Diseño e Implementación de Un Prototipo de Vivienda Domótica Basado en Las Plataformas Arduino y Android
Diseño e Implementación de Un Prototipo de Vivienda Domótica Basado en Las Plataformas Arduino y Android
Diseño e Implementación de Un Prototipo de Vivienda Domótica Basado en Las Plataformas Arduino y Android
Camila Sánchez*
Alejandra Mesa**
Fecha de recepción: 11 de agosto de 2014 Carolina Manrique***
Fecha de aprobación: 2 de octubre de 2014 Herbert Calderón****
Pp.115-132 Luis Cobo*****
Rubén Dorado******
Camilo Mejia*******
Resumen
Este artículo presenta el desarrollo de un prototipo de casa inteligente de bajo
costo como una experiencia en área de la domótica. El objetivo principal es
reportar el proceso y la metodología que podrían ser usados por otros grupos
que tengan como propósito un proyecto similar. Este reporte incluye fallos
y aciertos clave que se tuvieron durante los diferentes procesos: planeación,
diseño y ejecución del prototipo.
Palabras clave
Domótica, arduino, android, electrónica, mecánica y programación.
____________
* Estudiante del programa de Ingeniería de Producción, Universidad EAN
** Estudiante del programa de Ingeniería de Sistemas, Universidad EAN.
*** Estudiante del programa de Ingeniería de Sistemas, Universidad EAN.
**** Estudiante del programa de Ingeniería de Producción, Universidad EAN.
***** Ph.D. en Ingeniería, Universidad de los Andes y en Génie Informatique, École
Polytechnique de Montréal. Magister en Ingeniería de Sistemas y Computación,
Universidad de los Andes.
****** Magister en Ciencias de la Computación, Universidad de Tokyo. Pregrado en
Ingeniería de Sistemas, Universidad Nacional de Colombia.
******* Magíster en Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Colombia. Pregrado en
Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Colombia.
Diseño e implementación de un prototipo de vivienda domótica basado en las plataformas
arduino y android
Abstract
This article aims at developing a prototype of low- cost- intelligent house as an
experience in the demotic area which could be controlled by mobile devices.
Its main objective is to report the process and methodology to be used by
other groups having the same project with the same characteristics. This report
describes key success and failures which were revealed through the processes
of planning, design and execution of the prototype.
Key words
Demotic, arduin, android, electronic, mechanics, programming
Résumé
Cet article présente la création d’un prototype de maison intelligente à bas coût
dont la domotique serait contrôlée par des dispositifs mobiles. L’objectif principal
de l’article est de rendre compte du processus et de la méthodologie pouvant être
utilisés par d’autres groupes de recherche ayant un projet aux caractéristiques
similaires. Ce rapport inclus les conclusions et réalisations principales révélées
lors des processus de planification, conception et mise en place du prototype.
Mots-clés
Domotique, arduino, android, électronique, mécanique et programmation
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Camilo Mejía
Resumo
Palavras-chave
Domótica, arduino, android, mecânica e programação.
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arduino y android
1. Introducción
E
l problema tratado en este trabajo es el desarrollo de una maqueta
que representa una casa inteligente, con algunos componentes
automatizados. Esta área se conoce como domótica, término
que define la automatización de hogares utilizando componentes
electrónicos que aportan elementos de seguridad, gestión, comunicación
y optimización de recursos a las viviendas (Brush et al., 2011). Algunos
ejemplos de las funcionalidades finales que se podrían implementar
son: un sistema automático de luces que se encienden y apagan si hay
alguna persona presente, una nevera que automáticamente haga una
lista de víveres necesarios y los pida a los proveedores cuando se estén
acabando o un sistema que dé aviso a la policía cuando un ladrón esté
intentando entrar a la casa.
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Por otro lado, otro tipo de estudios se enfocan en áreas más prácticas
como el de la arquitectura. Por ejemplo, Rodden y Benford (2003),
analizan los cambios en cuanto a diseño debido a la inclusión de la
tecnología domótica; o económicos (Rode, Toye, & Blackwell, 2005), en
los que se analizan los futuros cambios relacionados con la programación
de las nuevas tecnologías, por el cambio en las interfaces finales de
usuario que posiblemente se requerirán gracias a la inclusión de las
nuevas tecnologías domóticas. Finalmente, vale la pena mencionar el
proyecto “Villa Domótica”, presentado en Mateos, González, Poo, García
y Olaiz (2010), en el que queda claro que la utilización de prototipos de
“casas automáticas” es de gran ayuda para la enseñanza de técnicas de
automatización aplicadas a la domótica.
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3. Metodología
Una vez definido el objetivo así como el equipo de trabajo, se decidió
concretar una metodología de trabajo clara con la que se pudiera
minimizar el riesgo de fracaso. Algunos integrantes tenían experiencia en
el manejo de proyectos de diferente naturaleza, entre otros, desarrollo de
componentes electrónicos y proyectos de tipo industrial y de desarrollo
de Software. Como particularidad interesante en este punto del proyecto,
los expertos propusieron metodologías de trabajo relacionadas, por
lo que se analizaron las ventajas y desventajas de algunas de estas
para definir la que se tendría en cuenta finalmente. Luego de discutir
diferentes posibilidades bastante interesantes, como por ejemplo, el
uso de metodologías rápidas o el uso de metodologías de desarrollo
de Software (Jacobson, Booch, & Rumbaugh, 1999), se decidió utilizar
una metodología que tuviera una serie de pasos bien definidos y que
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• Fase 1: planeación.
• Fase 2: diseño y construcción de la maqueta.
• Fase 3: diseño e implementación de los módulos.
• Fase 4: integración.
3.1 Planeación
Para dar inicio a esta fase, primero se definió a manera de plano el tipo
de casa por construir, visto desde arriba. Se decidió hacer una casa de
un piso que tuviera 50 por 30 cm de área, con cuatro habitaciones, cuyos
elementos domóticos serían: luces, una puerta y un ventilador; así mismo,
que una sola zona de la casa tuviera los elementos de automatización.
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Una vez se tuvo una idea clara de los elementos, se empezó la construcción
del componente posiblemente más importante del proyecto, la maqueta.
denominada como “Fase de diseño y construcción de la maqueta”. En esta
fase se diseñó un plano con los detalles necesarios para construcciones, de
una manera tal, que cumpliera con los objetivos funcionales. Este paso fue
crítico para el proyecto, ya que limitaba los espacios y las posibilidades de
automatización de elementos que se quisieran implementar; por ejemplo,
en esta experiencia se diseñó el esquema vinculando cada uno de los tres
componentes. Sin embargo, al diseñar la puerta automatizada no se tuvo
en cuenta el tamaño exacto del motor actuador y en la etapa final, se tuvo
que modificar parte de la maqueta.
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3.4 Integración
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4. Prototipo final
Para la realización de este prototipo de casa inteligente, se decidió
utilizar el microcontrolador Arduino, muy popular en el medio académico
e industrial para el desarrollo de proyectos en automatización, robótica y
electrónica en general. Según se establece en McRoberts (2013), Arduino
es un microcontrolador diseñado para hacer más accesible para el público
en general el proceso de utilizar dispositivos electrónicos en proyectos
multidisciplinarios. El Hardware consiste de una “plaqueta” open-source
diseñada alrededor del microntrolador AVR Atmel de 8 bits. Junto con
este microcontrolador, el Arduino viene también con un compilador con
un lenguaje de programación basado en el lenguaje C y un ambiente de
desarrollo para construir los programas para esta plataforma.
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5. Conclusiones
El logro principal de este proyecto fue construir un prototipo funcional
de la maqueta de una casa con elementos domóticos, que puede ser
controlada por dispositivos móviles. También, se definió una metodología
clara relacionada con herramientas utilizadas de manera general, que
permitirían realizar prototipos con las mismas características y con
equipos de trabajo que estén en una situación parecida.
Otro de los grandes logros del proyecto, fue organizar un equipo de trabajo
conformado por varias personas con diferentes niveles de experiencia
en temas relacionados con la domótica: electrónica, mecánica y
programación. A pesar de tener un equipo variado, tanto en niveles como
en disciplinas, con esta metodología se logró desarrollar el prototipo
funcional, de la misma forma como lo haría un equipo multidisciplinario
en un escenario de producción tradicional.
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