Casa Domótica amb Arduino i Android
-
Upload
institut-torre-del-palau -
Category
Documents
-
view
233 -
download
4
description
Transcript of Casa Domótica amb Arduino i Android
Casa Domòtica amb Arduino i Android
Treball de Recerca de Batxillerat
Sergi Calzada, Dani Fargas i Adrián Borrego
Batx. Tecnològic
Tutor: Fernando Hernández
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
2
Índex
1. INTRODUCCIÓ 3
2. DOMÒTICA 6
2.1. HISTÒRIA DE LA DOMÒTICA 6 2.2. ELEMENTS D'UNA CASA DOMÒTICA 7 2.3. CLASSIFICACIÓ DELS SISTEMES DOMÒTICS 8 2.4. APLICACIONS DE LA DOMÒTICA 9
3. ARDUINO 11
3.1. ARDUINO UNO 12
4. DISSENY DEL PROJECTE 15
4.1. MAQUETA 17 4.2. ELEMENTS ELECTRÒNICS 19 4.2.1. SENSORS 19 4.2.2. ACTUADORS 21 4.2.3. ALTRES 23 4.3. PLACA DEL CIRCUIT ELECTRÒNIC 26 4.4. PRESSUPOST 29
5. PROGRAMACIÓ: SCRATCH FOR ARDUINO (S4A) 30
5.1. PROGRAMA 32
6. APLICACIÓ ANDROID 36
6.1. ANDROID 36 6.2. APLICACIÓ 37 6.2.1. DISSENY 37 6.2.2. PROGRAMACIÓ 38 6.2.3. PANTALLES DE L’APLICACIÓ 39
7. APLICACIÓ FINAL 40
8. CONCLUSIONS 42
9. FONTS D’INFORMACIÓ 43
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
3
1. Introducció
Qui no ha volgut mai pujar una cortina, apagar un llum, o tancar la finestra sense aixecar-‐se
del lloc? La idea de la domòtica ens dona solucions per a automatitzar la vida quotidiana
d’una manera senzilla, ràpida i des de qualsevol lloc.
El nostre treball es basa en la construcció d’una maqueta d’una casa domòtica, que seria
aplicar les noves tecnologies en el món de l’habitatge, amb la finalitat de facilitar i millorar
la qualitat de vida de les persones. Per realitzar aquestes funcions comptarem amb dues
plaques Arduino, que realitzaran les accions programades al PC a les que estaran
connectades.
L’objectiu principal d’aquest treball serà poder controlar les funcions quotidianes d’un
habitatge d’una manera centralitzada i automàtica. A més:
• Ens aproparem al coneixement de la domòtica, les possibilitats que pot tenir i les
aplicacions que tenen en el món actual.
• Coneixerem els sensors i actuadors que farem servir en la construcció de la casa
domòtica tanmateix com les plaques Arduino i la seva programació.
• A més, de la creació d’una aplicació Android per poder controlar les funcions de la
casa domòtica des de els nostres smartphones.
• Realitzar un treball en grup i que cadascú de nosaltres tingui que realitzar una part
del treball i tingui una responsabilitat.
• Construir una maqueta amb cartró-‐ploma com a material per simular la casa
domòtica, construïda en una escala 1:18
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
4
Amb aquest treball volem controlar les següents funcions d’un habitatge:
-‐ Portes: Obrir i tancar les portes principals i garatge. La principal, amb combinació o clau.
-‐ Finestres: Obrir o tancar les finestres automàticament.
-‐ Llums: Encendre o apagar les llums de les diferents habitacions i regular la lluminositat
d’alguna d’elles (Menjador i Habitacions).
-‐ Calefacció: Regular la temperatura interna de l’habitatge mitjançant un termòstat, segons
la temperatura que es vulgui aconseguir.
-‐ Ventilador: Regular la temperatura interna de l’habitatge mitjançant un ventilador activat
segons la temperatura.
-‐ Cortina: Pujar o baixar una cortina depenent de la lluminositat rebuda per una LDR de la
llum solar.
-‐ Alarma: Activar o desactivar l’alarma amb combinació o clau.
-‐ Aplicació Android: Control total de totes les accions anteriors des de un dispositiu mòbil,
de manera remota.
A l’hora de l’elaboració del treball ens vam trobar amb diversos problemes com: la rigidesa
dels primers cables utilitzats que provocava poc moviment i la majoria es trencaven
internament una vegada soldats, aquests cables es van haver de canviar per cables paral·∙lels
d’ordinador ja que la seva flexibilitat no produïa aquest problema. Al connectar les plaques
algun dels relés s’activaven i desactivaven immediatament i repetidament. A més, les
entrades analògiques rebien valors estranys que creixien i decreixien. Vam trobar el
problema en una interconnexió de masses. Tampoc hi havia transmissió de moviment entre
el motor i l’eix de la cortina, aquest problema va ser resolt unint els engranatges i la cortina
amb un fil i d’aquesta manera funcionaven a la perfecció. Al provar les llums, vam tenir que
intercanviar uns cables, ja que algun polsador feia encendre les llums d’una estància
diferent. En els últims dies, en connectar-‐ho tot, ens va deixar de funcionar un Arduino. Ens
vam adonar de que teníem un alimentació mal connectada i era la causa de que el microxip
del Arduino es fongués i els reguladors s’escalfessin moltíssim per l’elevat consum. Un cop
substituït el microxip vam tenir apunt la maqueta per a la presentació.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
5
En la realització escrita del treball hem utilitzat dos programes o plataformes com a eines
per a la bona organització d’aquest i la col·∙laboració instantània i mútua amb els membres
del grup: Microsoft SkyDrive i Dropbox.
Dropbox és un servei multimèdia que permet guardar els teus documents i/o carpetes al
núvol d’Internet i així disposar d’aquests documents i/o carpetes en qualsevol moment i lloc
accedint a través d’Internet. Aquests documents són sincronitzats automàticament amb els
nostres ordinadors.
En primeres instàncies del treball vam utilitzar Dropbox per, a través d’una carpeta
compartida, penjar els documents del treball i finalment ajuntar tots aquests en un
document Word com a treball final.
Però a mesura que vam anar avançant el treball vam descobrir una plataforma que era més
rentable a l’hora d’estalviar temps en la construcció del treball escrit. La plataforma
utilitzada va ser Microsoft SkyDrive. Microsoft SkyDrive és una plataforma que permet
l’edició online d’un document de text Word a través del compte de Microsoft o Hotmail.
A través d’aquesta plataforma es va crear un document Word amb el treball escrit i aquest
s’anava actualitzant de manera online i automàtica amb les versions de cada un de
nosaltres.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
6
2. Domòtica
El terme domòtica es coneix com el conjunt de sistemes que són capaços de fer
automàticament les funcions d'una casa. Entre d'altres la domòtica cobreix les funcions de
seguretat, comunicacions, enllumenat... Una de les finalitats de la casa domòtica és l'estalvi
d'energia i l'accessibilitat i facilitat que es té per realitzar totes les funcions que resultarien
més dificultoses si es realitzessin manualment.
2.1. Història de la domòtica
L'origen de la domòtica el podem establir als anys setanta, després de moltes investigacions
van aparèixer els primers dispositius que van ser servits per automatitzar edificis basats en
la tecnologia X10, que és un protocol de comunicacions per el control remot de diversos
aparells elèctrics. Durant els següents anys, es va seguir investigant amb la finalitat de
trobar la casa ideal, on es van començar a investigar amb avançats electrodomèstics i
dispositius automàtics per a la llar. Aquests primers sistemes van ser instal·∙lats
principalment en els Estats Units i només es limitaven a la regulació de la temperatura
ambiental dels edificis de les oficines.
Uns anys més tard, amb la utilització dels ordenadors personals a finals de la dècada dels 80,
es van incorporar en aquests edificis els Sistemes de Cablejat Estructurat (SCE) per facilitar
la connexió de tots els terminals i perifèrics. Tots aquest edificis que tenien instal·∙lat un SCE
es van començar a anomenar edificis intel·∙ligents.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
7
2.2. Elements d'una casa domòtica
Els elements que trobem en una casa domòtica que la fa possible complir automàticament
les funcions d'una llar són els següents:
-‐Sensors: són els encarregats de captar qualsevol tipus de canvi físic en un espai determinat,
i transmetre aquesta informació, directament o a través del controlador a un dispositiu
perquè faci la seva acció als actuadors. Poden ser de pressió, òptics o acústics.
-‐Actuadors: són els dispositius que en rebre una ordre del controlador, realitzen una acció
determinada a la instal·∙lació. Per exemple, poden encendre o apagar un LED, posar en
funcionament el sistema de calefacció...
-‐La unitat de control o controlador: on arriba la informació que capten els sensors, aquesta
unitat de control la processa i d'acord amb el que ha sigut programat envia les ordres als
actuadors corresponents. El controlador només existeix en els sistemes domòtics
centralitzats, en els altres tipus de sistemes domòtics no és necessari la seva utilització. La
unitat de control pot ser qualsevol microprocessador, o fins a un ordinador. En el nostre cas
utilitzarem la placa Arduino, però podem controlar els sensors i actuadors a partir d'un
ordinador personal o també utilitzant un smartphone a través de la aplicació que hem creat
per dispositius Android.
Imatge 1: Exemples de dispositius de sistemes domòtics.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
8
2.3. Classificació dels sistemes domòtics
Podem classificar les instal·∙lacions domòtiques en tres grups: centralitzades, distribuïdes o
mixtes.
• Les instal·∙lacions centralitzades: tots els sensors i els actuadors estan connectats al
controlador, separats per entrades (sensors) i sortides (actuadors)
Imatge 2: Arquitectura domòtica centralitzada.
Poden haver-‐hi instal·∙lacions centralitzades cablejades o sense fils. En els sistemes domòtics
cablejats tots els elements de l'habitatge estan units a la unitat de control mitjançant cables,
mentre que els sistemes domòtics sense fils els elements es comuniquen via
radiofreqüència.
• Les instal·∙lacions distribuïdes: en aquestes no hi ha unitat de control, els elements
van units per mitjà d'un típic cablejat en bus.
Imatge 3: Arquitectura domòtica distribuïda.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
9
• Les instal·∙lacions mixtes: són instal·∙lacions descentralitzades en què el control del
sistema es realitza amb diversos controladors petits. En aquest cas, contràriament a
les instal·∙lacions centralitzades, si un controlador deixa de funcionar els altres
continuaran funcionant.
Imatge 4: Arquitectura domòtica descentralitzada.
2.4. Aplicacions de la domòtica
Es poden agrupar en quatre grans àrees:
• Control i gestió de l'energia. Racionalitzar i reduir el consum d'energia, amb
l'objectiu de reduir la despesa energètica. Per exemple:
a. Programació i zonificació de la climatització.
b. Racionalització de les càrregues elèctriques, en funció de la potència
contractada.
c. Gestió de les tarifes, el sistema prioritza el funcionament d'aparells amb
consum elevat quan la tarifa és més baixa.
d. Regulació de la il·∙luminació en funció de la lluminositat de l'ambient.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
10
• Automatització i control. Incrementar el confort a l'habitatge amb l'automatització
de les tasques més comunes. Per exemple:
a. Centralització de l'encesa i el tancament de l'enllumenat.
b. Control i gestió d'elements com portes, finestres...
c. Control i gestió del reg.
• Seguretat
a. Seguretat de les persones amb la programació d'alertes mèdiques.
b. Seguretat dels béns, amb aplicacions com la gestió del control d'accés o
sistemes d'alarma.
c. Seguretat en les instal·∙lacions, amb el control i la gestió de les alarmes
tècniques.
• Comunicacions
a. Control exterior del sistema (telegestió)
b. Comunicació d'incidències i transmissió d'alarmes.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
11
3. Arduino
Arduino és una plataforma electrònica oberta dedicada a la
creació de prototips que consta d’un software i hardware fàcils
d’utilitzar. El software pot ser descarregat gratuïtament i els
fitxers de disseny de referència disponibles amb una llicència
oberta el que permet adaptar-‐los a les nostres necessitats lliurament.
El microcontrolador de la placa Arduino es programa mitjançant el llenguatge de
programació Arduino basat en el Wiring.
Els microcontroladors més utilitzats son: Atmega168, Atmega328 (l’utilitzat al nostre
projecte), Atmega1280, ATmega8.
Les plaques Arduino més conegudes son: Arduino UNO (utilitzada al nostre treball), Arduino
MEGA, Arduino Diecimila/Duemilanove i Arduino Bluetooth, Arduino Pro, Arduino Nano i
Arduino Mini. A l’hora d’escollir plaques es va comparar entre una placa Arduino UNO, o
una placa Arduino MEGA. Finalment es va decidir d’utilitzar la placa Arduino UNO ja que és
l’única placa amb la que es pot treballar utilitzant el programa “Scratch for Arduino” (S4A).
D’aquestes plaques (Arduino UNO) vam comprar dues plaques ja que en total necessitàvem
10 entrades analògiques, 6 sortides digitals, 6 sortides analògiques, 4 entrades digitals i 4
per als servomotors, i cada placa disposa de 14 entrades digitals que poden ser configurades
també com a sortides, i 6 entrades analògiques.
Entrades i sortides
Consta de 14 entrades digitals que poden ser configurades com entrades i sortides, les quals
operen a 5 volts i cada un pot proporcionar o rebre 40 mA com màxim.
Més informació: http://www.arduino.cc/es/
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
12
Imatge 5: Exemple de plaques Arduino. Arduino MEGA a l’esquerra i Arduino UNO a la dreta.
3.1. Arduino UNO
És un microcontrolador basat en el ATmega328. Te 14 pins d’entrada i sortida digitals, dels
quals: 6 poden utilitzar-‐se com sortides servo, 6 entrades analògiques, connexió USB,
connector d’alimentació i botó de reset. La placa Arduino compta amb el xip Atmega16U2
programat com un convertidor de USB a sèrie.
Característiques
Microcontrolador ATMega328
Voltatge de funcionament 5V
Voltatge d’entrada (recomanat) 7-‐12 V
Voltatge d’entrada (límits) 6-‐20 V
Pins d’entrades i sortides digitals 14 dels quals 6 son sortides servos
Entrades analògiques 6
Corrent continua per entrada o sortida 40 mA
Corrent per 3.3 V 50 mA
Memòria flash 32 KB (0.5KB utilitzats com gestor d’arrencada)
Memòria estàtica d’accés aleatori 2 KB
Memòria ROM 1 KB
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
13
Alimentació
La placa Arduino UNO pot ser alimentada a traves de la connexió USB o amb major potencia
a traves d’una font d’alimentació externa que pot venir des d’un adaptador AC-‐DC o des
d’una bateria. La placa Arduino UNO pot operar amb una font externa de 6 a 20 V. La
potencia dels pins te un interval de volts de 7 a 12 V, si s’estableix una potencia superior a
12 V el regulador de voltatge pot escalfar-‐se i danyar la placa.
Memòria
El microcontrolador de la placa Arduino UNO, el ATmega328 te 32 KB de memòria dels quals
0,5 son utilitzats per al gestor d’arrencada. Disposa també de 2 KB de SRAM (memòria
estàtica d’accés aleatori) i 1KB de EEPROM una memòria ROM que pot ser llegit i escrit amb
la biblioteca EEPROM.
Entrades i sortides
Cadascun dels 14 pins d’entrada o sortida pot utilitzar-‐se com entrada o sortida. Cadascuna
de les entrades i sortides funcionen a 5 volts, i pot proporcionar una intensitat de corrent de
40 mA amb un resistor de 20-‐50 KΩ. A mes, alguns pins tenen funcions especialitzades:
• Pins 0 i 1: Aquests pins son utilitzats es connecten als pins corresponents del chip ATmega8U2 USB-‐a-‐TTL Serial.
• Pins 2 i 3: Aquests pins es poden configurar per provocar una interrupció en un valor baix o un canvi de valor.
• Sortides servo 3, 5, 6, 9, 10, 11: Proporcionen 8 bits de sortida.
• Pins 10, 11, 12, 13: Suporten informació SPI utilitzant la biblioteca SPI.
• Led 13: Un led connectat al pin 13.
La placa Arduino UNO te sis entrades analògiques A0-‐A5 cadascuna amb 8 bits de resolució,
alguns pins tenen funcionalitats diferents:
• Pins A4 i A5: Comunicació de suport TWI mitjançant la biblioteca de filferro.
Hi ha un parell d’altres pins a la placa:
• AREF: Tensió de referencia per a les entrades analògiques.
• RESET: Per restablir el microcontrolador.
Més informació: http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
14
Entrades i Sortides de les dues plaques Arduino
En aquest projecte hem utilitzat el següent esquema d’entrades i
sortides:
Sortides DIGITALS
10à LLUM Garatge
11àLLUM LAVABO
13à LLUM CUINA
Sortides Analògiques
5àLLUM Menjador
6àLLUM Hab 1
9àLLUM Hab 2
Entrades Analògiques
A0àPULS Menjador
A1à PULS Hab 1
A2à PULS Hab 2
A3à PULS Cuina
A4à PULS Lavabo
A5à PULS Garatge
Entrades DIGITALS
2à PULS Finestra 1
3à PULS Finestra 2
Servomotors RC
8àSERVO FINESTRA
12àSERVO FINESTRA
Sortides DIGITALS
10à Motor Persiana (Marxa/Paro)
11àMotor Persiana (Sentit)
13à Alarma
Sortides Analògiques
5à LED CALEFACCIÓ
6àVentilador
9àRelé LED ROJO/VERDE
Entrades Analògiques
A0à PULS Persiana
A1à PULS Entrada
A2à Final de carrera Cortina
A3àSENSOR TEMP
A4àSENSOR LLUM/ LDR
A5àPOTENCIOMETRE
Entrades DIGITALS
2àTECLAT /Clau
3à SENSOR MOVIMIENT
Servomotors
8à SERVO PORTA
12àGARATGE
1
2 Servomotors Analògica
Digital
ENTRADES SORTIDES
Analògica
Digital
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
15
4. Disseny del projecte
El treball consta d’uns elements principals: La maqueta construïda amb tot el cablejat que
connecta tots els seus elements, una placa perforada preestanyada amb un circuit
electrònic i les dues plaques d’Arduino que processen i actuen per a complir les funcions. Els
elements electrònics van units a la casa, i els seus cables passen per diferents forats
efectuats a la fusta que fa de base de la casa fins a sota d’aquesta on hi ha regletes (on
connectem els cables negatius de cada element) i els cables positius passen per sota de la
casa i van cap a la placa perforada preestanyada on seran comunicats amb els cables
Arduino per així poder efectuar les seves funcions.
Per començar, explicarem els materials de la maqueta, com esta constituïda i la seva
disposició.
Les plaques de control estan situades a l’espai sobrant de l’esquerra de la maqueta. En
aquest espai hi trobem diferents circuits de control:
Primerament, el circuit prefabricat del teclat de l’entrada, dins d’una carcassa de metall i el
teclat en sí que esta collat a la fusta en una ranura de la seva mida. El teclat es connecta
amb el circuit amb 8 cables que li donen la combinació. El circuit, si se li entra la combinació
correcta, obre un relé que és el que utilitzem per a donar la senyal al nostre Arduino. Aquest
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
16
circuit, que conte un transformador, esta connectat a la corrent de casa de 230V AC. També,
aprofitem aquest transformador per a alimentar el nostre circuit d’interconnexió construït
en la perfboard a 12V DC.
Aquest circuit dissenyat per nosaltres és el que
ens serveix per a la connexió amb tots els
elements de la casa i es troba darrera del
circuit del teclat. Consta dels components
necessaris per a la bona connexió i
funcionament de les funcions.
El circuit d’interconnexió esta connectat als
dos Arduino situats al darrere d’aquesta. I
finalment, els Arduino estan connectats a un
aparell hub USB que juntament amb el cable
USB de la Webcam van connectats al
ordinador mitjançant el port USB.
A més, des del dispositiu Android connectat al servidor del programa, envia les funcions que
vulguem realitzar a la maqueta de manera wireless ,és a dir, sense fil.
Imatge 6: Zona de plaques a la maqueta.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
17
4.1. Maqueta
La casa domòtica està fabricada amb un material molt lleuger i bastant resistent com és el
cartró ploma. Es coneix com a cartró ploma per aquestes característiques ja que és resistent
com el cartró i lleuger com una ploma. Esta
compost d’un plàstic escumat anomenat
poliestirè expandit recobert de dues capes de
cartró. Per subjectar de peu la casa i oferir una
major estabilitat es va enganxar la casa a una
base de fusta, en la qual també es van implantar
les plaques Arduino i per on es va fer passar tot
el sistema de cablejat. La fusta és de tipus
laminat, una fusta que consisteix en la unió
encolada i premsada de diverses lamines de fusta massissa. La mida de la base de fusta és
de 70x60 cm.
Per a millorar l’acabat, vam enganxar un mosaic que simula maons reals a les parets
exteriors de la casa. També la fotografia real d’una porta d’entrada i el garatge. A més, el
garatge està pintat per l’interior de manera que simuli un garatge real.
També vam fer aquest disseny amb un programa CAD per a que ens quadressin totes les
peces i retallares amb precisió, i per calcular la quantitat de material que calia comprar, és a
dir, 2 peces de 70x50cm. Per al gruix d’aquestes, la mesura que ens va semblar més
adequada va ser la de 5mm.
Imatge 8: Disseny CAD de les peces de cartó ploma.
Imatge 7: Lamines de cartró ploma.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
18
Per a construir la maqueta amb la màxima precisió possible i estructurar les habitacions i els
elements que fan les funcions, vam fer un disseny de la casa i la disposició de les plaques
per a fixar definitivament la idea que teníem en ment, i els esbossos que havíem dibuixat.
El disseny el vam fer amb el mateix programa CAD utilitzat anteriorment per a les plaques
de cartró ploma, el Qcad. En ell, hi hem indicat les mides i el nom de cada estància.
Imatge 9: Disseny CAD de la maqueta.
La casa consta de 7 estàncies: La entrada, 2 habitacions, un menjador, la cuina, un lavabo i
el garatge.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
19
4.2. Elements electrònics
A continuació explicarem tots els elements electrònics que fan les funcions elementals a la
casa domòtica. Els hem classificat segons la seva funció: Sensors, Actuadors i Altres.
4.2.1. Sensors
LDR o sensor de llum
Un LDR o una fotoresistència és un component elèctric que
disminueix la seva resistència quan incideix més llum sobre el
component. L’estructura del LDR és ben senzilla, consta d’una
capsula de resina la qual detecta la llum i a la part inferior
d’aquesta capsula hi trobem els terminals. Aquest LDR serà
utilitzats per detectar la quantitat de llum de l’exterior de la
casa per a complir les funcions programades.
Sensor temperatura
Un sensor és un aparell capaç de detectar diverses magnituds i
transformar aquestes en variables elèctriques per enviar-‐les a un
altre aparell. El sensor de temperatura ens proporcionarà el valor de
temperatura de l’interior de la casa i l’enviarà al PC. Segons aquesta
temperatura farem actuar algun dels elements de la casa per a
obtenir la temperatura desitjada, indicada amb el potenciòmetre
com a termòstat. Si la temperatura és més baixa de la desitjada, els
radiadors s’encendran mentre que si la temperatura és superior, serà
el ventilador el que s’encengui.
Potenciòmetre
Un potenciòmetre és un resistor amb un valor de resistència
variable, d’aquesta manera pot controlar la intensitat de corrent
que passa per un circuit si connectem el potenciòmetre en
paral·∙lel o la diferencia de potencial si el connectem en sèrie. En
el nostre cas connectarem el potenciòmetre a una de les plaques
Imatge 10: LDR.
Imatge 11: Sensor de temperatura.
Imatge 12: Potenciòmetre.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
20
Arduino per a recollir el valor de la seva resistència. Amb aquest valor podem obtenir la seva
posició, que utilitzarem per a poder indicar la temperatura desitjada per l’ambient de la
casa, és a dir, com a termòstat analògic.
Sensor de moviment o PIR
Com ja s’ha explicat a l’apartat del sensor de
temperatura, un sensor és un aparell capaç de
detectar diverses magnituds i transformar aquestes
en variables elèctriques per enviar-‐les a un altre
aparell. Aquest sensor de moviment serà
l’encarregat de detectar qualsevol moviment quan
l’alarma sigui activada. Quan es detecti moviment,
enviarà la senyal al programa, que farà sonar
l’alarma. En aquest cas té el circuit necessari per a
que funcioni juntament amb el sensor de moviment, amb tres cables, Negatiu, alimentació
de 5v i el de senyal d’alarma.
Polsadors
Un polsador és un dispositiu electrònic que funciona
com un interruptor elèctric utilitzat per activar alguna
funció, en aquest cas el polsador enviarà la senyal al
Arduino de que s’està pressionant i el polsador tindrà
la funció de encendre o apagar els llums i, obrir o
tancar les finestres, tot depèn de la funció que se li
hagi aplicat a cada polsador prèviament.
Hi ha dos tipus de polsadors els NT (normalment tancats) i els NO (normalment oberts). En
la nostra casa domòtica hem utilitzat polsadors NO.
Els polsadors consten d’una lamina conductora que estableix contacte entre dos terminals
Imatge 13: PIR o sensor de moviment.
Imatge 14: Polsadors.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
21
en pressionar el polsador i una molla que fa que la lamina torni a la seva posició original
quan es deixa d’exercir la força sobre el polsador. Els polsadors podran ser utilitzats per
encendre les llums i per obrir les finestres quan sigui necessari fer-‐ho manualment.
4.2.2. Actuadors
Servomotors
Un servomotor o “servo” és un dispositiu similar a un
motor de corrent continua que permet elaborar una
funció amb un eix de rotació. La diferencia és que
aquest son molt més precisos ja que la seva rotació ve
donada per els angles que se li indiquin. Dins del servo
hi ha un potenciòmetre el qual envia uns certs volts al
motor i aquest en girar fa girar l’eix superior del servo i
per tant la roda del servomotor. Tenen tres cables, el negatiu, l’alimentació de 5V i el que va
connectat al Arduino per a rebre la tensió que li indica l’angle que a d’assolir.
Aquests servos són utilitzats a la casa domòtica en diferents parts de la casa: Dos servos
seran instal·∙lats a les finestres, un a la porta, i un servo més gran al garatge.
Motor DC
Un motor elèctric és, a partir de la definició general de
motor, una màquina capaç de convertir energia
elèctrica en energia mecànica i aquesta és capaç de
produir un treball.
Aquest motor però, serà utilitzat amb una reducció per
engranatges, això farà que la velocitat de gir del motor
disminueixi adaptant-‐se adequadament a la velocitat
necessària per efectuar l’operació d’obertura de la cortina.
Imatge 15: Servomotor.
Imatge 16: Motor DC.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
22
Imatge 19: LED's amb encapsulat transparent.
Ventilador
El ventilador és un aparell que mitjançant un eix de rotació,
que consta d’unes fulles que elaboren uns girs continus a una
certa velocitat, propulsen l’aire refredant l’ambient. El
ventilador utilitzat és un petit ventilador de torre d’ordinador
que funciona a 12v DC (corrent continu). Aquest ventilador a
la casa domòtica la única missió que tindrà serà simular un
sistema de refrigeració o aire condicionat, quan la
temperatura de la casa sigui superior a la desitjada.
LED’s
Un LED és un díode semiconductor que emet llum. Cada LED
te dues potes: ànode (positiu) i càtode (negatiu). El
funcionament consisteix en que els electrons passen a la
banda de conducció d’electricitat i la part que es perd es
converteixen en fotons. Per que el LED funcioni bé se li sol
aplicar un voltatge des de 1,8 V fins a 3,8 V. En aquest cas
utilitzem LED’s d’alta lluminositat amb llum blanca i
encapsulat transparent. En farem servir 8 de 3 mides diferents. Els més petits per a la cuina
(2) i el lavabo, els mitjans per a les habitacions i els més grans per al menjador (2) i el
garatge. Aquests van alimentats amb 3,2V i simularan la il·∙luminació de cada estància de la
casa.
Imatge 17: Ventilador 12v DC.
Imatge 18: Col·∙locació del ventilador en el menjador.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
23
Barres LED’s vermells
A la casa domòtica les barres de LED’s vermelles
simularan els radiadors de la calefacció. Quan els sensors
de temperatura abans esmentats detectin que la
temperatura és inferior al interval fixat, el PC enviarà
l’ordre al relé de la placa preestanyada que encendrà
totes les barres de LED’s vermelles simulant l’escalfor dels
radiadors. Utilitzen la mateixa tensió que un LED normal si
els connectem en paral·∙lel, però augmentant la intensitat.
Brunzidor
Un brunzidor és un transductor electroacústic que
produeix un so continu o intermitent de un mateix to.
El funcionament consta en la seva construcció de dos
elements un electroimant i una lamina metàl·∙lica
d’acer. Quan s’acciona el brunzidor, el corrent passa
per la bobina de l’electroimant i produeix un camp
magnètic que fa sonar la lamina d’acer. Quan el sensor
de moviment estigui activat i detecti algun moviment, el programa enviarà una senyal
elèctrica al brunzidor i aquest s’encarregarà d’emetre el seu soroll simulant una sirena
d’alarma de seguretat. El brunzidor funciona a 5v.
4.2.3. Altres
Placa perforada preestanyada
Una perfboard és una placa de circuit perforada
preestanyada els orificis dels quals estan
circumdats per material conductor, però no estan
interconnectats entre si a diferència de la placa
protoboard, aquí les interconnexions entre ells es
realitzada a traves de cables o camins de
soldadura, en aquest cas són camins de soldadura.
Imatge 20: Barra de LED'S vermella.
Imatge 21: Brunzidor.
Imatge 22: Perfboard.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
24
Aquest tipus de placa normalment es fabriquen unint una lamina de material conductor a
una base de material plàstic sintètic anomenat baquelita. La placa perfboard serà utilitzada
per comunicar tots els cables procedents de la casa domòtica amb les plaques Arduino UNO,
i afegir-‐hi alguns components: com relés, resistències, díodes... quan siguin necessaris.
Teclat amb circuit prefabricat
També utilitzem un teclat per al control d’accés que funciona
amb el seu circuit i carcassa independents. Aquest teclat
disposa d’un circuit prefabricat instal·∙lat a la mateixa
estructura del teclat. Aquest circuit prefabricat no és res més
que un circuit preparat per que aquest teclat funcioni
correctament, processant el codi introduït i, si és el codi que
s’ha programat anteriorment, doni una senyal d’accés al
Arduino connectat al PC.
Aquest circuit es connecta a corrent alterna de 230V i, amb un transformador, alimenta el
circuit a 12 V de corrent continua. És un teclat de 110 codis d’usuari amb dos sortides relé
una que funciona amb 5A i l’altra amb 1A NT (normalment tancada) i NA (normalment
oberta) incorporades per controlar qualsevol aplicació de control d’accés, en el nostre cas,
controlar l’entrada a la casa domòtica desactivant l’alarma i obrint la porta.
A més, utilitzem el transformador d’aquest circuit per alimentar el circuit de la nostra placa
perforada.
Imatge 23: Teclat amb circuit prefabricat.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
25
Clau electrònica
En aquest cas la clau no actua com la típica clau per obrir i tancar
la porta de forma mecànica, sinó que actua com un interruptor,
és a dir, la clau és l’encarregada de deixar passar o no la senyal
que s’envia al Arduino per a obrir la porta.
La clau té la mateixa funció que el teclat, dona accés a la casa
desactivant l’alarma i fent actuar el servo per obrir la porta
principal.
Web Cam
Una web cam és una càmera de dimensions petites que capta
imatges, les grava i les envia a traves d’Internet a un altre
ordinador o simplement, les guarda a l’ordinador. Aquesta
càmera web està formada per un lent, un sensor d’imatge i
els circuits necessaris per a que aquesta funcioni. Els sensors
d’imatge són de dos tipus: el CCD (dispositiu de carrega
acoblada) i el CMOS (complementari de metall òxid
semiconductor).
Aquesta web cam serà utilitzada per a poder veure i escoltar tot el que passi en l’entrada
principal des de qualsevol lloc amb el Smartphone i, rebre una notificació quan es detecti
moviment. Aquesta, anirà connectada al ordinador que enviarà les imatges i els sons captats
per la xarxa.
En aquest cas, la Web Cam te una resolució VGA amb sensor CMOS i micròfon integrat, i
anirà connectada al mateix PC que utilitza les plaques Arduino, funcionant com a servidor i
enviant les imatges per la xarxa.
Imatge 24: Clau electrònica.
Imatge 26: Web Cam.
Imatge 25: Clau col·∙locada a la paret de la maqueta.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
26
4.3. Placa del circuit electrònic
Per realitzar la connexió entre els diferents elements de la casa i les plaques d ‘Arduino hem
fet servir una placa perfboard. En aquesta placa també hem col·∙locat les diferents
resistències dels polsadors, LED’s...
El disseny de la placa es va fer utilitzant el programa Crocodrile amb una de les seves
aplicacions que permet dissenyar sobre una base la teva placa PCB amb tots els elements
amb mida real i simular les connexions que s'han de fer a la placa. El disseny final és el
següent:
Imatge 27: Disseny del circuit electrònic en 3D.
On els components estan representats i les connexions que es realitzen per la part posterior
de la placa estan representades amb el color vermell.
Imatge 28: Cara superior del circuit electrònic de la placa.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
27
Podem dividir la placa del circuit electrònic en aquestes seccions:
• Resistències polsadors: Els polsadors estan connectats a la part inferior de la placa,
els cables que arriben dels polsador estan units mitjançant els borns indicats a la
imatge, mentre que els cables que van al Arduino van soldats entre els borns i les
resistències. Les resistències emprades són de 10kΩ i totes van unides al negatiu
mitjançant un terminal de la resistència. D’aquesta manera, si no es prem cap
polsador, l’entrada del Arduino estarà a massa i un cop es premi algun dels polsadors
aplicaran 5v a la entrada corresponent del Arduino.
• Relé Motor: Un dels tres relés que fem servir en la placa serveix per
el control del motor de la cortina del menjador. Aquest relé ens
permetrà canviar la direcció de gir del motor utilitzant una única
sortida del Arduino (5v), commutant el positiu i el negatiu del motor
invertint el seu sentit de gir.
• Relé LED bicolor: L’altre relé, es utilitzat per canviar el color del LED
bicolor que es troba a la porta d’entrada de la casa domòtica.
Aquest LED estarà permanentment de color vermell i canviarà a verd si la clau
introduïda en el teclat és correcta o si fem servir la clau electrònica per obrir la
porta. El programa serà l’encarregat de decidir la posició d’aquest relé segons el
color desitjat, donant, o no, els 5v per la sortida del Arduino.
Imatge 29: Relés 5v utilitzats
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
28
• Relé ventilador: Per a encendre el ventilador del menjador, com funciona a 12v, em
utilitzat un relé que l’acciona a 12v quan rep la senyal del Arduino (5v).
• Circuit integrat: Un altre dels elements utilitzats
és un circuit integrat L293D. Quan aquest circuit rep una
tensió per un dels seus terminals alimenta a 5 volts a un
altre terminal específic. Amb aquest circuit podem
aconseguir els 5 volts sense fer servir els que ens
proporciona la placa Arduino, ja que sinó els altres
elements es podrien arribar a fer malbé per el gran
consum que algun dels elements de la casa necessita.
D’aquesta manera alimentem aquests elements del
transformador directament. El circuit integrat fa la mateixa funció que els tres relés
del circuit, alimentar un element amb molt consum, quan l ’Arduino li doni la tensió
senyal. El integrat alimenta a 5V i el relé a la tensió que se li apliqui a una de les
potes.
• Reductor de tensió: També ho hem dissenyat per poder reduir els 12
volts que ens donava el transformador que ve amb el circuit del teclat,
això ho hem pogut fer gràcies a dos reguladors de tensions de 12v a 5v
(LM7805). Primer de tot s'ha de rectificar l’entrada del transformador
mitjançant un díode i un condensador, amb això aconseguirem reduir
el voltatge i alimentar els elements del circuit. En aquest cas, un per
alimentar el circuit i l’altre per alimentar els elements
(per exemple els servomotors) de la maqueta
• Resistències LED: Són les resistències necessàries per a que els LED’s de les
estàncies de la maqueta funcionin amb el seu voltatge corresponent, és a dir, a 3,2V.
Són 4 resistències de 180 Ω per als LED’s individuals del lavabo, el garatge, i les dos
habitacions; i 2 resistències de 100 Ω per a les dos estàncies que tenen 2 LED’s en
paral·∙lel, el menjador i la cuina.
Imatge 30: Circuit integrat (L293D)
Imatge 31: Regulador de tensió (LM7805)
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
29
4.4. Pressupost
Aquest és el llistat de materials, i els seus respectius preus, utilitzats en la construcció
d’aquest projecte:
En aquest preu total no està inclòs el preu de la mà d’obra, com tampoc el preu de les
eines fetes servir per a realitzar la construcció de la maqueta.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
30
5. Programació: Scratch for Arduino (S4A)
Les funcions que realitzarà els Arduino que tenim connectats a la
maqueta les hem programat mitjançant el programa “Scratch for
Arduino” (S4A). Aquest programa és una modificació del original Scratch
(feta per Citilab) per a que suporti la connexió de plaques Arduino, diferencia del original,
que és només per dissenyar funcions i efectes gràfics en pantalla. (Per exemple jocs senzills).
Més informació i descàrrega gratuïta: http://seaside.citilab.eu/scratch/arduino
Em triat aquest programa per a programar ja que la seva programació es fa en blocs, el que
facilita molt la manera de escriure totes les funcions i les llargues línies de codi. Es a dir, em
buscat la manera més viable per a aconseguir els nostres objectius de manera eficaç, ràpida
i el més ràpid possible, ja que és un projecte llarg, amb molta feina, en un temps
relativament curt.
A més, el motiu que més ens va interessar per elegir aquest programa va ser la opció de
accedir-‐hi, un cop actiu, a través de la xarxa, fent viable el control de les funcions de manera
remota. El programa fa un petit servidor al PC al que se li poden activar funcions i canviar
variables d’aquest.
Per a fer funcionar el Arduino amb aquest programa cal escriure un petit “firmware” al la
memòria del Arduino. Aquest petit codi s’encarregarà de rebre la informació de tots els
sensors de les entrades del Arduino i enviar-‐les al S4A del PC, i alhora, enviar del PC al
Arduino les funcions que han de realitzar les sortides. El firmware ens el proporcionen els
mateixos creadors del S4A i el podem trobar a la seva web, al apartat de descarregues
juntament amb el propi programa, i per descomptat, tot gratuït.
Resumint, no utilitzarem el Arduino com es fa normalment carregant el programa a la seva
memòria i funcionant independentment, sinó que i carreguem un codi per a que treballi
sincronitzat amb el PC i sigui el aquest qui analitzi les variables i faci les funcions, utilitzant el
Arduino només com actuador d’entrades i sortides.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
31
Primer de tot carreguem el firmware amb el
software original del Arduino per a gravar-‐lo a la
memòria. Aquest el trobem a la pàgina web
http://arduino.cc/es/Main/Software.
Un cop tenim l ‘Arduino preparat, ja podem programar totes les funcions que volem que faci
la casa al “Scratch for Arduino”.
Imatge 33: Captura del entorn gràfic del programa Scratch.
Imatge 32: Software d'Arduino.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
32
5.1. Programa
Aquestes són las captures de pantalla de la programació en blocs de les 2 plaques Arduino.
Placa 1
Primerament, en activar el programa
fixem els dos servomotors que
funcionen amb aquesta placa al seu
angle per a que estiguin tancats. En
aquest cas les dues finestres.
Seguidament, obrim un bucle que fixa
contínuament la lluminositat de les
habitacions i el menjador a la variable
del tant per cent que li pertoca.
El bucle també és l’encarregat d’activar
les funcions assignades a cada polsador.
Aquesta placa és l’encarregada de la
il·∙luminació de la maqueta. Amb el bucle,
segons els polsadors que es premin
encendrem un llum o un altre.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
33
Finalment, les funcions que fa aquesta placa, és a dir, encendre o apagar els llums quan es
premi un botó o el dispositiu Android o faci activar. Quan es prem el polsador d’una llum
regulable es suma 25% a la llum actual i quan aquesta es 100% es posa a 0%.
Aquestes funcions i condicionals
són les encarregades únicament de
detectar si varia el valor rebut pel
dispositiu Android per a variar el
tant per cent de les llums
regulables.
I el mateix al inrevés, si es prem un
dels polsadors d’aquestes estàncies
no es tindrà en compte el
smartphone i variarà la il·∙luminació
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
34
Placa 2
Primerament, com a la placa
anterior, en activar el programa
fixem els dos servomotors al seu
angle per a que estiguin tancats.
En aquest cas, la porta i el
garatge.
Seguidament obrim un bucle que
fixa constantment les variables
del termòstat i de temperatura al
resultat de les operacions
corresponents per a calcular-‐los.
El termòstat a partir dels mV de
l’entrada del Arduino connectada
al potenciòmetre i la temperatura
als mV que ens donen el sensor
de temperatura.
A més, el bucle fa activar les
funcions assignades a cada
polsador segons la seva posició.
Els polsadors connectats a les
entrades analògiques s’activen
quan reben un valor més gran
que 200. El valor corresponent al
màxim, de 5v, es de 1023.
Els polsadors connectats a les
entrades digitals donen un
condicional de cert o fals.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
35
També hi podem trobar condicionals que activen o desactiven la calefacció o el ventilador
segons el valor de la variable temperatura. O fan sonar l’alarma quan el PIR (sensor de
moviment) dóna la senyal. Quan l’alarma està activada el LED de l’entrada farà
pampallugues.
Finalment, les funcions que fa aquesta placa, és a dir, els actuadors. Aquestes funcions
s’activen quan la part anterior del programa les activa o són activades des de el dispositiu
Android. Aquests són: La porta d’entrada i garatge, el so d’alarma, la calefacció, el
ventilador i la cortina. A més, el temporitzador de 10 segons que s’activa quan s’obra la
porta principal per a que es torni a tancar automàticament.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
36
6. Aplicació Android
A més a més, volem aplicar el control de la maqueta des d’un
dispositiu Android, elaborant una aplicació per aquest sistema.
Fer aquesta aplicació com una ampliació al treball principal, la
domòtica.
6.1. Android
Android és un sistema per a dispositius mòbils que s’està expandint molt actualment. Va ser
dissenyat per la gran empresa Google, i és un sistema de codi obert.
La majoria de gent ja te un mòbil smartphone
amb aquest sistema, ja que és utilitzar per gran
part des distribuïdors d’aquests dispositius i és
el sistema amb més varietat d’aplicacions. Un
gran avantatge és que, com és de codi obert,
qualsevol pot dissenyar una aplicació del
sistema.
Aquestes aplicacions es poden publicar i descarregar des de la tenda Google Play
(https://play.google.com) ja siguin aplicacions gratuïtes o de pagament.
Amb això ens volem apropar a les innovacions actuals i la gran utilitat i comoditat que té el
control de casa des de el teu mòbil a qualsevol lloc on siguis.
Imatge 34: Exemples de Smartphones.
Imatge 36: Icona aplicació.
Imatge 35: Smartphone amb la aplicació en pantalla.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
37
6.2. Aplicació
6.2.1. Disseny Per a dissenyar una aplicació Android des de zero, tot i ser una programació senzilla, cal
tenir experiència, i molta dedicació. És una tasca complicada que portaria molta feina i
temps necessari per a elaborar el treball principal.
Per aquest motiu utilitzarem una eina online que Google ofereix per al disseny d’aplicacions
d’una manera molt visual i amb programació per blocs. Aquesta eina s’anomena “App
Inventor” i la podem trobar en la pàgina web http://beta.appinventor.mit.edu. Encara està
en fase Beta però ens ha estat útil i còmode per complir els nostres objectius.
Imatge 37: Captura de la eina en línia "App Inventor".
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
38
6.2.2. Programació
Un cop dissenyada la part gràfica amb tots els elements que hem estructurat (botons,
camps de text, imatges, lliscants,...), en centrem en programar la funció de tots aquests. Per
a fer-‐ho, quan fem clic a “Open the Blocks Editor” se’ns obre un espai de treball dissenyat
en Java, per tant, l’hem de tenir instal·∙lat ( http://www.java.com/es/download ).
En aquesta àrea de treball es on podem trobar tots els elements que em col·∙locat en el pas
anterior i unir-‐los amb diferents blocs per a fer diferents funcions.
Finalment, un cop tenim tots els blocs units per tal de que compleixin les
funcions desitjades cal empaquetar la aplicació per a poder descarregar-‐la i
provar si funciona correctament.
Per a fer això em de desar les modificacions fetes en la programació i tornar al
navegador on tenim la part gràfica. Allà, en el botó “Package for Phone”
podem triar si volem descarregar l’instal·∙lador al ordinador, o mostrar un codi
de barres QR per a descarregar l’instal·∙lador des de el mòbil directament. Amb
Imatge 38: Captura de la programació en blocs de l'aplicació.
Imatge 39: Codi QR per a descarregar l'aplicació.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
39
l’arxiu instal·∙lador en format .apk, obrint-‐lo des de el mòbil, se’ns instal·∙la la aplicació que
em dissenyat amb App Inventor, de manera online.
Amb això hem aconseguit tenir l’aplicació per a Android que utilitzarem per a controlar
varies funcions de la casa domòtica.
6.2.3. Pantalles de l’aplicació
Es pot descarregar la nostra aplicació des de:
http://bayfiles.com/file/x9eH/CpqTIj/DomoHouse.apk
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
40
7. Aplicació Final
Finalment el funcionament final de la nostra casa domòtica va ser el següent:
Per entrar a la casa es disposa d’un teclat i una clau, quan qualsevol d’aquests dos és
activat, la porta s’obriria automàticament amb el servo. Només entrar veiem just al davant
una web cam que en qualsevol moment podríem veure el que capten amb el nostre
smartphone. Diversos sensors pràcticament fan funcionar tota la casa i tots els elements.
Començant pel LDR, o sensor de llum detecta la llum i segons els valors detectats envia les
senyals electròniques corresponents a la persiana. Si el LDR detecta que la llum és
insuficient enviarà la senyal electrònica a la persiana per que aquesta pugi.
Imatge 40: Fotografia del projecte finalitzat.
El sensor de temperatura s’encarregarà del control de la temperatura de la casa. En detectar
que la temperatura de la casa és inferior a la marcada farà que tots els radiadors s’engeguin,
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
41
encara que, si aquesta temperatura és superior a la desitjada, no sols els radiadors
s’apagaren si no que el ventilador, situat al menjador s’engegarà.
Tornant a la part de seguretat a la casa disposem de tres elements per garantir-‐la: el sensor
de moviment, el brunzidor i la web cam. En activar el sistema de seguretat, el sensor de
moviment, situat just a sobre de la porta s’activa i en obtenir qualsevol moviment actuaria
enviant una senyal al brunzidor i aquest es disposaria a efectuar el seu so simulant una
alarma.
Per últim disposem de polsadors, connectats a llums i finestres que, en cas de voler o
necessitar obrir portes o llums manualment en pressionar el polsador complirien la funció
assignada. El LED vermell/verd situat a la porta que en col·∙locar-‐se verd mitjançant el relé
permet l’entrada a la casa i en col·∙locar-‐se vermell indicaria que no es permet l’entrada a
casa.
Evidentment totes les funcions explicades es podrien controlar pel telèfon mòbil mitjançant
l’aplicació Android explicada anteriorment a l’apartat 7.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
42
8. Conclusions
Al principi del treball ens vam plantejar uns certs objectius que volíem complir amb aquest
projecte de recerca. Els objectius principals eren:
• Poder controlar les funcions quotidianes d’un habitatge d’una manera centralitzada i
automàtica.
• Apropar-‐nos al coneixement de la domòtica, les possibilitats que pot tenir i les
aplicacions que tenen en el món actual.
• Conèixer els sensors i actuadors que farem servir en la construcció de la casa
domòtica tanmateix com les plaques Arduino i la seva programació.
• A més, de la creació d’una aplicació Android per poder controlar les funcions de la
casa domòtica des de els nostres smartphones.
• Construir una maqueta amb cartró-‐ploma com a material per simular la casa
domòtica, construïda en una escala 1:18.
Arribats al final del treball tots aquests objectius han estat aconseguits. Ha estat un treball
difícil ja que hi ha bastant dificultat tècnica per programar una casa completa mitjançant
Arduino, encara això hem anat aprenent dels errors i hem acabar aconseguint programar la
casa domòtica.
Amb aquest treball hem arribar a la conclusió que es pot programar una casa amb un sol
ordinador i un parell de plaques Arduino, i que s’ha de treballar amb una gran precisió
perquè el mínim error et provoca que el treball no funcioni. És un treball llarg i difícil pel que
s’han de dedicar moltes hores.
Per últim hem confirmat que la domòtica és una tècnica molt útil i que facilita molt la vida
quotidiana en els habitatges.
Treball de Recerca: Casa Domòtica Adrián Borrego, Sergi Calzada, Dani Fargas
43
9. Fonts d’Informació
Pàgines Web
• Arduino http://arduino.cc/es/Main/Software http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno àPàgines oficials d’Arduino amb el software, exemples, informació i fitxes tècniques de les seves plaques, etc.
• Grup Citilab (Setembre 2010) “Projecte Scratch” http://seaside.citilab.eu/scratch/arduino àPàgina oficial del programa Scratch for Arduino (S4A) on hi trobem informació i el software.
• Sergio González Moreau (Noviembre de 2011) “MONOGRÁFICO: Desarrollos de Scratch para robótica, Enchanting y S4A -‐ Scratch for Arduino (S4A)” http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/es/software/software-‐educativo/1018-‐monograficodesarrollos-‐de-‐scratch-‐para-‐robotica-‐enchanting-‐y-‐s4a?start=3 àInformació sobre Arduino, les plaques, i la seva programació per a cada programa.
• Arduteka (2012) “S4A Scratch Arduino” http://www.arduteka.com/s4a-‐scratch-‐arduino/ àInformació sobre com programar els diferents sensors en el programa Scratch for Arduino (S4A).
• Wikipedia http://es.wikipedia.org/ àEnciclopèdia digital d’on hem consultat informació general sobre la domòtica i els elements electrònics, i el correcte funcionament d’aquests.
Llibres
• “Domótica e Inmótica” Cristóbal Romero Morales, Francisco Vázquez Serrano i Carlos de Castro Lozano (Ed. Ra-‐Ma) àLlibre sobre domòtica obtingut de la biblioteca del institut.
• “Tecnologia Industrial 1r Batxillerat” Ed. Mc Graw Hill à Llibre de text de Tecnologia Industrial de primer de Batxillerat. Informació sobre domòtica a la Unitat 5 apartat 3.