• Alonso Montero Fuentes
• Brian Morera Madriz
• Isaac Eduardo Gómez Sánchez

Un proyecto con el fin de desarrollar un sistema de domótica de bajo costo y a la vez bajo la modalidad DIY(hágalo usted mismo), utilizando herramientas de software libre. En este proyecto se implementa un sistema de domótica de bajo coste que permite al usuario tener control manual de diversos actuadores a través de un menú único. Para este propósito se emplearon microcontroladores Arduino, los cuales regulan autónomamente, con la ayuda de sensores, el funcionamiento de los actuadores previamente mencionados. Dicha autonomía fue posible gracias a la programación que se le implementó al microcontrolador, empleando el ambiente de desarrollo integrado proporcionado por Arduino. Además se emplea una unidad central de procesamiento, conformada por un Raspberri Pi, la cual permite implementar el control manual.

En esta ocasión se emplean dos Arduinos que tienen adjudicada, cada uno, una funcionalidad específica. En uno de ellos se implementa un sistema que encienda o apague un LED de acuerdo a la lectura de un sensor ultrasónica, mientras que en el otro se implementa un sistema que controla el movimiento de un motor de acuerdo a la lectura de un termistor. Cada uno de estos sistemas de control se conecta al Raspberri Pi, el cual se programa para presentar un menú que permita al usuario imponer su orden sobre la acción que ya hubiera decidido el Arduino. Dicho menú presenta la posibilidad de encender o apagar cada actuador, así como de variar la sensibilidad previamente programada de cada sensor.

La mayoría de empresas dedicadas a la domóica e inmótica, enfocan la venta de su producto, como el diseño e implementación de sistemas de automatización, a edificios (hoteleros, oficinas, comerciales, educativos, etc) donde las necesidades de iluminación, climatización, control de bombas/motores, monitoreo, visualización y control de alarmas son mucho más evidentes.

Los productos ofrecidos por estas empresas van desde la Automatización para el control de Iluminación, escenarios, audio distribuido, control de persianas; la Seguridad, dando control de acceso, alarma contra robo, sistema contra fuego; Comunicación, entre los mismos residentes dentro del hogar, entre la casa y el usuario por medio del celular; Ambiente, como el riego de jardín o aire acondicionado.Estos productos no son accesibles para los hogares humildes, por su alto costo que representa respecto a sus ingresos; tomando en cuenta que estos productos van desde los 2000 dólares.

Para poder satisfacer algunas de las necesidades de confort de los ocupantes del hogar, es necesario el diseño e implementación de un sistema domótico simple y eficiente. Las necesidades a satisfacer se realizan por medio de un control de de cámara, iluminación y ventilación. Esto ya que la seguridad en una casa de habitación es primordial, tanto por el amparo de los bienes del hogar como el socorro de los habitantes en caso de necesitarse; si se evita el consumo de energía eléctrica innecesaria se puede reflejar el ahorro en el recibo eléctrico mensual; tomando en cuenta a la población dirigida se implementa la ventilación como medio de confort amortiguar el efecto de la alta temperatura; en síntesis la implementación del sistema garantiza confort al usuario.

Se define domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar un inmueble (aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar, comunicación y accesibilidad), los cuales, deben estar integrados por medio de redes interiores y/o exteriores de comunicación, cableadas o inalámbriacas, cuyo control goza de cierta ubicuidad desde dentro y fuera del recinto.

Los productos realizados por varios fabricantes pueden ser combinados entre sí, acarreando con esto la traquilidad de tener basto soporte de productos compatibles de cientos de empresa.

Garantizar el mantenimiento y las amplificiones futuras de la instalación con productos de total continuidad en el mercado y en constante evolución.

La arquitectura, se define desde el punto de vista de dónde reside la inteligencia del sistema domótico. Para este caso es centralizada, ya que un controlador central (en este caso el Rasberry Pi) decide el comportamiento de varios periféricos que a su vez procesan (si el controlador central se lo permite) la lectura de los sensores para generar la acción de los actuadores.

Existen otros tipos de arquitectura, sean distribuida y mixta.

La topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, sea físicamente o lógicamente.

La topología empleada es estrella extendida, ya que del controlador central salen varios dispositivos (arduinos) que a su vez, de estos se despliega los sensores y actuadores.

Otras topologías conocidas son estrella, anillo, bus, malla, árbol.

Se refiere en la manera en que los componenetes están conectados entre sí.

Una forma es por medio de cableado, por medio de: línea eléctrica, par trenzado, UTP. Además Inalámbrico, Óptico, Mixto.

Un protocolo es un conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autentificación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicación.

Indica los símbolos de los componentes bus utilizados y la conexión física (cableado) a la línea.

Muestra la conexión funcional entre cada componente y los efectos que produce sobre los demás.

Representan un resumen de componentes + aplicaciones + objetos de comunicación + parámetros.

El sistema se puede comportar de dos maneras: forma automáticamente o forma manual.

Cuando es de forma manual, el sistema acepta la condición dada sin imporatar las condiciones del ambiente existentes, por ende las medidas de los sensores. Esto es, apagar o encender un actuador un tiempo indefinido hasta que el usuario lo halla especificado o cambie el estado.

De manera automática, es importante conocer qué tan sensible se le d

• Python 2.7
• Arduino IDE
• Raspberry Pi 2 x Arduino Uno

Para el proyecto se utilizó la distribución Raspbian como el sistema operativo que corre en el Raspberry Pi. Para instalar este sistema operativo, siga las instrucciones oficiales de instalación.

Los arduinos deben estar conectados a los sensores y actuadores de la siguiente manera:

Vaya al directorio donde quiere instalar el programa

pi@raspberrypi:~$ git clone https://github.com/alonsomonterofuentes/dhsl

Una vez dentro del sistema operativo, instale Arduino IDE. Puede hacer esto desde la terminal con:

pi@raspberrypi:~$ sudo apt-get install arduino

Cuando Arduino IDE esté instalado, ejecútelo:

pi@raspberrypi:~$ arduino

Ahora de ahí,abra el archivo iluminacion.ino

Conecte un arduino y presione ctrl+u para subir el programa al arduino.

Observe en la esquina derecha inferior a cual puerto está conectado el arduino, por ejemplo

Arduino Uno on /dev/tty/ACM0

Conecte el segundo arduino y suba* el programa ventilador.ino.

*Asegurarse de que no se este subiendo al mismo puerto, esto puede ser verificado como en esta imagen:

Cuando los arduinos esten conectados, se debe conectar una cámara web al Raspberry Pi

Una vez que ambos arduinos estén conectados, y con su programa subido, vaya el directorio donde clonó el repositorio y corra el comando

pi@raspberrypi:~/dhsl$ python menu.py

Esto correrá el menu principal del programa.

En la opción de Configurar Servidor se encontrán las opciones de arduino1 y arduino2. Estos representan el arduino para iluminación y ventilación respectivamente. Estos deben ser configurados con sus puertos respectivos.

Ademas de estas opciones de encontrarán las opciones para Temperatura:

• max : Representa el valor en grados Centígrados sobre el cual se encederá el ventilador en modo automático.
• controlmanual : 1 representa control manual activado, 0 representa control automático activado.

Si se activa el control manual, debe además establecerse el estado del abanico, esto se encuentra en la opción de abanico:

• estado : Toma valores de 1 para encendido y 0 para apagado

Para controlar la iluminación se selecciona iluminación, sus opciones son:

• max : Representa el valor sobre el cual se encederá el bombillo en modo automático.
• controlmanual : 1 representa control manual activado, 0 representa control automático activado.

Si se activa el control manual, debe además establecerse el estado del bombillo, esto se encuentra en la opción de bombillo:

• estado : Toma valores de 1 para encendido y 0 para apagado

Si se selecciona control automático, es importante darle un valor a la distancia bajo la cual el sensor ultrasónico leerá movimiento, esto se hará en la opción Ultrasonico:

• sensibilidad : Toma valores entre 0 y 500 centímetros.

Al terminar de configurar las opciones se debe seleccionar la opción Escribir a arduino para que las opciones tomen efecto. Si se desea tomar una foto se debe seleccionar la opción Tomar Foto e ingresarle el nombre que quiere que tenga la foto.

• Arduino.c.c. (2016). Arduino-Introduction. Recuperado el 5 de abril del 2016 desde: www.arduino.cc/en/Guide/Introduction
• Chris Liechti. Python. pyserial (versión 3.0.1). [software]. Disponible en: www.pypi.python.org/pypi/pyserial
• Colegio de Ingenieros Especialistas de Córdoba. (2011). Guía de contenidos mínimos para la elaboración de un proyecto de domótica. Recuperado de: www.web.archive.org/web/20120710203547/http://ingenieria.org.ar/archivos/Domotica-CIEC.pdf
• OpenSSH. Openssh Features. Recuperado el 4 de abril del 2016 desde : www.openssh.com/features.html
• Raspbian. Frontpage-Raspbian. Recuperado el 4 de abril del 2016 desde: www.raspbian.org/
• Wiring.Frontpage-Wiring. Recuperado el 3 de abril del 2016 desde: www.wiring.org.co/

dhsl.tar.gz