Unidad 5 -Arduino
1. Domótica
La domótica (del latín domus, casa) son sistemas que automatizan de forma eficiente el uso de los distintos recursos en viviendas unifamiliares. De manera que la tecnología se adapta e integra a las necesidades del espacio. Para referirse a edificaciones con distintos sectores habitacionales o comerciales, se utiliza el término «inmótica»; mientras que para ciudades se habla de «urbótica».
Estas aplicaciones son impulsadas por empresas y organizaciones dedicadas a la tecnología como el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos), el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica, DOMOTYS, CEDOM, MIT AgeLab, LonUsers España, entre otros.
En el caso de la Argentina, este tipo de desarrollo comienza en los años noventa. Y en 2007 se realiza uno de los primeros eventos masivos, en la Expo Casa Domótica. Asimismo, el Colegio de Ingenieros Especialistas de Córdoba, que posee una Comisión de Domótica, redactó una Guía de contenidos mínimos para la elaboración de un proyecto de domótica.
A continuación podés ver algunas aplicaciones que utilizan Arduino y lo que aprendiste en las unidades anteriores.
2. Iluminación
Uno de los grandes desafíos de la actualidad es el uso eficiente de la energía eléctrica para iluminar los espacios.
En los últimos años se incrementó notablemente el empleo de la iluminación led en los hogares y muchas lámparas incluyen un transformador externo de 220 V de corriente alterna a 12 V de corriente continua, que podés observar al comprarlas. En general, dichas lámparas se componen de tiras de led que, según el fabricante, están conectadas en serie o en paralelo. Por lo cual, a partir de lo que aprendiste en unidades anteriores, podrías construir luminarias hogareñas utilizando LDR o sensores similares para obtener información del entorno y regular el encendido y apagado, y emplear eficientemente la energía.
Estas aplicaciones te sirven también para conectar un motor o un servomotor en lugar de un led y usarlo para cerrar y abrir cortinas aprovechando la luz solar. O incluso, para no depender de un interruptor, utilizar sensores que detecten presencia para encender luces solo cuando alguien ingrese a ciertos ambientes en un horario donde no haya luz solar. En algunos casos, este sensor de presencia se puede construir colocando un LDR de forma tal que reciba luz constantemente, salvo cuando una persona se acerque e impida su paso. Mientras que en otros casos conviene utilizar un sensor como el ultrasónico HC-SR04.
El ultrasónico es un sensor de bajo costo que envía un sonido (con el pin trigger como se ve en el código que está a continuación) y, a partir del tiempo que tarda en rebotar y regresar (utilizando el pin echo), permite calcular a qué distancia se encuentra el objeto más próximo. El rango de detección está entre los 15 cm y 300 cm aproximadamente.
A continuación te mostramos un diagrama de conexión y un código para poder utilizarlo.
3. Temperatura
Otra de las aplicaciones frecuentes de la domótica se relaciona con el control de la temperatura de los ambientes, es decir, con poder determinar el encendido de un ventilador, una estufa eléctrica o similar según el valor de la temperatura existente.
Un sensor de temperatura de bajo costo y muy popular es el TMP36, que se conecta a Arduino utilizando un pin analógico o PWM de la siguiente forma:
Se lo puede controlar con el código que sigue:
Acá podés ver un video donde se simula su funcionamiento (el motor que se observa aparenta pertenecer a un ventilador o dispositivo similar):
Video Temperatura
4. ¿Corriente continua o alterna?
En todos los ejemplos anteriores, nos referimos a aplicaciones de corriente continua que emplean voltajes bajos (5 V a 12 V). Sin embargo, también existe la posibilidad de controlar el encendido de un dispositivo conectado a 220 V, utilizando un módulo de relay (o relé).
n relé es un interruptor electromecánico que funciona de forma similar al pulsador de la unidad 3 (en el sentido de que cierra un circuito), pero se activa de forma eléctrica (mediante un pulso). Por eso, se conforma de un electroimán y una bobina.
En los locales de electrónica, podés conseguir a un bajo costo un módulo con uno o dos relés para Arduino, que soporten dispositivos eléctricos que consuman hasta 10 amperes y la conexión se realiza de esta forma:
El relé se conecta como si fuera un pulsador de encendido, atornillando los dos cables a los bornes del módulo. Es de suma importancia verificar que ambos cables no estén en contacto entre sí y que no queden sueltos ni expuestos, dado que existe riesgo de choque eléctrico.
En lo que respecta a la conexión del módulo con la placa Arduino, solo tenés que conectarlo a los 5 V, al ground y a un pin de salida, para poder indicarle al módulo en qué momento deseás cerrar el circuito. Entonces, cada vez que utilices la función digitalWrite(pin, HIGH), el circuito se cerrará.
Dado que trabajar con 220 V conlleva mayores riesgos, te pedimos que solo realices estas prácticas bajo supervisión de un profesional y que, de ninguna manera, las lleves a cabo solo o sola, si no tenés formación previa que te habilite para manejar estas tensiones.
5. Desafío
En ese desafío te proponemos que desarrolles una aplicación domótica utilizando Arduino; es decir, que puedas controlar el movimiento de un elemento (apertura de cortina, ventilador, etc.) o el encendido de una luz a partir de información que obtengas del entorno (si hay personas, luz, etc.).
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