PDF de programación - Sistemas basados en microprocesador - Sistema inalámbrico para el control de la calefacción

Sist. Basados en Microprocesador.

Alberto García -- Ismael Pérez



Sistemas basados en
microprocesador.



Sistema inalámbrico para el
control de la calefacción.



Alberto García Izquierdo

Ismael Pérez Rojo

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Sist. Basados en Microprocesador.

Alberto García -- Ismael Pérez



Índice
1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.
8.

9.
10.

11.

12.
13.

14.
15.

Descripción del proyecto. ........................................................................................................ 3
Objetivos del proyecto. ........................................................................................................... 3
Componentes utilizados. Descripción y funciones. ............................................................................ 3
Arduino ............................................................................................................................ 3
3.1.
Shield GSM ........................................................................................................................ 8
3.2.
LCD. ................................................................................................................................ 9
3.3.
3.4.
Servidor web..................................................................................................................... 11
3.5. Otros componentes ............................................................................................................. 11
Esquemas de conexionado. .................................................................................................... 12
Circuito e instalación. ........................................................................................................... 14
Procedimiento y Estructura del Sistema de Control. ......................................................................... 16
Fundamentos teóricos. ......................................................................................................... 19
Flujo del programa de arduino. ................................................................................................ 25
Inicio.............................................................................................................................. 27
8.1.
8.2.
Setup ............................................................................................................................. 30
8.3. Modo manual. ................................................................................................................... 31
8.4. Modo automático. .............................................................................................................. 31
Funciones. ....................................................................................................................... 32
8.5.
Presupuesto. .................................................................................................................... 34
Programa en el servidor. ....................................................................................................... 35
Inicio. ......................................................................................................................... 35
Login. ......................................................................................................................... 35
Formulario. .................................................................................................................. 36
Datos. ........................................................................................................................ 37
Logout. ....................................................................................................................... 38
Resultados. ...................................................................................................................... 38
Variables controladas y monitorizadas. ................................................................................... 38
Vídeo de demostración. .................................................................................................... 38
Posibles mejoras. ............................................................................................................... 39
Código. ........................................................................................................................... 40
Arduino. ...................................................................................................................... 40
Servidor. ..................................................................................................................... 66
Bibliografía. ...................................................................................................................... 78
ANEXO ........................................................................................................................... 79
LM35 Datasheet ............................................................................................................. 79
Esquema Conexionado ..................................................................................................... 79

10.1.
10.2.
10.3.
10.4.
10.5.

11.1.
11.2.

15.1.
15.2.

13.1.
13.2.



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1. Descripción del proyecto.

El proyecto se realiza para la presentación en la asignatura Sistemas basados en
microprocesadores del grado en ingeniería electrónica de la universidad de Burgos.

Este proyecto está elaborado por Ismael Pérez Rojo y Alberto García Izquierdo.

La finalidad del mismo es el control y monitorización remota de la temperatura de
diferentes estancias mediante el encendido y apagado del sistema de calefacción.

Se tratarán tres salas diferenciadas, dónde se evaluará el nivel de temperatura y se
actuará según las necesidades del usuario, marcadas de forma manual o a través de la
web.

El desarrollo se basa en la plataforma de hardware libre Arduino. También constará de
un módulo de conexión a internet y de un servidor remoto. Tendrá también otros
componentes discretos para la obtener temperaturas y operar con el dispositivo.

Como todo sistema de control tendrá un modo de funcionamiento manual desde una
interface manual, y un modo automático a través de internet.



2. Objetivos del proyecto.

Los objetivos principales propuestos por el profesor de la asignatura son:

- Desarrollo de un sistema de control a elegir por los alumnos. 100%

- Utilizar una plataforma de hardware libre Arduino. Microcontrolador Atmega328P.
100%

- Utilizar al menos una entrada/salida digital y una entrada analógica. 100%

- Realizar una recogida de información y tratamiento de datos a distancia. 100%

Se han desarrollado otros apartados extras por los autores del proyecto.

3. Componentes utilizados. Descripción y funciones.



3.1.

Arduino

3.1.1. Introducción Arduino.

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

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de
entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328,
Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de
múltiples diseños. En este proyecto se ha usado el Atmega328p.



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Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el
lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque que es
ejecutado en la placa.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas y
digitales, y controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa
Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en
Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos
hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un computador.



Como hemos dicho es una plataforma de hardware libre lo que quiere decir que se
dispone de los diseños a nivel de usuario pudiendo modificar parte de ellos y
adaptándonos a las necesidades de cada proyecto.

3.1.2. Hardware elegido para el proyecto.

Existen diferentes placas de arduino. Por lo que la primera tarea del trabajo es elegir la
adecuada que llegue adaptarse al proyecto.

A parte de estos casos existen la placa, Arduino Nano, Arduino Mini, Arduino Micro,
Arduino Fio… Estas placas son de tamaño menor y preparadas para cuando nuestro
proyecto requiera de un controlador pequeño. No es el caso donde la necesidad del
tamaño sea un problema.

Vamos a ver la evolución de las placas en los últimos años:



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En la figura anterior vemos las placas que existen actualmente. Insistimos en la
prioridad de dar con la placa adecuada en cada trabajo.

Se debe elegir siguiendo una serie de principios:

Espacio crítico: NANO, FIO (Xbee), Pro Mini, LilyPad (flexible, cosido a la ropa)
Número de entradas/salidas: Arduino Mega(16/54)/Arduino Due(12/54)
Tamaño del código: Arduino Uno (32Kib), Arduino M