jueves, 6 de marzo de 2014

CASA INTELIGENTE REALIZADA CON ARDUINO

INTRODUCCIÓN

El presente proyecto tiene por objeto la realización de una vivienda inteligente utilizando Arduino. El proyecto consiste en una vivienda con sensor de luz y de temperatura además de un display que va indicando la situación de la vivienda cada cierto tiempo.
Este proyecto está pensado para realizarlo en clase en grupos de alumnos de 3º de E.S.O.

FUNCIONAMIENTO

La vivienda que creamos detecta, mediante sensores la luz y la temperatura a la que se encuentra, a través de la placa colocada en el tejado. Si tapamos el foto sensor (como si fuera de noche) las luces de la vivienda se encienden. La luz de la calefacción aparece encendida, pero si apretamos el sensor de temperatura para aumentar la misma (como si hiciera calor en el exterior) esta se apagaría.

El display nos marca en todo momento la temperatura a la que se encuentra, alternando con la información acerca de las luces (si están apagadas o encendidas).

MARCO LEGISLATIVO

Según el Real Decreto 52/2007, de 17 de mayo, por el que se estable el currículo de Educación Secundaria Obligatoria en la Comunidad de Castilla y León, con este proyecto se cumplen los siguientes objetivos, contenidos y criterios de evaluación:

Objetivos:

1. Valorar y utilizar el proyecto técnico como instrumento de resolución ordenada de necesidades.
2. Elaborar un plan de trabajo y realizar las operaciones técnicas previstas con criterios de seguridad y valorando las condiciones del entorno.
5. Emplear el ordenador como herramienta de trabajo con el objeto de comunicar, localizar y manejar información de diversas fuentes. Conocer y aplicar la terminología y procedimientos básicos de los programas de edición de texto y presentaciones.
13. Utilizar adecuadamente las magnitudes básicas eléctricas.
14. Valorar los efectos de la energía eléctrica y su capacidad de conversión en otras manifestaciones energéticas.
15. Identificar y utilizar correctamente los elementos fundamentales de un circuito eléctrico de corriente continua y comprender su función dentro de él.
20. Valorar de forma critica el impacto del uso de la energía eléctrica sobre el medio ambiente.

Contenidos:

Bloque 5. Electricidad y electrónica.
Circuito eléctrico de corriente continua: magnitudes eléctricas básicas. Simbología. Ley de Ohm. Circuito en serie, paralelo, mixto.
Corriente continua y corriente alterna.
Montajes eléctricos sencillos: circuitos mixtos. Inversor del sentido de giro.
Maquinas eléctricas básicas: dinamos, motores y alternadores. Generación y transformación de la corriente eléctrica.
Introducción a la electrónica básica. Componentes pasivos: condensadores y resistencias. Componentes activos: diodos y transistores. Descripción de componentes y montajes básicos.
Análisis de circuitos eléctricos y electrónicos característicos mediante programas de simulación.

Criterios de evaluación:

1. Realizar un proyecto técnico, analizando el contexto, proponiendo soluciones alternativas y desarrollando la más adecuada.
3. Realizar las operaciones técnicas previstas en el proyecto técnico incorporando criterios de economía, sostenibilidad y seguridad, valorando las condiciones del entorno de trabajo.
4. Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación para elaborar, desarrollar, publicar y difundir un proyecto técnico.
5. Instalar programas y realizar tareas básicas de mantenimiento informático. Utilizar y compartir recursos en redes locales.
12. Diseñar, simular y realizar montajes de circuitos eléctricos sencillos en corriente continua, empleando pilas, interruptores, resistencias, bombillas, motores y electroimanes, como respuesta a un fin predeterminado.
13. Describir las partes y el funcionamiento de las maquinas eléctricas básicas.
14. Describir y utilizar el electromagnetismo en aplicaciones tecnológicas sencillas.
15. Utilizar correctamente las magnitudes eléctricas básicas, sus instrumentos de medida y su simbología.
17. Emplear Internet como medio activo de comunicación intergrupal y publicación de información.
24. Identificar automatismos en sistemas técnicos cotidianos y describir la función que realizan.
26. Identificar los elementos básicos de un sistema de control.

ELEMENTOS UTILIZADOS

Arduino Uno

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.

Protoboard

Resistencias





LEDs



Foto resistor


Sensor temperatura


Display

FOTOGRAFÍAS DE LA CASA INTELIGENTE




CÓDIGO UTILIZADO

/*Proyecto Arduino Casa Inteligente
Laura Lavandera Mayo
Elena Vega Rodríguez
Paula Salicio Geanini

Elementos que vamos a utilizar:
1 TMP36 sensor de temperatura
3 LEDs amarillos
1 LED rojo
1 fotorresistor (sensor de luz)
1 Display
4 resistencias de 220 ohmios
1 resistencia de 10000 ohmios
1 resistencia variable de 10000 ohmios

*/
#include<LiquidCrystal.h> //incluimos libreria LiquidCrystal para poder usar el display
LiquidCrystal lcd(12,11,9,8,7,6); /*iniciamos la libreria con los numeros de los pines que va utilizar el display*/
const int sensorTemperatura=A0; /*establecemos una constante entera, el sensor de temperatura va a la entrada analogica A0*/
const int sensorLuz=A1; /*establecemos una constante entera, el sensor de luz va a la entrada analogica A1*/

const int pin1=2; //los led van a la salida digitales 2,3,4 y 5
const int pin2=3;
const int pin3=4;
const int pinChimenea=5;

float valorTemperatura=0; //establecemos varialbes de tipo float para hacer calculos
float voltaje=0;
float temperatura=0;
float valorSensorLuz=0;
float valorLuz=0;
float sensorLow=1023;
float sensorHigh=0;

void setup() //funcion setup, establecemos las condiciones iniciales
{
  Serial.begin(9600); //Establecemos conexion con el puerto Serial
  while(millis()<5000)  //hacemos una calibración del sensor de la luz para su correcto funcionamiento
   valorSensorLuz=analogRead(sensorLuz); //la variable valorSensorLuz recibe el valor leido por el sensor de la luz
   if(valorSensorLuz>sensorHigh) //si el valor obtenido es mayor que 0
   {
   sensorHigh=valorSensorLuz; //establecemos el valor de la variable sensorHigh como el valor leido por el sensor
   }
   if(valorSensorLuz<sensorLow) //si el valor leido es menor que 1023
   {
     sensorLow=valorSensorLuz; //establecemos el valor de la variable sensorLow como el valor leido por el sensor
   }
  }
 
  lcd.begin(16,2);  //establecemos que el display va a tener 16 caracteres y 2 filas para escribir
  lcd.clear();  //limpiamos el contenido que pueda tener el display
  lcd.setCursor(0,0);  //establecemos la primera linea donde empezariamos a escribir
  lcd.print("Proyecto ");  //escribimos en la primera linea la cadena de texto Proyecto
  lcd.setCursor(0,1);  //establecemos la segundo linea donde empezariamos a escribir
  lcd.print("Casa inteligente");  //escribimos en la segunda linea una cadena de texto
  delay(3000); /*Establecemos un retraso de 3 segundos para que se pueda leer bien el texto
              del display*/
}

void loop() //funcion loop, que corresponde con un bucle infinito
{
  int valorTemperatura=analogRead(sensorTemperatura); //la variable entera valorTemperatura lee el valor del sensor de tempeatura
  float voltaje=(valorTemperatura/1024.0)*5.0; //hacemos una conversion para convertir el valor leido a grados celsius
  float temperatura=(voltaje-0.5)*100;
 
  lcd.clear();//limpiamos el contenido que pueda tener el display
  lcd.setCursor(0,0);//establecemos la primera linea donde empezariamos a escribir
  lcd.print("La temperatura");//escribimos en la primera linea
  lcd.setCursor(0,1);//establecemos la segunda linea donde empezariamos a escribir
  lcd.print("es ");//escribimos en la segunda linea una cadena de texto
  int tempeInt=(int)temperatura; //hacemos un casting para convertir un float a entero, para facilitar la lectura de la temperatura
  lcd.print(tempeInt,DEC); //escribimos en la la temperatura en base decimal
  lcd.print(" C"); //escribimos una C que representa los grados celsius
  delay(5000); //establecemos un retraso de 5 segundos para que se pueda leer bien el display
  Serial.print("Temperatura: "); //Tambien escribimos en el puerto serial la tempeatura
  Serial.print(temperatura);
  Serial.println();
 
  valorSensorLuz=analogRead(sensorLuz); //la variable valorSensorLuz recoge el valor leido por el sensor de la luz
  Serial.print("valor luz: "); //Escribimos en el puerto serial el valor leido
  Serial.print(valorSensorLuz);
  Serial.println();
  if(valorSensorLuz<800.0) //si el valor obtenido por el sensor de la luz es menor a 800, es decir hay poca luz
  {
     for(int i=2;i<=4;i++)
    {
       digitalWrite(i,HIGH); //encedemos los leds del techo
    }
 
    lcd.clear();//limpiamos el contenido que pueda tener el display
    lcd.setCursor(0,0);//establecemos la primera linea donde empezariamos a escribir
    lcd.print("Luces de casa");//Escribimos en el display que se han encendido las luces de la casa
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("encendidas ");
    delay(1000); //Establecemos un retraso de 1 segundo para que podamos leer el display
  }
  else //si el valor de la luz es mayor o igual a 800
  {
    for(int i=2;i<=4;i++)
    {
       digitalWrite(i,LOW); //los leds del techo permaneceran apagados
    }
 
    lcd.clear();//limpiamos el contenido que pueda tener el display
    lcd.setCursor(0,0);//establecemos la primera linea donde empezariamos a escribir
    lcd.print("Luces de casa");//Escribimos en el display que se han apagado las luces de la casa
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("apagadas ");
   delay(1000); //Establecemos un retraso de 1 segundo para que podamos leer el display 
  }
   
   
  if(temperatura<=24.0) //Si la temperatura es menor a 24
  {
      digitalWrite(5, HIGH); //encedemos el led de la chimenea
      Serial.println("Temperatura menor a 24"); //imprimimos por el puerto serial que la temperatura es menor a 24
      delay(1000);
      lcd.clear(); //limpiamos el contenido que pueda tener el display
      lcd.setCursor(0,0);//establecemos la primera linea donde empezariamos a escribir
      lcd.print("La temperatura");//Escribimos en el display la temperatura que hay ahora
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("ahora es ");
      int tempeInt=(int)temperatura; //hacemos un casting para convertir un float a entero, para facilitar la lectura de la temperatura
      lcd.print(tempeInt,DEC); //escribimos en la la temperatura en base decimal
      //lcd.print(temperatura,DEC);
      lcd.print(" C"); //escribimos una C que representa los grados celsius
      delay(5000); //retraso de 5 segundos para leer bien el display
  }
  else //si la temperatura es mayor a 24ºC
  {
          digitalWrite(5, LOW); //apagamos el led de la chimenea y mostramos la temperatura actual
          delay(1000);
          lcd.clear();
          lcd.setCursor(0,0);
          lcd.print("La temperatura");
          lcd.setCursor(0,1);
          lcd.print("ahora es ");
          int tempeInt=(int)temperatura;
          lcd.print(tempeInt,DEC);
          Serial.println("Temperatura mayor a 24");
          delay(1000);
   
  }
 
  delay(100);
 
}

 ESQUEMA DEL CIRCUITO REALIZADO CON FRITZING