Plantamiento Del Problema

Capitulo 1. Anteproyecto

1.1 Planteamiento del problema

Todos tenemos conciencia de que a diario gastamos energía con el uso de nuestros electrodomésticos y es posible darse cuenta que la energía es sumamente importante para la humanidad. Tomando en cuenta los riesgos y problemas que tenemos en la actualidad por el agua y de que aún no tomamos conciencia de las graves consecuencias que nos puede traer el uso indebido, prolongado e irracional de algunos artefactos eléctricos que no contribuyen al ahorro de energía.

Sabemos que las posibilidades de ahorrar energía son inmensas y existen muchas opciones para disminuir la cuenta de algunos servicios y ayudar con el ahorro de esta, pero la ignorancia de la gente respecto al tema los hace estar indiferentes.

1.2 Cronograma.

1.3 Objetivo general

El objetivo de Maison intelligent (casa inteligente) es disminuir el consumo de energía eléctrica y costos en el hogar, aumentando la comodidad, seguridad y el confort logrando manipular algunos servicios de gran utilidad para el habitante.

1.4 Justificación

Para realizar el prototipo “Maison intelligent”, nos enfocamos en Domótica que es una rama de la Mecatrónica, tiene un amplio campo de acción en donde la automatización es sinónimo de confort y ahorro que es lo que la mayor parte de la sociedad, que busca en su hogar o en su área de trabajo.

Con esto queremos dar a conocer que es factible invertir en un “CASA INTELIGENTE” porque la relación costo-beneficio se vería reflejado en la recuperación de la trasposición rápidamente por la eficiencia que este produce.

1.5 Alcances.

En algunos lugares no tienen la facilidad de poder adquirirlo ya que no todas las personas cuentan con recursos para automatizar su hogar, los lugares en los que se tiene pensado presentarlo serán las zonas con medianos y altos recursos como:

Zonas con nivel socioeconómico mediano-alto

• Colonia el Carmen

• Satélite

• Colonia, Santiago

• San Manuel

Zonas de alto recurso

• Angelopolis

• La paz

• Las harás del bosque

• Dorada

• La vista

1.6 Limitaciones

Solo se atenderán algunos componentes de la casa que manejaremos para la aplicación de nuestro prototipo, solo manipularemos y monitorearemos algunas cosas del hogar como:

• Luces interiores y exteriores

• Ventilación

• Control de temperatura

• Puertas (solo las mas usadas)

CAPITULO II “Maison intelligent”

2.1 Descripción

El prototipo llamado Maison intelligent es una casa de un solo piso, construida de madera contara con tres recamaras, una sala, cocina, comedor, baño y un pequeño jardín se le llamara casa inteligente por que con ayuda de componentes como motores, sensores, PIC’s, fines de carrera, estarán conectados entre si para que los componentes a automatizar sean monitoreados por una computadora.

Maison intelligent está conformada de los siguientes componentes:

 ARDUINO

Es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un micro controlador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

 TORNILLOS

Se denomina tornillo a un elemento u operador mecánico cilíndrico con una cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de madera o plástico, utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras, que está dotado de una caña roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador , se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.

 CABLE

Se llama cable a un conductor (generalmente cobre) o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector, si bien también se usa el nombre de cable para transmisores de luz (cable de fibra óptica) o esfuerzo mecánico (cable mecánico).

 SOFTWARE

Se conoce como software, al equipamiento o soporte de un sistema informático, comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos, que son llamados hardware.

 Sensor LM35.

El LM35 es un sensor de temperatura integrado de precisión, cuya tensión de salida es linealmente proporcional a temperatura en ºC (grados centígrados).

 Sensor de movimiento.

Un detector de movimiento es un dispositivo electrónico equipado de sensores que responden un movimiento físico.

 SERVOMOTOR

Son un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de avanzar una serie de grados. Dependiendo de sus entradas de control. Este tipo de motores presentan varias ventajas como la de tener alta precisión y respetabilidad en cuanto al posicionamiento.

 PIC.

UN PIC es un Microcontrolador es una pequeña computadora en un sólo chip capáz de gobernar todo un sistema de control.

 Sensor ultrasónico de nivel.

Los sensores de ultrasonidos son detectores de proximidad que trabajan libres de roces mecánicos y que detectan objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar. Estos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo convierte en señales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato de valoración.

2.2 Necesidades

Maison intelligent, surgió para reducir el consumo de electricidad y agua, ya que las casas de hoy son muy grandes y generalmente consumen 3 veces mas de energía que lo debido y lo podemos ver en los altos costos por los diferentes servicios como agua y luz. Tiene la tarea de economizar algunos servicios que serán la electricidad y el agua, que son los más utilizados y desperdiciados.

La tecnología de hoy nos permite realizar muchas cosas, por ejemplo crear un sistema que ayude a administrar adecuadamente los recursos. Va a contribuir con el medio ambiente, cuidando los recursos naturales controlando el desperdicio de la energía eléctrica ahorrando aproximadamente un consumo de un 30% energético.

2.2 Características:

Está conformado por diferentes partes estos componentes estarán conectados entre si, para formar la casa inteligente estos son los componentes que la conformarían.

Un arduino, su alimentación eléctrica es de 5v.

Sensor LM35, Rango de trabajo: -55 ºC a +150 ºC, Funciona con alimentaciones entre 4V y 30V.

Sensor de movimiento, alimentado 120 c.a. con una visibilidad de 360°.

PIC, su alimentación de 5v de C.D, con entradas analógicas y digítales.

Servo motor. Alimentación de 12v de C.D, corriente consumida 1-amp.

Cables. Para diversas conexiones

Tornillos

Madera,

Sensor ultrasónico. Alimentación de 5v de C.D.

Software

2.3.- Especificaciones técnicas

La casa Maison intelligent (prototipo) estará conformada por:

• Sensor LM35.

• Sensor de movimiento.

• Software labview.

• Arduino.

• Sensor ultrasónico.

• Cables.

• Servo motor.

• PIC.

2.4.-Especificaciones Funcionales

 Los sensores de temperatura, nivel y movimiento mandaran la señal independientemente al arduino y este la mandara al software para poner mostrar en el monitor el comportamiento de los sensores.

 Para el servo motor este trabajara independiente encargándose de abrir las puertas y será controlado por un PIC y es pic es el que se encargara de mandar la señal al arduino para igualmente poderla mostrar en el monitor y desde la computadora ver su comportamiento del objeto a controlar

• Sensor LM35.

Este componente se encargara de controlar la temperatura se creara un programa determinando una variable de temperatura alta de 28°C, cuando el sensor detecte esta temperatura mandando una señal a un ventilador que se activara para extraer el calor y mantener una temperatura confortable de 23°C.

• Sensor de movimiento.

Este sensor se colocara un la habitación y en la sala, una ves alimentado el sensor con ayuda de un timer indicándole la hora en la que operara, que será de la 6:30pm a 7:00am se energizara automáticamente una ves trabajando cuenta con un rango asta de 4mts, detectado cualquier objeto en movimiento, una ves detectando algún movimiento mandara a cerrar un contacto que estera en seria con las luces, y encenderán automáticamente.

 Software labview.

Este software se encargara de crear una interface para la comunicación del arduino, labview una vez que reciba las señales las procesara y ya creado un panel frontal se mostraran ahí los componentes trabajando.

 Arduino.

Esta placa de adquisición de datos tiene salidas digitales y analógicas los sensores estarán conectados a el para recolectar información de los sensores encargándose de mandar la información al panel frontal del software labview.

2.5.- Normatividad

NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999, Instalaciones eléctricas (utilización).

ARTÍCULO 110 - REQUISITOS DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

110-3. Instalación y uso de los equipos. Los equipos y en general los productos eléctricos utilizados en las instalaciones eléctricas deben usarse o instalarse de acuerdo con las indicaciones incluidas en la etiqueta, instructivo o marcado.

110-4. Tensiones eléctricas, las tensiones eléctricas consideradas deben ser aquellas a las que funcionan los circuitos. La tensión eléctrica nominal de un equipo eléctrico no debe ser inferior a la nominal del circuito al que está conectado.

Tensión eléctrica nominal. Es el valor asignado a un sistema, parte de un sistema, un equipo o a cualquier otro elemento y al cual se refieren ciertas características de operación o comportamiento de éstos. Tensión eléctrica nominal del sistema. Es el valor asignado a un sistema eléctrico. Como ejemplos de tensiones normalizadas, se tienen: 120/240 V; 220Y/127 V; 480Y/277 V; 480 V como valores preferentes2400 V como de uso restringido440 V como valor congelado

La tensión eléctrica nominal de un sistema es el valor cercano al nivel de tensión al cual opera

normalmente el sistema. Debido a contingencias de operación, el sistema opera generalmente a niveles de tensión del orden de 10% por debajo de la tensión eléctrica nominal del sistema para la cual los componentes del sistema están diseñados (véase la Figura 110-4)

Tensión eléctrica nominal de utilización. Es el valor para determinados equipos de utilización del sistema eléctrico. Los valores de tensión eléctrica de utilización son:

En baja tensión: 115/230 V; 208Y/120 V; 460Y/265 y 460 V; como valores preferentes.

Figura 110-4 Sistema eléctrico típico para la generación, transmisión, distribución y utilización de energía eléctrica Para otros niveles de tensión eléctrica y para complementar la información referente a tensiones normalizadas, debe consultarse la Norma Mexicana correspondiente

.

110-5. Conductores. Los conductores normalmente utilizados para transportar corriente eléctrica deben ser de cobre, a no ser que en esta. Si no se especifica el material del conductor, el material y las secciones transversales que se indiquen en esta NOM se deben aplicar como si fueran conductores de cobre. Si se utilizan otros materiales, los tamaños nominales deben cambiarse conforme a su equivalente en cobre.

210-20. Protección contra sobre corriente. Los conductores de circuitos derivados y equipos deben estar protegidos mediante dispositivos de protección contra sobre corriente con una capacidad nominal o ajuste (1) que no exceda la especificada en la sección 240-3 para los conductores, (2) que no exceda a la especificada en los Artículos aplicables de la sección 240-2 para equipo y (3) lo establecido para dispositivos de salida en 210-21.

Fuentes de energía

a) Dos fuentes de energía independientes. Los sistemas eléctricos esenciales deben tener un mínimo de dos fuentes de energía independientes. Una fuente normal que generalmente alimente a todo el sistema eléctrico y una o más fuentes alternas para uso cuando el servicio normal sea interrumpido.

b) Fuente alterna de energía. La fuente alterna de energía debe estar formada por uno o varios grupos de generadores asociados por alguna clase de fuerza motriz y ubicados en las instalaciones del usuario.

Excepción: Donde la fuente normal esté formada por unidades generadoras ubicadas en las instalaciones del usuario, la fuente alterna de energía puede ser otro grupo generador interno o un servicio de energía eléctrica externo

CAPITULO III MEMORIA TÉCNICA

3.1.-Planos.

3.2.-Esquemas

3.3 Diagramas y cálculos

LM35

Fotorresistencias

Sensor de proximidad infrarrojo

Medidor de Nivel

3.5 Simulación:

La simulación se llevo a cabo en el software labview indicando la temperatura, los botones para encender cada luz del hogar.

3.6 Seguridad

Para el usuario tanto como de la maquinaria todos los componentes estarán etiquetados con sus características mas importantes como son el voltaje, el amperaje, el torque, los cables de alimentación estarán de un color rojo advirtiendo a alguien que es una línea viva y la fase estará de un color azul para indicar el cierre del circuito, el cable de color verde estará simplemente indicando que será la tierra física y estará fuera del peligro.

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