PDF de programación - ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE UN EDIFICIO MEDIANTE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

UNIVERSIDAD DE BURGOS



ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA
MEDIA DE UN EDIFICIO MEDIANTE

COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

GRADO EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA



AUTOR:



Óscar González Díez



TUTOR:



Miguel Ángel Lozano Pérez



JULIO DE 2014



UNIVERSIDAD DE BURGOS
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA
TRABAJO FIN DE GRADO



RESUMEN DEL TRABAJO FIN DE GRADO


Título: Adquisición de la temperatura media de un edificio mediante
comunicación inalámbrica.
Autor: Óscar González Díez
Tutor: Miguel Ángel Lozano Pérez



RESUMEN

Desarrollo de un sistema electrónico compuesto por dos dispositivos (maestro y esclavo)

cuyo objetivo es adquirir la temperatura media de un edificio y que alcance la temperatura

deseada mediante una señal de control que enviaremos a sus calderas.



Podremos visualizar las temperaturas adquiridas y modificar la temperatura deseada desde

el dispositivo maestro o a través de Internet desde una página web o aplicación Android.



ABSTRACT

Development of an electronic system composed of two devices (master and slave) whose
objective is to acquire the average temperature of a building and it reaches the desired
temperature by a control signal that we will send to their boilers.

We can visualize the acquired temperatures and modify the desired temperature from the
master device or online from a website or an Android app.

Avda. Cantabria, s/n 09006 Burgos

GRADO EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA

“ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE UN

EDIFICIO MEDIANTE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA”

Contenido del Trabajo de Fin de Grado

El presente proyecto ha sido realizado bajo la supervisión del Departamento de
Electrónica de Ingeniería Técnica Industrial de la Escuela Universitaria Politécnica
Superior de Burgos.

Dicho proyecto ha sido realizado por el alumno Óscar González Díez bajo la tutoría
de D. Miguel Ángel Lozano.

El objetivo principal del proyecto es gobernar unas calderas de un edificio (por
ejemplo un hotel de dos plantas) mediante un dispositivo maestro que además
realizará la medida de la temperatura media del edificio en conjunto con un
dispositivo esclavo.

En la elaboración del sistema se ha elegido la plataforma de hardware libre Arduino,
por la variedad de modelos y su gran versatilidad.

El sistema mediante los dispositivos creados realizará la adquisición de temperatura
mediante un termistor. El dispositivo esclavo se la transmitirá al maestro a través de
ZigBee o Bluetooth.

Para facilitar las conexiones y reducir el cableado al máximo se realizarán las placas
de circuito impreso necesarias (por ejemplo una shield para el dispositivo esclavo).

Podremos visualizar las temperaturas medidas, así como modificar la temperatura
deseada desde el dispositivo maestro (que incorpora una shield con LCD y botones)
o a través de Internet gracias a la unión de dos Servicios Web: Xively y Temboo.

Xively nos sirve para almacenar en la nube la información proveniente del
dispositivo maestro y poder manejarla directamente desde su propia página web o a
través de un smarthone mediante una aplicación para Android creada
específicamente para este proyecto. Por otro lado Temboo tiene como función
facilitar la comunicación de nuestra placa de Arduino del dispositivo maestro y de
nuestra aplicación Android con la nube creada en Xively.



Avda. Cantabria, s/n 09006 Burgos

GRADO EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA

“ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE UN

EDIFICIO MEDIANTE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA”


ÍNDICE DE CONTENIDO

1. MEMORIA .......................................................................................................... 1

1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA ........................................................................... 1

1.1.1.

Antecedentes y objetivo del proyecto. ..................................................... 1

1.1.2.

Descripción del proyecto.......................................................................... 2

1.1.2.1. Componentes principales del sistema .................................................. 2

1.1.2.2. Componentes secundarios del sistema ................................................. 2

1.1.2.3. Comunicación entre dispositivos principales ....................................... 4

1.1.3.

Descripción y justificación de la solución adoptada. ............................... 5

1.1.3.1.

Introducción ......................................................................................... 5

1.1.3.2. Dispositivo maestro .............................................................................. 5

1.1.3.3. Dispositivo esclavo .............................................................................. 6

1.1.3.4. Sensor de temperatura .......................................................................... 6

1.1.3.5. Módulos de comunicación entre maestro-esclavo ............................... 6

1.1.3.6.

Interacción física con el dispositivo maestro ....................................... 8

1.1.3.7. Eliminación de barreras físicas ............................................................ 8

1.1.4.

Presupuestos. ............................................................................................ 9

1.2. ANEJO I: DATOS DE PARTIDA ................................................................. 11

1.3. ANEJO II: ARDUINO ................................................................................... 12

1.3.1.

Introducción ........................................................................................... 12

1.3.2.

Arduino UNO R3 ................................................................................... 13

1.3.3.

Arduino Yún........................................................................................... 13

1.3.4.

Entorno de Desarrollo ............................................................................ 20

1.3.5.

Diagrama de pines Arduino UNO .......................................................... 24

1.3.6.

Diagrama de pines Arduino Yún............................................................ 25



GRADO EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA

“ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE UN

EDIFICIO MEDIANTE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA”


1.4. ANEJO III: COMPONENTES ...................................................................... 26

1.4.1.

Termistor DS18B20 ............................................................................... 26

1.4.2.

Shield LCD + Keypad ............................................................................ 28

1.4.3. Módulos Bluetooth HC-05 y HC-06 ...................................................... 32

1.4.4. Módulos Zigbee MRF24J40MA ............................................................ 39

1.5. ANEJO IV: SERVICIOS WEB ..................................................................... 42

1.6. ANEJO V: DESARROLLO DE LOS DISPOSITIVOS ................................ 44

1.6.1.

Sublime Text .......................................................................................... 44

1.6.2.

Dispositivo esclavo ................................................................................ 45

1.6.3.

Codigo Fuente Arduino UNO ................................................................ 46

1.6.4.

Dispositivo maestro ................................................................................ 49

1.6.5.

Código Fuente Arduino Yún .................................................................. 51

1.6.6.

Indicaciones para el cableado del Arduino Yún .................................... 64

1.6.7.

Servicio NO-IP ....................................................................................... 65

1.7. ANEJO VI: DISEÑO DE LAS PCB .............................................................. 70

1.8. ANEJO VII: ANDROID ................................................................................ 76

1.8.1.

Android Studio ....................................................................................... 76

1.8.2.

Interfaz de Usuario ................................................................................. 79

1.8.3.

Notificaciones Android .......................................................................... 81

1.8.4.

Tareas en Segundo Plano ....................................................................... 81

1.8.5.

Emulación de la Aplicación ................................................................... 83

1.8.6.

Generar la Aplicación Ejecutable APK.................................................. 84

1.8.7.

Desarrollo de la Aplicación para Android ............................................. 85

1.8.8.

Código fuente de la Aplicación para Android........................................ 88

1.9. REFERENCIAS ............................................................................................. 99



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“ADQUISICIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA DE UN

EDIFICIO MEDIANTE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA”


2. PLANOS .......................................................................................................... 100

3. PRESUPUESTO .............................................................................................. 111

3.1.

Partidas Alzadas a Jutificar ...................................................................... 111

3.1.1.

Diseño de los dispositivos ................................................................ 111

3.1.2.

Diseño de la Aplicación para Android. ...