Autor: Ing. Mayvis Rivet Martos / mayvis.rivet@jovenclub.cu
Coautor: Yordanis Castillo Roselló
Home automation system
Resumen: El Palacio Central de la Computación y la Electrónica realizó un Sistema Automatizado Domótico que tiene como propósito ofrecer servicios que favorecen al confort, bienestar, comunicación y seguridad de los usuarios, además de tener muy presente la gestión energética. El mismo se ejecutó mediante las TIC y la utilización del módulo NodeMCU v3, con un controlador Wifi que lleva a cabo la interconexión del sistema con los equipos a controlar. Para realizar la programación se empleó Arduino como entorno de desarrollo integrado (IDE), debido a que es una plataforma libre y fácil de utilizar.
Abstract: The Central Palace of Computing and Electronics carried out an Automated Home Automation System whose purpose is to offer services that favor the comfort, well-being, communication and safety of users, in addition to keeping energy management in mind. It was executed through ICT and the use of the NodeMCU v3 module, with a Wifi controller that carries out the interconnection of the system with the equipment to be controlled. To carry out the programming, Arduino was used as an integrated development environment (IDE), because it is a free and easy-to-use platform.
El desarrollo humano de los últimos decenios ha ido acompañado de rápidos cambios en la tecnología y de una creciente proliferación de dispositivos y servicios digitalizados. Además, es probable que el ritmo del cambio se acelere como resultado de las tecnologías de frontera, como la inteligencia artificial, la robótica, la biotecnología y la nanotecnología.
Vivimos en una época de espectaculares avances tecnológicos, donde las tecnologías cada vez están más integradas a nuestras vidas y a nuestras formas de pensar.
El Presidente de Cuba, Miguel Díaz-Canel Bermúdez defendió la idea de continuar el trabajo de la informatización de la sociedad, como un elemento que contribuirá al desarrollo integral del país. Debemos consolidar este aspecto y promover la automatización y la robotización, subrayó Díaz-Canel tras efectuar un recorrido por el capitalino Palacio Central de Computación, con motivo al 27 Aniversario de su creación. Hemos avanzado mucho en informática, pero debemos concentrarnos en la electrónica también, indicó. Si logramos estos objetivos, ganaremos en eficiencia de la línea económica de la nación.
Para contribuir al desarrollo de la informatización de la sociedad, el Palacio Central de Computación y la Electrónica trabaja con objetivos claros, tales como: servir como laboratorio de avanzada en experiencias técnicas y metodológicas en el aprendizaje de la computación, la electrónica y la robótica.
¿Qué es un sistema domótico?
A lo largo de la historia, el ser humano ha buscado de manera constante el mejoramiento de su entorno, razón por la cual nace la domótica o casa inteligente, que permite la integración de la tecnología, la electrónica y la electricidad a través del desarrollo de múltiples aplicaciones que no solo ayudan al hombre a que su vida sea mucho más fácil, sino que genera una mejoría en el uso de los recursos energéticos y la conservación del medio ambiente.
La automatización es un proceso que consiste en la sustitución de aquellas tareas tradicionalmente manuales, por las mismas realizadas de forma automática por máquinas, robots o cualquier otro tipo de automatismo. De este modo, gracias al uso adicional de sensores, controladores y actuadores, así como de métodos y algoritmos de conmutación, se consigue liberar al ser humano de ciertas tareas.
El término domótica proviene de la unión de las palabras domus (que significa casa en latín) y tica (de automática, palabra que en griego significa que funciona por sí sola). Se entiende por domótica el conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, integrados por medio de redes de comunicación y que pueden ser controlados desde dentro y fuera del hogar.
Un sistema domótico está basado en la automatización de diversos procesos o tareas que son necesarios en un hogar; dicha automatización tiene como objetivo ofrecer servicios que favorecen al confort, bienestar y seguridad de sus habitantes, además de tener muy presente la gestión energética. Esto se logra mediante la comunicación, monitoreo y control de diferentes variables de los entornos interiores y exteriores de una vivienda que también son llamadas viviendas inteligentes.
El uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en la vivienda genera nuevas aplicaciones y tendencias, basadas en la capacidad de procesamiento de la información, en la integración y comunicación entre los equipos e instalaciones. Así concebida, una vivienda inteligente (domotizada) puede ofrecer una amplia gama de aplicaciones.
Objetivos de los sistemas domóticos
Un sistema domótico tiene como objetivo encargarse de gestionar cuatro aspectos fundamentales de la vivienda como son:
Confort: la domótica aporta la automatización de servicios como la iluminación, la refrigeración, la calefacción, la manipulación de las persianas, entre otras. Todo ello, mediante pulsadores, o bien por la creación de escenas ya programadas que se activan en determinados momentos definidos por el usuario.
Seguridad: son sistemas para alarmas de intrusión, cámaras de vigilancia, alarmas personales, alarmas técnicas (humo, agua, gas, fallo de suministro eléctrico, fallo de línea telefónica, etc.).
Energía: la domótica se encarga de gestionar el consumo de energía al aplicar el uso de temporizadores, relojes programados y termostatos con el fin de eliminar los usos innecesarios de luz, calefacción, refrigeración, etc.
Comunicaciones: consiste en conectar la red telefónica con la red domótica que se instala en la vivienda para controlar diferentes dispositivos. Esto permite el diagnóstico de la vivienda por el usuario desde el exterior y el control de los sistemas a distancia.
Todos estos objetivos se pueden alcanzar mediante tres tipos de formas de control remoto: el control remoto desde dentro de la vivienda (mando a distancia), desde fuera de la vivienda (telefónicamente o a través de internet) o al programar funciones que se cumplan según condiciones horarias o climatológicas.
El Sistema Automatizado Domótico
El Departamento de Electrónica y Robótica del Palacio Central de Computación y la Electrónica, realizó el proyecto Sistema Automatizado Domótico, con el uso de las TIC, para automatizar los procesos de la instalación y así administrar inteligentemente la iluminación, la climatización, los electrodomésticos, aprovechar mejor los recursos naturales y reducir la factura energética.
Para ello se utilizó módulo NodeMCU v3 con un controlador Wifi, que lleva a cabo la interconexión del sistema con los equipos a controlar. Para realizar la programación se empleó Arduino como entorno de desarrollo integrado (IDE), debido a que es una plataforma libre y fácil de utilizar.
El sistema es controlado mediante la Web y por una aplicación móvil de Android, que utiliza el protocolo Wifi.
La placa utilizada tiene un procesador ESP8266 @ 80MHz (3.3V) (ESP-12E), 4MB de Memoria FLASH (32 MBit), Wifi 802.11 b/g/n, Regulador 3.3V integrado (500mA), Conversor USB-Serial CH340G / CH340G, Función Auto-reset, 9 pines GPIO con I2C y SPI, una entrada analógica (1.0V max), 4 agujeros de montaje (3mm), un Pulsador de RESET y entrada alimentación externa VIN (20V max).
El NodeMCU es una pequeña placa Wifi compatible con Arduino lista para usar, con todo lo necesario ya integrado. Es decir, puede trabajar de forma autónoma desde el principio, sin necesidad de tener que agregar otros módulos extras.
El ESP8266 provee un chip de bajo coste con una pila TCP/IP completa y un microcontrolador. Se alimenta con 3.3 v y dispone de un procesador Tensilica Xtensa LX106 de 80 MHz, memoria RAM de 64 Kb para instrucciones y 96 Kb para datos, 16 pines GPIO, pines dedicados UART, e interfaz SPI.
La placa tiene todos sus pines en los laterales y ofrece otras ventajas como la incorporación de un regulador de tensión integrado, así como un puerto USB. La programación está basada en el entorno de Processing con lenguaje Wiring. El microcontrolador de la placa se programa a través de una computadora, mediante comunicación serial y con un convertidor de niveles RS-232 a TTL serial.
El sistema domótico creado permite la automatización de los servicios del Palacio Central de Computación, el control de los equipos, el control de los usuarios y el consumo de la energía eléctrica de la instalación. Al estar basado en la tecnología Wifi, garantiza una fácil instalación, sin necesidad de un cableado complejo, ya que solo es necesario el uso de una red de internet para que los dispositivos se conecten entre sí y empiecen a realizar sus funciones.
Referencias bibliográficas
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