Resumen

En este proyecto vamos armar un dispositivo y a programar un celular para que por medio de ellos podamos encender las luces de una habitación, si esto resulta será muy útil para las personas, ya sea para su comodidad o mejor aún en caso de que alguna de ellas tenga un impedimento para moverse pueda encender las luces sin tener que pararse.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En la actualidad la tecnología ha crecido a pasos agigantados, por tanto hay cosas que podemos hacer más sencillas si utilizamos dicha tecnología. El encender la luz manualmente es muy fácil, pero se podrá encender la luz utilizando un celular android.

Antecedentes

Android es un sistema operativo basado en el kernel de Linux diseñado principalmente para dispositivos móviles con pantalla táctil, como teléfonos inteligentes o tabletas, y también para relojes inteligentes, televisores y automóviles, inicialmente desarrollado por Android Inc., que Google respaldó económicamente y más tarde compró esta empresa en 2005. Android fue presentado en 2007 junto la fundación del Open Handset Alliance: un consorcio de compañías de hardware, software y telecomunicaciones para avanzar en los estándares abiertos de los dispositivos móviles. El primer móvil con el sistema operativo Android fue el HTC Dream y se vendió en octubre de 2008.

El éxito del sistema operativo se ha convertido en objeto de litigios sobre patentes en el marco de las llamadas «Guerras por patentes de teléfonos inteligentes» (en inglés Smartphone patent wars) entre las empresas de tecnología. Según documentos secretos filtrados en 2013 y 2014, el sistema operativo es uno de los objetivos de las agencias de inteligencia internacionales.

La versión básica de Android es conocida como Android AOSP.

El 25 de junio de 2014 en la Conferencia de Desarrolladores Google I/O, la compañia Google mostró un cambio de marca con el fin de unificar tanto el hardware como el software. Con ello mostraron nuevos productos como lo son Android TV, Android Auto, Android Wear o un smartphone de baja gama llamado Android One. Con todo ello la marca se estabiliza para dar una imagen más firme tanto en el mercado como al público.

APP INVENTOR

Google App Inventor es una aplicación de Google Labs para crear aplicaciones de software para el sistema operativo Android. De forma visual y a partir de un conjunto dpág. herramientas básicas, el usuario puede ir enlazando una serie de bloques para crear la aplicación. El sistema es gratuito y se puede descargar fácilmente de la web. Las

aplicaciones fruto de App Inventor están limitadas por su simplicidad, aunque permiten cubrir un gran número de necesidades básicas en un dispositivo móvil.

Con Google App Inventor, se espera un incremento importante en el número de aplicaciones para Android debido a dos grandes factores: la simplicidad de uso, que facilitará la aparición de un gran número de nuevas aplicaciones; y el Android Market , el centro de distribución de aplicaciones para Android donde cualquier usuario puede distribuir sus creaciones libremente.

ARDUINO

ARDUINO es una plataforma electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware fáciles de usar y Open Source.

Para construir tus propios robots y realizar tus proyectos puedes combinar la plataforma ARDUINO con sistemas mecánicos escalables y reconfigurables: LEGO Education, LEGO Technic, Fischertechnik, ROBOTIS OLLO, VEX, sensores y actuadores HITEC robotics,Mindsensors, baterías y motores LEGO Power Functions y dispositivos Android.

Arduino presenta un entorno de programación propio que funciona en cualquier sistema operativo (Windows, Mac y Linux) y que es totalmente gratuito. Este entorno permite programar la plataforma en un lenguaje similar a C/C++. Asimismo, si no se es un experto en programación, existe la posibilidad de programar Arduino con S4A (Scratch adaptado a Arduino) o desde LabVIEW for Education.

BLUETOOTH

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.

Eliminar los cables y conectores entre éstos.

Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal,como PDA,  teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.

MODULO DE BLUETOOTH LAS TAREAS QUE REALIZA UN MODULO BLUETOOTH SON LAS SIGUIENTES:

Entre las tareas realizadas por el LC y el Link Manager, destacan las siguientes:

• Envío y Recepción de Datos.
• Paginación y Peticiones.
• Establecimiento de conexiones.
• Autenticación.
• Negociación y establecimiento de tipos de enlace.
• Establecimiento del tipo de cuerpo de cada paquete.
• Establecer el dispositivo en modo sniff o hold: El primero, sniff, significa olfatear, pero en castellano y en informática se traduce por escuchar (el medio): en este caso es la frecuencia o frecuencias en la que está funcionando el dispositivo.

Así, cualquier paquete de datos enviado en esa frecuencia será «leído» por el dispositivo, aunque no vaya dirigido a él. Leerá todos los datos que se envíen en esa frecuencia por cualquier otro dispositivo Bluetooth, es lo que se denomina rastreo de paquetes.

Una técnica parecida pero a nivel de frecuencias es la que se utiliza para detectar redes wi-fi, generalmente para encontrar redes abiertas (sin contraseña), al escanear todas las frecuencias se obtiene información de cada frecuencia o canal de las redes wi-fi disponibles.
Hold por su parte significa mantener, retener; esto quiere decir que el dispositivo se mantendrá en esa frecuencia aunque no emita ni reciba nada, manteniendo esa frecuencia siempre disponible aunque otros dispositivos la utilicen.

AREA DE ELECTRONICA DE POTENCIA

La tarea de la Electrónica de Potencia consiste en convertir y controlar la energía de la forma suministrada por una fuente a la forma requerida por la carga. Habitualmente la fuente primera de energía es la corriente alterna (monofásica o trifásica a 50 ó 60 Hz) suministrada por la red de energía eléctrica.

En este caso con unos reles y transistores hacemos que la potencia se la adecuada para que pueda encender y apagar los focos que requieren de más potencia, ya que inicialmente en nuestro prototipo utilizamos leds pero ahora lo implementamos para focos normales de casa.

FOCOS O LÁMPARAS

Una lámpara de incandescencia o lámpara incandescente¹ es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en concreto de wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se consideran poco eficientes ya que el 85 % de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 15 % restante en luz

ELECTRICIDAD

En nuestras casas, la electricidad permite que funcionen las lamparitas eléctricas, la televisión, la tostadora y muchas otras cosas.

Es muy difícil imaginar nuestra vida sin ella.
Ahora bien, nos damos cuenta de qué es lo que podemos hacer con ella pero, ¿qué es la electricidad?.
La electricidad es una forma de energía. Energía es poder… el poder de hacer, de hacer por ejemplo que las cosas se muevan y de hacer que las cosas funcionen.
Para entender qué es la electricidad debemos comenzar con los átomos.

Los átomos son pequeñas partículas que son muy difíciles de ver, y son los elementos con los que está hecho todo a nuestro alrededor.

Un átomo está compuesto por protones, electrones y neutrones. El centro de un átomo, al cual se llama “núcleo”, tiene al menos un protón.
Alrededor del núcleo viajan los electrones (en igual cantidad que los protones) a gran velocidad.
Los protones y electrones tienen una propiedad llamada carga, la de los protones es de signo positivo y la de los electrones es de signo negativo.

Los neutrones no tienen carga. Los protones y electrones se atraen entre sí porque tienen cargas de distinto signo. En cambio las partículas que tienen cargas del mismo signo se repelen.

ELECTRONICA

La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica.

Estos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas.

Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:

• Electrónica de control
• Telecomunicaciones
• Electrónica de potencia

Objetivo

Diseñar un dispositivo que controle el encendido y apagado de las luces del hogar

Dar a conocer a las personas que se puede encender la luz de una habitación fácilmente utilizando un celular android.

Dar a conocer que el encendido de las luces puede facilitar la vida del usuario no solo para su comodidad, sino para ayudar a alguien que no pueda levantarse.

Justificación

Se me hizo muy interesante hablar de este tema ya que  la tecnología se ha hecho presente en todos los ámbitos de nuestra vida.

Aunque soy muy pequeño para desarrollar proyectos que tienen que ver con la electricidad, se me hizo muy interesante desarrollar un dispositivo para que con la ayuda de un celular yo pueda encender  las luces de una habitación

Hay cosas que podemos hacer que sean más sencillas o más prácticas utilizando los avances tecnológicos.

Podemos estar en una habitación y por alguna razón no poder movernos, así que en estos casos las personas pueden utilizar su celular android para encender la luz de la habitación sin tener que moverse.

Hipótesis

Si las personas supieran que pueden utilizar su celular android para encender la luz de una habitación sin tener que moverse, no dudarían en utilizarlo.

Método (materiales y procedimiento)

RELEVADOR DE 5V Relevador compacto de 1 polo, 2 tiros (SPDT) y bobina de 5 Vcc

TRANSISTORES
2N2219 Transistor de pequeña señal tipo NPN, Vceo 40, Ic 800 mA, HFE 100 a 300, fT 300 MHz, encapsulado TO-18 (TO-206AA).

DIODOS 1N4004 Diodo rectificador de propósito general, de 400 Volts a 1 Amper.

ARDUINO Placa arduino MEGA R3 de 5V, aplicable y manipulable con sistema ANDROID
PLACA BLUETOOTH
Bluetooth Modulo Serial Microcontrolador Pic Arduino Atmel

TERMINAL CHICA
CON 2 TORNILLOS, PARA CIRCUITO IMPRESO
Terminal chica con 2 tornillos, para circuito impreso, de 8 Amperes, 300 Vca y temperatura máxima de 125° Centígrados. Sus dimensiones son 10 x 11 x 8 mm.

Interlock tomacorriente
Conector tomacorriente (Interlock) para extensión, de 1,5 m de largo, con cable calibre 18 AWG tipo SPT-2, en color negro. Para armar extensiones de cables o conexión directa a sus equipos.

Foco de 60 W Foco de filamento común

Y por supuesto necesitaremos un equipo de telefonía móvil que tenga el sistema android ya que con ello podremos empezar a instalar la aplicación.

El centro de esta aplicación lo conforma un ARDUINO (el cual es controlado por las señales que envía el celular, el celular tiene el sistema operativo ANDROID), muy pequeño pero potente con un programa cargado especialmente para esta labor.

El equipo obtiene su alimentación directamente de una fuente de 5V, en esta placa se conecta la interfaz de la placa Bluetooth la que es la que recibe la señal, que se encargara de posteriormente a esto pasar estos a un área de potencia en la que están conectados las terminales finales que en este caso son los focos, los que se encenderán y apagaran según lo queramos desde nuestro celular.

El celular cuenta con una aplicación que programamos, cuenta con una interfaz gráfica en la cual aparecen los botones de apagador de los focos.Al abrir la aplicación del celular del apagado de las luces, activamos el Bluetooth, cuando lo reconoce ya podemos prender y apagar las luces de la casa sin necesidad de levantarnos del lugar cómodo en el que nos encontremos postrados, lo cual es genial.Como pudimos darnos cuenta en la foto 11 ya se pudo instalar la aplicación en el celular, como se puede apreciar hay tres interruptores y cada uno dice On y Off

Galería Método

Resultados

Como podemos observar en la foto 12, ya estamos probando la aplicación y pudimos darnos cuenta que si funciona, ya que se conecto el dispositivo a un foco de filamento y por medio de nuestro celular controlábamos  el encendido y apagado de dicho foco.

Estoy muy satisfecho de los resultados obtenidos ya que, se logró que el dispositivo funcionara a la perfección y también que la programación fuera la correcta.

Al principio se me hizo muy difícil conocer los materiales y entender cómo  iba a funcionar y como se iba a programar, pero como iba pasando el tiempo me empape de todo y se me hizo más fácil cuando arme el dispositivo.

No me había dado cuenta que la tecnología era tan interesante y lo mejor de todo es que aprendí muchísimas cosas.

Cuando vi terminado el trabajo y con mi celular android realice las pruebas del encendido y apagado de luces quede muy satisfecho, ya que fue un trabajo arduo debido a que primero tuve que estudiar el nombre y el funcionamiento de cada uno de ellos.

Cuando paso a paso iba instalando la aplicación a él celular me iba emocionando mucho.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Primero que nada tengo que decir que el dispositivo funcionó a la perfección.

La aplicación instalada en mi celular logró encender un foco de filamento y unos focos led.

Como conclusión podemos decir que se logro prender la luz de una habitación utilizando un celular android.

Si se quisiera llevar a cabo este proyecto para la vida diaria, obviamente necesitaríamos de un electricista para que nos ayudara a instalarlo en una habitación.

Estoy muy satisfecho ya que sí se implementara este proyecto sería muy útil.

Logramos comprobar que si se puede encender la luces de una habitación por medio de un celular android, lo cual ayudaría por ejemplo; a las personas enfermas o que por algún motivo no pudieran levantarse a encender la luz.

Además nos dimos cuenta que este dispositivo también nos sería de gran utilidad para encender una bomba de agua o un ventilador.

Bibliografía

ARDUINO. Curso práctico de formación. Torrente Artero, Óscar

Android. Guía de desarrollo de aplicaciones para Smartphone y Tablet. SEBASTIEN PEROCHON.

http://www.arduino.cc/

http://www.edenorchicos.com.ar/edenorchicos/jsp/paginas/electricidad.jsp

http://appinventor.mit.edu/explore/

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography