INSTITUTO TECNOLGICO DE ZACATEPEC

Control de la iluminacin en casa/habitacin

Taller de investigacin II

Enero-Junio 2015

Flores Bravo Hugo

IntroduccinEn el presente trabajo se da a conocer un sistema enfocado a la automatizacin de la conmutacin de las luces a travs de un dispositivo mvil utilizando una comunicacin va bluetooh, en un hogar donde se facilite el confort del usuario en este caso se dar a conocer la metodologa de cmo se implementa, adems de obtener un ahorro de energa en el hogar y para hacer ms confortable.

Esta investigacin realizada es un sistema que basa su funcionamiento en el control de la iluminacin en casa/habitacin con el fin de proporcionar una herramienta para la comodidad de las personas.El control de la iluminacin en casa/habitacin se dedicara a mejor en algunos aspectos del tipo de vida de personas.

Facilitar y generar un mayor confort en el encendido y apagado de la iluminacin del hogar para cualquier tipo de personas.

Tiene como fin: Mejorar el tipo de vida de personas. Ayudar en el ahorro de energa. Minimizar los costos de cargos por el uso de energa elctrica.

Planteamiento del problemaPersonas que viven en sus hogares requieren tener el control del encendido y apagado de la iluminacin del hogar hacindolo desde un dispositivo mvil.

Objetivo General

Mostrar la metodologa para un sistema de iluminacin del hogar que pueda ser manipulado por medio de un dispositivo mvil con sistema operativo Android, utilizando hardware y software libre.

Objetivos Especficos:

disear una aplicacin para un dispoitivo mvil con sistema operativo Android que tenga los parmetros para la administrar los componentes del sistema.

Mostrar el diagrama del sistema que controle la iluminacin del hogar. Utilizar la tecnologa bluetooh para la comunicacin entre el sistema y un dispositivo mvil.

Hiptesis

Con este sistema se minimizaran los costos de cargos por el uso de energa elctrica. Mejorar el tipo de vida de personas en su hogar, haciendo ms confortable su vida. El encendido y apagado de la iluminacin podr ser ms rpido.

Justificacin

Debido a la falta de sistemas o mecanismos, para el confort hacia las personas o para el ahorro energtico en nuestro hogar. Es por eso que se ha decidido, mostrar el diseo de un sistema para control de la iluminacin para el hogar con una aplicacin adaptada en la plataforma android en un Smartphone. En especfico para minimizar esa incomodidad de levantarse ya sea para encender o apagar las luces elctricas de una casa, sin la necesidad de llegar a un punto especfico de la casa para hacerlo, sino que con oprimir un simple botn lograrlo.El proyecto a desarrollar se enfoca el control de la iluminacin del hogarLos beneficios del sistema le darn a los usuarios o habientes: Comodidad en el manejo de luces Ahorro energtico

Marco terico.

Aplicaciones de desarrollo.Los SmartphoneSe denomina Smartphone a la familia de telfonos mviles que disponen de un hardware y un sistema operativo propio capaz de realizar tareas y funciones similares a las realizadas por los ordenadores fijos o porttiles, aadindole al telfono funcionalidades extras a la realizacin y recepcin de llamadas y mensajes telefnicos. Conocidos tambin como telfonos inteligentes (Smart es inteligente y phone es telfono en ingls) son considerados como la evolucin tecnolgica a los clsicos telfonos mviles.Los primeros Smartphone se diferenciaron de los mviles de la poca aadiendo funciones extras como organizadores personales incorporados en el telfono, estos organizadores incluan aplicaciones como un bloc de notas, un calendario donde anotar citas, reuniones y alarmas, un gestor para la recepcin y envi de correos electrnicos (email), un teclado QWERTY que facilitaba la escritura en el telfono, etc... Estos mviles dieron un paso tecnolgico con el objetivo de asemejarse a ciertas funcionalidades que solo los ordenadores fijos y porttiles de aquella poca podan ejecutar, pero con la ventaja de tenerlo en un pequeo dispositivo fcilmente transportable.

Caractersticas de un telfono mvil.Con el tiempo y el desarrollo tecnolgico de los ltimos aos, los Smartphone que disponemos hoy en da poseen una serie de caractersticas y funcionalidades extras que les diferencian claramente de los mviles convencionales, funcionalidades como: Disponen de una aplicacin para el envo y recepcin de emails as como la gestin de varias cuentas de correo. Disponen de una suite de aplicaciones focalizadas a realizar funciones de organizador personal como calendarios, recordatorios y alertas, bloc de notas... los cuales pueden comunicarse y sincronizarse con otros ordenadores, tablets o mviles. Disponen de una conexin a Internet, gracias a la red 3G y 4G, que permite navegar por la red al igual que si se accediese desde un ordenador fijo. Pueden leer, editar y reproducir una amplia familia de archivos como hojas de clculo, editores de textos, archivos multimedia de video y msica, etc... Permiten la descarga y la ejecucin de aplicaciones (app) desarrollados por terceros los cuales amplan nuevas funcionalidades, por ejemplo juegos, retoques fotogrficos, lectores de libros electrnicos, navegadores GPS ... Disponen de un teclado QWERTY fsico o tctil el cual permite y facilita la escritura de datos en el telfono. Por ltimo y ms importante disponen de un sistema operativo capaz de desarrollar todas las funcionalidades descritas anteriormente. iOS de la empresa Apple, Android de la empresa Google o Windows phone por parte de la empresa Microsoft son ejemplos de sistemas operativos diseados y programados para hacer trabajar a nuestros Smartphone como un ordenador de bolsillo.A parte de las funcionalidades descritas anteriormente, hoy en da los fabricantes de Smartphone incluyen en sus modelos cmaras de alta resolucin que nos permiten realizar fotografas, grabar vdeos en HD y realizar videoconferencias, receptores GPS que nos permiten conocer con total exactitud la localizacin y trayecto de cualquier punto del mundo, giroscopios, acelermetros, sensores de luminosidad y proximidad as como sensores para la identificacin de huellas dactilares.

PopularidadLos Smartphone se han convertido en los aparatos mviles ms populares y los predilectos por los usuarios para conectarse a la web y redes sociales, veamos en el siguiente estudio un recuento de la popularidad de estos dispositivos.Finalizando este ao podemos decir que el 2011 ha sidoel ao de los dispositivos mviles, y entre ellos los Smartphone se han destacado.La necesidad de mantenernos en contacto constantemente se ha visto satisfecha con estos aparatos, que estrechan las lneas de trabajo y ocio, porque los Smartphone pueden adems de hacer llamadas y mensajes de texto, reproducir multimedia (fotos, vdeos, etc.), enviar y recibir mails, explorar la web, navegacin GPS y descargar aplicaciones de terceros.

Sistema Operativo AndroidEs un sistema operativo basado en el kernel de Linux diseado principalmente para dispositivos mviles con pantalla tctil, como telfonos inteligentes o tabletas, y tambin para relojes inteligentes, televisores y automviles, inicialmente desarrollado por Android Inc., que Google respald econmicamente y ms tarde compr esta empresa en 2005.9 Android fue presentado en 2007 junto la fundacin del Open Handset Alliance: un consorcio de compaas de hardware, software y telecomunicaciones para avanzar en los estndares abiertos de los dispositivos mviles.10 El primer mvil con el sistema operativo Android fue el HTC Dream y se vendi en octubre de 2008.11. El xito del sistema operativo se ha convertido en objeto de litigios sobre patentes en el marco de las llamadas Guerras por patentes de telfonos inteligentes (en ingls Smartphone patent wars) entre las empresas de tecnologa.12 13 Segn documentos secretos filtrados en 2013 y 2014, el sistema operativo es uno de los objetivos de las agencias de inteligencia internacionales.Cmo funciona?Android ha sido diseado para permitir a los usuarios crear distintas aplicaciones aprovechando las distintas caractersticas y utilidades de sus telfonos. Por ejemplo, al crear una utilidad con Android, un usuario podr usar la funcin de llamada de su telfono, o la funcin de mensajera de texto, la de la cmara de fotos, etc. La idea es que se puedan crear todo tipo de aplicaciones usando todas las funciones del telfono que se quiera, y combinndolas como se quiera. Adems, Android optimiza los recursos internos del telfono (memoria, hardware, etc.) con el objetivo de que la aplicacin funcione de la mejor manera posible.

AplicacionesAndroid nos da a conocer aplicaciones acerca del sistema operativo Androide Libre. Muchas aplicaciones para poder comentar con todos vosotros qu tal son y despejar un poco las dudas de muchas de ellas. Tambin vosotros nos aportis nuevas aplicaciones que analizar y dar a conocer. As que de tanto en tanto es necesario hacer un poco de recopilacin y responder a la tpica pregunta de amigos, conocidos y familiares que se inician en este maravilloso mundo que es Android. El repertorio de aplicaciones es muy extenso por la facilidad de uso y desarrollo.

Desarrollo de Aplicaciones APK Desarrollo de Programas para Android se hace habitualmente con el lenguaje de programacin Java y el conjunto de herramientas de desarrollo (SDK, Software Development Kit ), pero hay otras opciones disponibles. En abril del 2011 existan ms de 200.000 aplicaciones contabilizadas para Android, con unos 3 millardos de descargas.2 3 La plataforma Android ha crecido hasta ser una de las preferidas por los desarrolladores para plataformas mviles. Un estudio de junio del 2011 indica que el 67 % de los desarrolladores para mviles utilizaban la plataforma en el momento de la publicacin del estudio.

Dispositivo BluetoothHay diversas maneras de conectar dispositivos electrnicos entre s, mediante cables, seales de radio y rayos de luz infrarrojos, y una variedad incluso mayor de conectores, enchufes y protocolos, por lo que el arte de conectar cosas es cada da ms complejo, de ah la necesidad de la tecnologa inalmbrica (Wireless). La tecnologa Bluetooth es automtica e inalmbrica, y tiene un nmero de caractersticas interesantes que pueden simplificar nuestra vida diaria. La tecnologa inalmbrica Bluetooth es una tecnologa de ondas de radio de corto alcance (2.4 gigahertzios de frecuencia) cuyo objetivo es el simplificar las comunicaciones entre dispositivos informticos, como ordenadores mviles, telfonos mviles, otros dispositivos de mano y entre estos dispositivos e Internet. Tambin pretende simplificar la sincronizacin de datos entre los dispositivos y otros ordenadores.

CaractersticasLa utilidad Bluetooth fue desarrollada en 1994 por Jaap Haartsen y Mattisson Sven, como reemplazo de cable, que estaban trabajando para Ericsson en Lund, Suecia.La utilidad se basa en la tecnologa de saltos de frecuencia de amplio espectro. Las prestaciones fueron publicadas por el Bluetooth Special Interest Group (SIG). El SIG las anunci formalmente el 20 de mayo de 1998. Hoy cuenta con una membresa de ms de 20.000 empresas en todo el mundo. Fue creado por Ericsson, IBM, Intel, Toshiba y Nokia, y posteriormente se sumaron muchas otras compaas. Todas las versiones de los estndares de Bluetooth estn diseadas para la retro compatibilidad, que permite que el ltimo estndar cubra todas las versiones anteriores.

http://www.masadelante.com/faqs/que-es-bluetoothArduinoArduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseada para facilitar el uso de la electrnica en proyectos multidisciplinares. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida.4 Los microcontroladores ms usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de mltiples diseos. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programacin Processing/Wiring y el cargador de arranque que es ejecutado en la placa. Desde octubre de 2012, Arduino se usa tambin con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits, 5 que coexistirn con las ms limitadas, pero tambin econmicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas.FuncionesArduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autnomos o puede ser conectado a software tal como Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente. Arduino puede tomar informacin del entorno a travs de sus entradas analgicas y digitales, puede controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programacin Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un computador.

DESARROLLOUna metodologa de desarrollo de software se refiere a un framework que es usado para el proceso de desarrollo en sistemas de informacin.

Ciclo de vida clsico o en cascada: esta estrategia suele ser utilizada cuando el sistema no es de gran complejidad y puede ser manejable como proyecto, cuando los requerimientos del sistema puede predecirse fcilmente. Consiste en una sucesin de etapas en cadena o cascada por las que pasa el sistema de informacin.Para el diseo de este proyecto se implementa el Modelo En Cascada; este modelo permite tener un control del proceso dando paso a una buena planificacin con una clara visin del riesgo de cada fase del mismo, lo cual es muy til e importante en el desarrollo de proyecto.

Metodologa en CascadaFases Anlisis de requerimientos Diseo del sistema Diseos del programa Codificacin y pruebas Mantenimiento.

Implementacin

Beneficios respecto al proyectoEs perfecto para proyectos que son rgidos si se conoce muy bien la herramienta a utilizar

Provee estabilidad en los requerimientosEs un mtodo muy estructurado que funciona bien con gente de poca experiencia

Anlisis de Requerimientos

El anlisis de requerimientos de la fase uno de la metodologa en cascada, es parte principal de desarrollo del sistema, aqu es donde se concret la idea. Idea: Mostrar el diseo del sistema en el que se puedan controlar las variables iluminacin con un dispositivo mvil, utilizar la tecnologa bluetooth para la comunicacin entre el dispositivo y un dispositivo mvil.

Comunicacin bluetooth Permite al usuario conectarse con el mdulo de control del sistema Domtico placa Arduino

Interfaz El software tendr que ser amigable

De usabilidadEl software debe de ser fcil de usar para el usuario teniendo encueta en nivel de conocimiento de informtica De rendimientoEl software debe responder rpidamente a las peticiones del usuario.

De soporte y Portabilidad El software debe ser instable en dispositivos mviles con tecnologa Android

De restricciones ene l diseo y la implementacin La aplicacin se constituir bajo el leguaje de desarrollo visual App inventor La aplicacin tendr acceso a una base de datos

Contar con los siguientes materiales: Casa/Habitacin con luz elctrica Un dispositivo android(telfono, Tablet) para programar Aplicacin en android Dispositivo bluetooh Arduino Material Electrnico

Diseo del SistemaEsta es una fase donde se planifica las actividades necesarias, especificando las caractersticas y el diseo de la arquitectura del sistema

Fig. 1. Diseo del sistema en la placa y Arduino

Fig. 2. Diagrama de dispositivo controlador creado en software livewire.

Diseo del sistema de control

App inventor, es la herramienta web que permite desarrollar aplicaciones para telfonos celulares con tecnologa Android. App inventor es donde se realiza el diseo y funciones que el sistema tiene. El diseo de la aplicacin del sistema est formado de la siguiente manera:

Fig. 3. Diseo de la aplicacin en plataforma android.

Codificacin

Es en donde se implementa el cdigo fuente, haciendo uso de prototipos as como de pruebas y ensayos para corregir errores. Para el desarrollo del sistema se utiliza Arduino y App inventor para su diseo en plataforma android.

Impacto social econmico, ambiental y tecnolgico

Econmico:La realizacin de este proyecto requiere una inversin inicial significativa para llevar a cabo este proyecto ya que se requieren materiales no tan costosos pero si significativos al igual que se requiere un Smartphone en su caso si no se tuviera, adquirirlo con recursos muy simples pero si con plataforma android .con el paso del tiempo ser remunerada con los beneficios que se obtendrn.Aunque cabe destacar que al tener este sistema en tu hogar reducira gastos energticos en el ahorro de consumo en la luz electica.

Social.La sociedad se ver favorecida en diversos mbitos, ya que proporcionar un confort al hacer la vida de las personas ms cmodas y ms placentera ya que hoy en da toda persona quiere tener su vida ms cmoda y confortable y que mejor empezando estos hbitos desde el hogar.

TecnolgicoHoy en nuestro mundo la tecnologa tiene un gran avance y las innovaciones tecnolgicas estn originando rpidos cambios en los modos de realizar la vida del hombre ms fcil, debemos estar preparados para cualquier cambio y que mejor haciendo uso de la tecnologa en un sistema de iluminacin para el hogar.Conclusin

Se puede concluir que mediante esta investigacin se da a conocer un sistema innovador para el control de la iluminacin del hogar mediante un dispositivo android en la cual se llevan unos conjuntos multidisciplinarios de conocimientos tericos y prcticos desde electrnica bsica hasta la programacin y al tener implantado este sistema podemos tener una vida ms confortable desde nuestro hogar con un bajo presupuesto en nuestra economa adems de que es muy atractivo y fcil de usar.

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Android

http://es.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

http://enlistados.net/que-es-arduino-y-para-que-sirve-aqui-te-lo-contamos/

http://www.ethek.com/arduino-que-es-y-para-que-sirve/