ecuatoriana.

Secundarios: Establecer un mtodo de calentamiento de agua en base a las

caractersticas lumnicas del da. Utilizar los sensores de seguridad para dotar de inteligencia al

alumbrado de la vivienda. Reportar el modo de funcionamiento de la vivienda. Controlar el funcionamiento de la vivienda por medio de un

teclado Encender el sistema de captacin de agua evaporada para la

reutilizacin de la misma en el regado. Recolectar agua cuando exista lluvias. Activar el regado automtico en base a las condiciones de

humedad del suelo.


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DESCRIPCION:

Casa Inteligente:

CASA INTELIGENTE

La aplicacin tiene 2 modos de trabajo, la primera el MODO ALARMA, en el cual cadauno de los sensores es utilizado como detector de intrusos, y la vez, el funcionamientode cada una de las luminarias es bloqueado, para que no se activen en este modo, almismo tiempo se centraliza todos los indicadores en una sola alarma sonora y unaindicacin textual, para la simulacin se ah implementado un teclado de activacin ydesactivacin en base a los mismas teclas con las que consta la unidad SIEMENS, quefcilmente pueden ser sustituidos por otras entradas digitales si se utilizara unexpansin, en cambio el otro modo de trabajo, el MODO AHORRADOR, es el modo enel cual la alarma es desactivada, y las personas se encuentran dentro de la vivienda, eneste modo, la activacin sonora y el indicador visual de ingreso de intrusos esdesactivado, para dar paso a la optimizacin de la iluminacin y del calentador de agua,

la parte lumnica se logra trabajando en base a sectores, es decir, la vivienda se divideen sectores para que de acuerdo al sensor que entre en funcionamiento estas seactiven o desactiven temporizadamente, adems de tener la posibilidad de manejar lasluminarias por medio de interruptores, otro tem a tenerse en cuenta es la horadel da para mantener o no activada la funcin de deteccin de presencias, especialmente , la segunda parte del establecimiento del calentador de agua se lo lograen base a la utilizacin de seores de luminosidad, es decir se utiliza entradasanalgicas, 2 para ser exacto, la primera representa el SET POINT(SP), a la cual yo lequiero calibrar mi activacin de das soleados, y la segunda mi PROCES VALUE(PV), queme indica la luminosidad real del dia, si SP>PV, entra en funcionamiento el calentador agascalefn-, pero si SPPV se activara el riego, pero siSP


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opto por utilizar entradas analgicas, con sus respectivos PV y SP, para poder setear lasvariables a nuestros parmetros ideales.La recoleccin de aguas lluvias del agua evaporada dentro del invernadero es unproceso que depende del de recoleccin de aguas lluvias, esto porque el aguarecolectada de la condensacin ser almacenada en el mismo tanque que de las aguaslluvias, y solo se activara cuando el nivel de humedad en el aire dentro del invernadero

sea el apropiado, al activarse, se tiene un indicador de funcionamiento, que en paraleloactivara al sistema de succin de aire, el mismo que posteriormente ser enfriado paraque tienda a pasar de estado gaseoso a liquido, esto se lo realiza en la misma tuberade transportacin hacia en tanque de almacenaje, para aumentar la eficiencia se puedecolocar un tanque de reserva en el camino para que en este tanque el enfriamiento seaaun mayor.Con esto se obtiene un invernadero autosustentable capaz de obtener el liquido vitalpara el crecimiento de las plantas que en l se cultiven.


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DIAGRAMAS DE MONTAJES Y CONEXIONESCasa Inteligente


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Invernadero Autosustentable


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LISTADO DE MATERIALES

Casa Inteligente

Cantidad Elemento1 SIMATIC S7-2001 AAG CloudWatchersensor de luminocidad-

1 Calentador solar de agua

1 Calefn

1 Electrovlvula 3/2

1 Baliza

1 Sirena

12 Sensores de movimiento

1 Switch magnetico


Cantidad Elemento1 SIMATIC S7-200

2 ECH2Osensor de humedad-

1 GW-WA100sensor de nivel de liquido-

1 Bomba de agua

2 Filtro de agua

1 Switch naked

1 Electrovlvula 3/2

1 AAG CloudWatchersensor de nubes-

1 PT-100

8 Indicadores lumnicos

1 Sistema de succin de aire

1 Sistema de enfriamiento

1 Sistema de apertura de tapa del tanque reservorio
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PRESUPUESTO

Casa Inteligente

PRESUPUESTO

MATERIALES UNIDAD CANTIDAD PU COSTO($)

SIMATIC S7-200 u 1 $ 350,00 $ 350,00

AAG CloudWatcher u 1 $ 300,00 $ 300,00

Calentador solar de agua u 1 $ 600,00 $ 600,00

Calefn u 1 $ 150,00 $ 150,00

Electrovlvula 3/2 u 1 $ 100,00 $ 100,00

Baliza u 1 $ 80,00 $ 80,00

Sirena u 1 $ 25,00 $ 25,00

Sensores de movimiento u 12 $ 45,00 $ 540,00Switch magnetico u 1 $ 3,00 $ 3,00

Indicadores luminicos u 2 $ 3,00 $ 6,00

Modulo de expansion u 1 $ 165,00 $ 165,00

Cable utp m 100 $ 0,80 $ 80,00

canaletas u 20 $ 1,75 $ 35,00

fuente de emergencia u 1 $ 200,00 $ 200,00

Mano de obra mensual 4 $ 700,00 $ 2.800,00

Otros elementos global 1 $ 300,00 $ 300,00

Gastos Varios global 1 $ 300,00 $ 300,00

TOTAL = 6034
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PRESUPUESTO

MATERIALES UNIDAD CANTIDAD PU COSTO($)

SIMATIC S7-200 u 1 $ 350,00 $ 350,00

AAG CloudWatcher u 1 $ 300,00 $ 300,00

Modulo de expansion u 1 $ 165,00 $ 165,00

sistema de aspiracion de aire global 1 $ 200,00 $ 200,00

sistema de enfriamiento global 1 $ 300,00 $ 300,00

sistema de capatacion de aguas lluvia global 1 $ 600,00 $ 600,00

Electrovlvula 3/2 u 1 $ 200,00 $ 200,00

ECH2O u 2 $ 200,00 $ 400,00

GW-WA100 u 1 $ 25,00 $ 25,00

bomba de agua 1HP u 1 $ 200,00 $ 200,00

filtro de agua u 1 $ 50,00 $ 50,00

switch naked u 1 $ 10,00 $ 10,00

PT-100 u 1 $ 85,00 $ 85,00

Indicadores luminicos u 13 $ 3,00 $ 39,00

Cable utp m 100 $ 0,80 $ 80,00

fuente de emergencia u 1 $ 200,00 $ 200,00Mano de obra mensual 4 $ 1.000,00 $ 4.000,00

Otros elementos global 1 $ 500,00 $ 500,00

Gastos Varios global 1 $ 400,00 $ 400,00

TOTAL = 8104

NOTA: Presupuesto implementado para un invernadero de tamao medio, de acuerdo altamao los costos aumentaran proporcionalmente.
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CRONOGRAMA

Casa Inteligente

CRONOGRAMA

N ACTIVIDADSEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 SEMANA 5 SEMANA 6

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 501 Investigacin

Revisin de infraestructura

02 Diseo del plano de control

03 sectorizacin

04 Adquisicin de materiales

05 Programacin

06 Ensayos

07 Implementacin del

sistema

08 Pruebas

09 Mejoras

10 Afinacin de procesos

11 Presentacin


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CRONOGRAMA

N ACTIVIDADSEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 501 Analisis de espacio fisico

02 Diseo de sistema de control

03 Construccion de parte fisica

05 ubicacin de tuberias

06 construccion de recolector de agua lluvia

07 ubicacin de sistema de aspiracion

08 ubicacin de sistema de enfriamiento

09 ubicacin de sistemas de deteccion de

lluvia

10 coneion con fuenta externa de agua

11 revision de conexiones

12 PROGRAMACION

13 ubicacin de sensores

14 Acondicionamiento de seales

15 Pruebas

16 Mejoras

17 Afinacion de procesos

18 Presentacin


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CONCLUSIONES Los sensores de luminosidad, permiten determinar si el calentador a utilizarse debe ser

uno solar o un calefn, con esto, obviamos la utilizacin de calentadores elctricos queson muy poco eficientes en comparacin a los 2 nombrados anteriormente.

La utilizacin de instrumentos que normalmente son usados para una funcin especficaen otra, hace que aumente su eficiencia, y adems permite reducir costos la momentode automatizar una vivienda.

El aviso del modo de funcionamiento da la oportunidad al usuario de salir de la viviendasi se opta por el modo alarma, mientras que si se opta por el modo ahorrador indicaque se estar consumiendo menos energa durante este lapso.

El teclado permite activar o desactivar la alarma solo con su consentimiento, si no sesabe el orden adecuado del presionamiento de las teclas la alarma no dejara defuncionar.

Al ser un sistema basado en un sensor que funciona continuamente es un procesoautnomo, es decir no se necesita de la intervencin humana apara que se realice larecoleccin de vapor, basta con en el ambiente exista partculas de agua en la cantidadque nosotros deseemos, para que el sistema de captacin y condensacin entre enfuncionamiento.

Gracias a los 3 sensores para la recoleccin de lluvias se asegura que el sistema noentrara a funcionar bajo una falsa alarma, adems gracias al control de nivel de liquidose asegura que si el tanque se encuentra lleno no se proceda a recoger ms liquidopara as evitar desbordos.

Con los sensores de deteccin de humedad que deben ser colocados bajo tierra, seobvia la intervencin humana para el riego de las cosechas, esto gracias a que aldetectase un nivel indeseado de resequedad, se procede automticamente a iniciar unregado de liquido, adems gracias a estos sensores se elimina la necesidad de un riegotemporizado con esto solo se procede al regado cuando se lo necesite.

La casa inteligente con su simplicidad aporta un ahorro energtico considerable, alutilizar mejor los recursos y ocupar tecnologas que normalmente se desperdician enEcuador.

El sistema de la casa inteligente a pesar de su elevado costo inicial ofrece un un ahorroeconmico a largo plazo, en un tiempo no mayor a 5 aos se puede recuperar loinvertido

RECOMENDACIONES Construir nuestros propios sensores reduce el costo de implementacin. Realizar planos antes de la ejecucin fsica permite reducir la utilizacin de materiales

como son el cable y de protecciones como brakers. Las simulaciones y pruebas antes de la implementacin fsica permiten reducir

equivocaciones y mejorar procesos. El ingenio puede ahorrar muchos ms recursos al saberlo utilizar de la manera correcta. La correcta ubicacin de cada parte en el sistema aumenta la eficiencia y disminuye losdesechos. La utilizacin de filtros correctos permiten tener un filtrado que no detenga el proceso

de almacenaje de aguas lluvia. Saber el clima en el que se desarrolla un invernadero es muy til para saber a qu

valores setear nuestros SET POINT, lo mismo para las dems variables. Antes de comprar cualquier cosa debemos realizar las simulaciones necesarias para as

evitarnos el tener que estar comprando mdulos de expansin en caso de que nosllegara a faltar entradas o salidas para nuestro proceso.

Ubicar nuestros actuadores, sensores, y sistemas de control lo ms cercanos posibles,nos permite evitarnos el problema de prdidas de seal por distancias largas.

La investigacin no termina con el diseo del sitema, una investigacin constanteaumenta nuestras posibilidades de reducir costos, o en su defecto de optimizarrecursos.


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ANEXOS