Resumen

Las estufas electricas son aparatos electrodomésticos muy comunes misma razón por la cual son también muy peligrosas. Está comprobado que por su estructura es mucho más sencillo que las estufas eléctricas se sobre calienten y este es el motivo por el cual es importante hacer uso de una alternativa práctica y segura que consta únicamente de adaptar un servomotor a la perilla de la estufa para que por medio de un arduino se envié la orden de apagar la estufa con ayuda de una aplicación sencilla, creada desde App inventor. Además de ayudar a evitar incendios, también es una forma de ahorrar tiempo dando la oportunidad de realizar otras actividades mientras se preparan los alimentos, ya que logramos que esta aplicación tenga la opción de prender y apagar la estufa en determinado tiempo, por lo tanto cada persona de acuerdo con sus necesidades puede indicar el tiempo en que desea que se encienda y el tiempo que desea esperar para su apagado. Así mismo implementar  esta aplicación a un teléfono celular permite la prevención de múltiples problemas que se presentan cotidianamente pero que a pesar de ser tan comunes las consecuencias de uno de estos accidentes pueden ser muy graves. La adaptación y realización de esta aplicación debido a que ninguno de los aditamentos cabían juntos en la perilla, sin embargo el resultado fue exitoso. Fue muy importante hacer uso del módulo Bluethoot pues sin el, mandar cualquier indicación hubiese sido imposible y quizá el resultado final no habría sido el que obtuvimos.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Actualmente en México y el mundo la tecnología y específicamente los teléfonos celulares y sus aplicaciones se han vuelto muy comunes he indispensables para gran parte de la población a la hora de comunicarse. Si se utilizan estos medios para otro fin por ejemplo evitar accidentes causados por el descuido de dejar una estufa encendida creando así una alternativa práctica y sencilla a la hora de su uso, ya que los incendios se han vuelto muy comunes y sus consecuencias pueden ser muy graves. Con el uso de la tecnología y sus derivados podemos evitar los accidentes ya mencionados de una manera útil que nos permite el uso de objetos que tenemos a nuestro alcance.

Antecedentes

Las estufas eléctricas y los incendios

Las estufas eléctricas están involucrados en más de la mitad de todos los incendios relacionados con electrodomésticos, según el sitio web de seguro Insweb. La mayoría de los incendios son causados por prácticas de cocina descuidadas, pero los quemadores eléctricos pueden causar incendios en otras formas si son mal utilizados. Corres varios riesgos si dejas una estufa eléctrica prendida toda la noche en lugar de limitar su uso para cocinar, ya sea que tu electrodoméstico tenga quemadores expuestos o elementos que están encerrados bajo una tapa plana.

Los niños y los animales domésticos pueden quemarse si dejas prendida una estufa eléctrica toda la noche. Las mascotas son generalmente libres para pasear por la casa, y los niños pueden levantarse más temprano que los adultos o levantarse durante la noche. Un joven podría tocar accidentalmente la estufa y sufrir una quemadura grave. Esto es particularmente cierto si el niño es lo suficientemente alto como para llegar a los elementos de calefacción con un brazo extendido, pero no puede ver el quemador real. Los gatos pueden saltar a la estufa y hacerse daño, especialmente si la estufa tiene una superficie plana.

Los quemadores de la estufa eléctrica generan suficiente calor como para iniciar un incendio si están expuestos a materiales inflamables. Las estufas con tapas planas y lisas hacen atractivas superficies de almacenamiento. Alguien en el hogar podría establecer inadvertidamente algo inflamable en la parte superior de la estufa sin darse cuenta de que el quemador esté encendido. Nunca permitas que nadie almacene cosas en la superficie de cocción de tu estufa, ni siquiera temporalmente, y nunca lo hagas tú mismo. Elimina cualquier cosa alrededor de la estufa que pueda caer sobre ella y encender un quemador si se deja encendido. La Administración de Incendios de EE.UU. advierte que artículos como utensilios de madera, plástico o bolsas de papel, agarraderas de tela y guantes para hornear son peligrosos para dejar alrededor de las estufas.

Los quemadores de la estufa eléctrica generan suficiente calor como para iniciar un incendio si están expuestos a materiales inflamables. Las estufas con tapas planas y lisas hacen atractivas superficies de almacenamiento. Alguien en el hogar podría establecer inadvertidamente algo inflamable en la parte superior de la estufa sin darse cuenta de que el quemador esté encendido. Nunca permitas que nadie almacene cosas en la superficie de cocción de tu estufa, ni siquiera temporalmente, y nunca lo hagas tú mismo. Elimina cualquier cosa alrededor de la estufa que pueda caer sobre ella y encender un quemador si se deja encendido. La Administración de Incendios de EE.UU. advierte que artículos como utensilios de madera, plástico o bolsas de papel, agarraderas de tela y guantes para hornear son peligrosos para dejar alrededor de las estufas.

El servomotor

Un Servo es un dispositivo pequeño que tiene un eje de rendimiento controlado. Este puede ser llevado a posiciones angulares específicas al enviar una señal codificada. Con tal de que una señal codificada exista en la línea de entrada, el servo mantendrá la posición angular del engranaje. Cuando la señala codificada cambia, la posición angular de los piñones cambia. En la práctica, se usan servos para posicionar superficies de control como el movimiento de palancas, pequeños ascensores y timones. Ellos también se usan en radio control, títeres, y por supuesto, en robots.

Los Servos son sumamente útiles en robótica. Los motores son pequeños, tiene internamente una circuiteria de control interna y es sumamente poderoso para su tamaño.  Un servo normal o Standard como el HS-300 de Hitec tiene 42 onzas por pulgada o mejor 3kg por cm. De torque que es bastante fuerte para su tamaño. También potencia proporcional para cargas mecánicas. Un servo, por consiguiente, no consume mucha energía. Se muestra la composición interna de un servo motor en el cuadro de abajo. Podrá observar la circuiteria de control, el motor, un juego de piñones, y la caja. También puede ver los 3 alambres de conexión externa. Uno es para alimentación Vcc (+5volts), conexión a tierra GND y el alambre blanco es el alambre de control.

Funcionamiento

El motor del servo tiene algunos circuitos de control y un potenciómetro (una resistencia variable) esta es conectada al eje central del servo motor. En la figura se puede observar al lado derecho del circuito. Este potenciómetro permite a la circuiteria de control, supervisar el ángulo actual del servo motor. Si el eje está en el ángulo correcto, entonces el motor está apagado. Si el circuito chequea que el ángulo no es el correcto, el motor girará en la dirección adecuada hasta llegar al ángulo correcto. El eje del servo es capaz de llegar alrededor de los 180 grados. Normalmente, en algunos llega a los 210 grados, pero varía según el fabricante. Un servo normal se usa para controlar un movimiento angular de entre 0 y 180.

La cantidad de voltaje aplicado al motor es proporcional a la distancia que éste necesita viajar. Así, si el eje necesita regresar una distancia grande, el motor regresará a toda velocidad. Si este necesita regresar sólo una pequeña cantidad, el motor correrá a una velocidad más lenta. A esto se le llama control proporcional.

 Arduino

Arduino es una plataforma de harware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo , diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinarios.

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el atmega, y atmega 8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programacion prossesing/Wiring y el cargador arranque que es ejecutado en la placa. Se programa en el ordenador para que la placa controle los componentes electrónicos.

Desde octubre de 2012, Arduino se utiliza también con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits, que coexistirán con las más limitadas, pero también económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las microcontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferencia de la mayoría de las placas con AVR, que generalmente usan 5V. Sin embargo, ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como la Arduino Fio y existen compatibles de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas y digitales, puede 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 ordenador.

También cuenta con su propio software que se puede descargar de su página oficial que ya incluye los drivers de todas las tarjetas disponibles lo que hace más fácil la carga de códigos desde el computador.

Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software tal como adobe flash Una tendencia tecnológica es utilizar Arduino como tarjeta de adquisición de datos desarrollando interfaces en software como JAVA, Visual Basic y LabVIEW  . Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado  libre se puede descargar gratuitamente.

Bluetooth

Es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1, que define un estándar global de comunicación inalámbrica que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia segura. Intenta unir diferentes tecnologías como las de los ordenadores, los teléfonos móviles y el resto de periféricos. El alcance que logran tener estos dispositivos es de 10 metros para ahorrar energía ya que generalmente estos dispositivos utilizan mayoritariamente baterías. Sin embargo, se puede llegar a un alcance de hasta 100 metros (similar a Wi-Fi) pero aumentando el consumo energético considerablemente. Para mejorar la comunicación es recomendable que nada físico como por ejemplo una pared se interponga.

• Modulo Bluetooth JY-MCU: Este módulo es compatible con Arduino y se puede utilizar para una amplia variedad de tareas, se conectan a los sistemas de GPS, ordenadores, portátiles, teléfonos móviles y más.

Conexión labview

Una vez que entendemos los fundamentos de la comunicación serie con Arduino, vamos a  hacer un control desde labview.

¿Cómo se produce la comunicación entre Arduino y Labview?

Comunicación serie de Arduino

La comunicación serial se suele emplear para comunicar Arduino con un ordenador u otros dispositivos. Todas las placas Arduino tienen al menos un puerto serie también nombrado como UART el cual comunica los pines digitales 0(RX) y 1(TX) con el ordenador a través de USB. UART significa “Universal Asynchronous Receiver-Transmitter” y es un controlador de puertos y dispositivos en serie. Normalmente se encuentra integrado en la placa base y sirve para manejar las interrupciones de los dispositivos conectados al puerto serie y convertir los datos en formato paralelo en formato serie para que puedan ser transmitidos a través de los puertos y viceversa. Los UART son programables y debe configurarse la velocidad, la paridad, la longitud y los bits de parada. El UART viene incluido en el hardware de Arduino integrado en el chip, el cual permite la comunicación incluso mientras se trabaja en otras tareas, siempre que haya un espacio en el buffer de serie de 64 bytes:

“Para entender el uso del buffer normalmente se usa el ejemplo de la sala de espera del médico. Esta sala de espera es el buffer, que tiene una capacidad de 64 pacientes. Cada paciente es 1 byte. El médico va atendiendo cada paciente uno por uno por orden de llegada. La enfermera que deja entrar a los pacientes a la sala de espera son los baudios (la velocidad de recibir datos), cuando más grande sea la velocidad, más gente entra en la sala. Si la sala está completa con 64 pacientes y llegan más, estos serán rechazados (drop o loss).”

El  puerto es el nombre genérico para definir las interfaces, físicos o virtuales, que permiten la comunicación entre dos ordenadores o dispositivos. El puerto serie (o puerto serial) es una interfaz de comunicaciones de datos digitales donde la información es transmitida bit a bit, es decir, envía un único bit a la vez en lugar de varios bits simultáneos como ocurre con la transmisión en paralelo que envía varios bits simultáneamente. Esta secuencia de bits es la forma de enviar la información a través de los dispositivos.

La transferencia de datos a través de los puertos de serie se emplea con frecuencia asociándose sobre todo al estándar RS-232; no obstante, últimamente se ha optado por la comunicación USB la cual manda los datos como un flujo en serie debido a que es más rápida la transmisión. En el caso de Arduino MEGA se caracteriza por usar un microcontrolador ATmega16U2 que está programado como un convertidor de USB a serie, lo que significa que no utiliza el chip controlador de USB a serial FTDI debido a que la conversión se realiza a través de programación.

No todos los pines soportan interrupciones, sólo se pueden emplear para RX: 0, 11, 12, 13, 14, 15, 50, 51, 52, 53, A8 (62), A9 (63), A10 (64), A11 (65), A12 (66), A13 (67), A14 (68), A15 (69).

Los bloques Arduino de Labview trabajan por defecto con Arduino UNO. Para un Arduino MEGA se debe colocar un elemento adicional: un control de VISA y un control de la propia placa. VISA es una herramienta específica de Arduino que funciona como una especie de OPC. El OPC es un estándar de comunicación en el campo del control y supervisión basado en tecnología Microsoft y que ofrece una interfaz común que permite que distintos equipos individuales puedan compartir datos a través de una arquitectura cliente-servidor. Esto significa que puedo compartir datos entre elementos de distintas marcas comerciales (la mayoría han incluido OPC en sus productos) solucionando el problema de la adaptación de drivers. Se puede descargar VISA de forma gratuita.

Objetivo

Adaptar un sensor de calor a una estufa para su apagado mediante un teléfono móvil, considerando los horarios establecidos según las necesidades de cada persona.

Justificación

Las estufas eléctricas están involucradas en mas de la mitad de todos los incendios relacionados con electrodomésticos según el sitio Web de seguro “Insweb”,  por eso es muy importante evitar estos incendios mediante alternativas practicas como el uso de un teléfono móvil que es un aparato que constantemente usamos y podemos hacer uso de una aplicación sencilla que nos ayuda a evitar accidente que ademas de ser muy comunes son causados por cosas que podemos evitar pero en este caso con esta aplicación podríamos solucionar.

Hipótesis

Si logramos adaptar un sensor de calor a una estufa, podremos apagarla  en horarios establecidos mediante una aplicación de teléfono móvil.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

1 Servomotor.

1 Arduino con módulo de Bluethoot.

1 Estufa eléctrica.

1 Teléfono celular.

1 Equipo de computo con el programa Laview instalado.

Procedimiento:

1.- Una vez con el material listo conectar el servomotor a la estufa eléctrica o mejor dicho a la perilla de la misma.

2.- Conectar el servomotor ahora al arduino (Este ya conectado al modulo bluethoot.

3.- Conectar el arduino al equipo de computo.

4.- Mediante el programa Laview programar el funcionamiento dando o indicando las ordenes necesarias.

5.- En el programa ya mencionado se deberá indicar el encendido de la estufa, los grados que girará la perilla para lograr que la estufa se apague.

6.- Estas indicaciones quedaran almacenadas en el arduino para posteriormente mediante una aplicación de teléfono mandemos la orden por medio del modulo Bluethoot.

7.- Esta aplicación de celular será programada en Android mediante el compilador llamado eclipse para posteriormente se implemente en un teléfono celular con Bluethoot.

Galería Método

Resultados

Debido al tamaño de la tabla en donde adaptamos el servomotor, el arduino y el modulo bluethoot no fue posible introducirlo en la estufa sin embargo si logramos que la estufa encendiera y apagara por medio de un circuito corto que quedo al exterior de la estufa. La programación final del arduino fue compleja al igual que la aplicación, esta ultima fue realizada mediante un hadware que funciona atraves de bloques. Lo gramos que la aplicación tuviera la opción de encender y apagar la estufa en determinado tiempo, todo esto también programado desde el sistema ya mencionado.

Galería Resultados

Discusión

Según la información recabada, el circuito que realizamos únicamente podría apagar la estufa, sin embargo fue posible encender y apagar la estufa determinando el tiempo en que se realizara cada proceso.  Al principio este proyecto estaba dirigido a toda la población que sale de sus casas y olvidan apagar sus estufas, pero según la investigacion que realizamos los modulos bluethoot solo tienen cierto alcance y esto permite ahorrar tiempo y evitar accidentes indicando el momento adecuado para apagar la estufa.

Conclusiones

El circuito que obtuvimos nos permite realizar procesos como encender y apagar una estufa en determinado tiempo, estos procesos se indican mediante una aplicación de teléfono celular misma en la que implementamos una opción que ordena el tiempo que transcurrirá entre el encendido y el apagado, al final esta serie de opciones nos permiten resolver problemas cotidianos como la falta de tiempo y a la vez evitar accidentes muy comunes como los incendios.

Bibliografía

Summary

Electric stoves are very common home appliances; for the same reason they are also very dangerous. It is proved that due to its structure, it is more probable that electric stoves get overheated than the common ones and this is why it is important to make use of an alternative safe and practice comprising only on adapting a servomotor to the knob of the stove that through an arduino sends the order to  turn off the stove along with a simple application created by App inventor. Besides helping to avoid fires, it is also a way to save time having the opportunity of doing other activities while preparing everyday meals, since we achieve  that this application has the option of turning on and off the stove at a specific time, therefore each person, according to their needs, they may indicate the time they want the stove turn on and the time they want to wait for shutting down. Likewise, implementing this application to a phone., will allow us the prevention of multiple problems which arises everyday, although they are very common the consequences of one of these accidents can be very serious. The adaptation and development of this application was not easy since none of the aditaments fit together within the stove knob, nevertheless the result was a success. It was very important to make use of the bluetooth module because without it, sending any indication would have been impossible and perhaps the final result would not have been what we obtained.

Research Question

Problem approach

Currently in Mexico and in the world, the technology within the cell phones and its applications has become very common and essential to the majority of the population at the time of communicating each other.If we use these appliances for other purposes such as avoiding accidents, we will develop an alternative simple and easy to use, since fires have become very common and their consequences may be very severe. Along with the use of the technology and its applications we will be able to avoid accidents as the mentioned above through a useful way within the use of.

Background

Las estufas eléctricas y los incendios

Las estufas eléctricas están involucrados en más de la mitad de todos los incendios relacionados con electrodomésticos, según el sitio web de seguro Insweb. La mayoría de los incendios son causados por prácticas de cocina descuidadas, pero los quemadores eléctricos pueden causar incendios en otras formas si son mal utilizados. Corres varios riesgos si dejas una estufa eléctrica prendida toda la noche en lugar de limitar su uso para cocinar, ya sea que tu electrodoméstico tenga quemadores expuestos o elementos que están encerrados bajo una tapa plana.

Los niños y los animales domésticos pueden quemarse si dejas prendida una estufa eléctrica toda la noche. Las mascotas son generalmente libres para pasear por la casa, y los niños pueden levantarse más temprano que los adultos o levantarse durante la noche. Un joven podría tocar accidentalmente la estufa y sufrir una quemadura grave. Esto es particularmente cierto si el niño es lo suficientemente alto como para llegar a los elementos de calefacción con un brazo extendido, pero no puede ver el quemador real. Los gatos pueden saltar a la estufa y hacerse daño, especialmente si la estufa tiene una superficie plana.

Los quemadores de la estufa eléctrica generan suficiente calor como para iniciar un incendio si están expuestos a materiales inflamables. Las estufas con tapas planas y lisas hacen atractivas superficies de almacenamiento. Alguien en el hogar podría establecer inadvertidamente algo inflamable en la parte superior de la estufa sin darse cuenta de que el quemador esté encendido. Nunca permitas que nadie almacene cosas en la superficie de cocción de tu estufa, ni siquiera temporalmente, y nunca lo hagas tú mismo. Elimina cualquier cosa alrededor de la estufa que pueda caer sobre ella y encender un quemador si se deja encendido. La Administración de Incendios de EE.UU. advierte que artículos como utensilios de madera, plástico o bolsas de papel, agarraderas de tela y guantes para hornear son peligrosos para dejar alrededor de las estufas.

Los quemadores de la estufa eléctrica generan suficiente calor como para iniciar un incendio si están expuestos a materiales inflamables. Las estufas con tapas planas y lisas hacen atractivas superficies de almacenamiento. Alguien en el hogar podría establecer inadvertidamente algo inflamable en la parte superior de la estufa sin darse cuenta de que el quemador esté encendido. Nunca permitas que nadie almacene cosas en la superficie de cocción de tu estufa, ni siquiera temporalmente, y nunca lo hagas tú mismo. Elimina cualquier cosa alrededor de la estufa que pueda caer sobre ella y encender un quemador si se deja encendido. La Administración de Incendios de EE.UU. advierte que artículos como utensilios de madera, plástico o bolsas de papel, agarraderas de tela y guantes para hornear son peligrosos para dejar alrededor de las estufas.

El servomotor

Un Servo es un dispositivo pequeño que tiene un eje de rendimiento controlado. Este puede ser llevado a posiciones angulares específicas al enviar una señal codificada. Con tal de que una señal codificada exista en la línea de entrada, el servo mantendrá la posición angular del engranaje. Cuando la señala codificada cambia, la posición angular de los piñones cambia. En la práctica, se usan servos para posicionar superficies de control como el movimiento de palancas, pequeños ascensores y timones. Ellos también se usan en radio control, títeres, y por supuesto, en robots.

Los Servos son sumamente útiles en robótica. Los motores son pequeños, tiene internamente una circuiteria de control interna y es sumamente poderoso para su tamaño.  Un servo normal o Standard como el HS-300 de Hitec tiene 42 onzas por pulgada o mejor 3kg por cm. De torque que es bastante fuerte para su tamaño. También potencia proporcional para cargas mecánicas. Un servo, por consiguiente, no consume mucha energía. Se muestra la composición interna de un servo motor en el cuadro de abajo. Podrá observar la circuiteria de control, el motor, un juego de piñones, y la caja. También puede ver los 3 alambres de conexión externa. Uno es para alimentación Vcc (+5volts), conexión a tierra GND y el alambre blanco es el alambre de control.

Funcionamiento

El motor del servo tiene algunos circuitos de control y un potenciómetro (una resistencia variable) esta es conectada al eje central del servo motor. En la figura se puede observar al lado derecho del circuito. Este potenciómetro permite a la circuiteria de control, supervisar el ángulo actual del servo motor. Si el eje está en el ángulo correcto, entonces el motor está apagado. Si el circuito chequea que el ángulo no es el correcto, el motor girará en la dirección adecuada hasta llegar al ángulo correcto. El eje del servo es capaz de llegar alrededor de los 180 grados. Normalmente, en algunos llega a los 210 grados, pero varía según el fabricante. Un servo normal se usa para controlar un movimiento angular de entre 0 y 180.

La cantidad de voltaje aplicado al motor es proporcional a la distancia que éste necesita viajar. Así, si el eje necesita regresar una distancia grande, el motor regresará a toda velocidad. Si este necesita regresar sólo una pequeña cantidad, el motor correrá a una velocidad más lenta. A esto se le llama control proporcional.

 Arduino

Arduino es una plataforma de harware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo , diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinarios.

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el atmega, y atmega 8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programacion prossesing/Wiring y el cargador arranque que es ejecutado en la placa. Se programa en el ordenador para que la placa controle los componentes electrónicos.

Desde octubre de 2012, Arduino se utiliza también con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits, que coexistirán con las más limitadas, pero también económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las microcontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferencia de la mayoría de las placas con AVR, que generalmente usan 5V. Sin embargo, ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como la Arduino Fio y existen compatibles de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas y digitales, puede 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 ordenador.

También cuenta con su propio software que se puede descargar de su página oficial que ya incluye los drivers de todas las tarjetas disponibles lo que hace más fácil la carga de códigos desde el computador.

Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software tal como adobe flash Una tendencia tecnológica es utilizar Arduino como tarjeta de adquisición de datos desarrollando interfaces en software como JAVA, Visual Basic y LabVIEW  . Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado  libre se puede descargar gratuitamente.

Bluetooth

Es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1, que define un estándar global de comunicación inalámbrica que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia segura. Intenta unir diferentes tecnologías como las de los ordenadores, los teléfonos móviles y el resto de periféricos. El alcance que logran tener estos dispositivos es de 10 metros para ahorrar energía ya que generalmente estos dispositivos utilizan mayoritariamente baterías. Sin embargo, se puede llegar a un alcance de hasta 100 metros (similar a Wi-Fi) pero aumentando el consumo energético considerablemente. Para mejorar la comunicación es recomendable que nada físico como por ejemplo una pared se interponga.

• Modulo Bluetooth JY-MCU: Este módulo es compatible con Arduino y se puede utilizar para una amplia variedad de tareas, se conectan a los sistemas de GPS, ordenadores, portátiles, teléfonos móviles y más.

Conexión labview

Una vez que entendemos los fundamentos de la comunicación serie con Arduino, vamos a  hacer un control desde labview.

¿Cómo se produce la comunicación entre Arduino y Labview?

Comunicación serie de Arduino

La comunicación serial se suele emplear para comunicar Arduino con un ordenador u otros dispositivos. Todas las placas Arduino tienen al menos un puerto serie también nombrado como UART el cual comunica los pines digitales 0(RX) y 1(TX) con el ordenador a través de USB. UART significa “Universal Asynchronous Receiver-Transmitter” y es un controlador de puertos y dispositivos en serie. Normalmente se encuentra integrado en la placa base y sirve para manejar las interrupciones de los dispositivos conectados al puerto serie y convertir los datos en formato paralelo en formato serie para que puedan ser transmitidos a través de los puertos y viceversa. Los UART son programables y debe configurarse la velocidad, la paridad, la longitud y los bits de parada. El UART viene incluido en el hardware de Arduino integrado en el chip, el cual permite la comunicación incluso mientras se trabaja en otras tareas, siempre que haya un espacio en el buffer de serie de 64 bytes:

“Para entender el uso del buffer normalmente se usa el ejemplo de la sala de espera del médico. Esta sala de espera es el buffer, que tiene una capacidad de 64 pacientes. Cada paciente es 1 byte. El médico va atendiendo cada paciente uno por uno por orden de llegada. La enfermera que deja entrar a los pacientes a la sala de espera son los baudios (la velocidad de recibir datos), cuando más grande sea la velocidad, más gente entra en la sala. Si la sala está completa con 64 pacientes y llegan más, estos serán rechazados (drop o loss).”

El  puerto es el nombre genérico para definir las interfaces, físicos o virtuales, que permiten la comunicación entre dos ordenadores o dispositivos. El puerto serie (o puerto serial) es una interfaz de comunicaciones de datos digitales donde la información es transmitida bit a bit, es decir, envía un único bit a la vez en lugar de varios bits simultáneos como ocurre con la transmisión en paralelo que envía varios bits simultáneamente. Esta secuencia de bits es la forma de enviar la información a través de los dispositivos.

La transferencia de datos a través de los puertos de serie se emplea con frecuencia asociándose sobre todo al estándar RS-232; no obstante, últimamente se ha optado por la comunicación USB la cual manda los datos como un flujo en serie debido a que es más rápida la transmisión. En el caso de Arduino MEGA se caracteriza por usar un microcontrolador ATmega16U2 que está programado como un convertidor de USB a serie, lo que significa que no utiliza el chip controlador de USB a serial FTDI debido a que la conversión se realiza a través de programación.

No todos los pines soportan interrupciones, sólo se pueden emplear para RX: 0, 11, 12, 13, 14, 15, 50, 51, 52, 53, A8 (62), A9 (63), A10 (64), A11 (65), A12 (66), A13 (67), A14 (68), A15 (69).

Los bloques Arduino de Labview trabajan por defecto con Arduino UNO. Para un Arduino MEGA se debe colocar un elemento adicional: un control de VISA y un control de la propia placa. VISA es una herramienta específica de Arduino que funciona como una especie de OPC. El OPC es un estándar de comunicación en el campo del control y supervisión basado en tecnología Microsoft y que ofrece una interfaz común que permite que distintos equipos individuales puedan compartir datos a través de una arquitectura cliente-servidor. Esto significa que puedo compartir datos entre elementos de distintas marcas comerciales (la mayoría han incluido OPC en sus productos) solucionando el problema de la adaptación de drivers. Se puede descargar VISA de forma gratuita.

Objective

To adapt a servomotor within a stove so it is possible to shut it down through a cell phone considering the established schedules according to the needs from each person.

Justification

Electric stoves are involved in more than half of all fires related to electrical appliances according to “Inweb”, an insurance web site. Therefore it is very important to avoid these accidents through some alternatives as the use of a mobile phone which is a device than we use constantly and we can make use of a simple application that will help us to avoid accidents which in addition to be very common are caused by things that we can prevent, however we could solve it through this application.

Hypothesis

If we are able to adapt a servomotor within a stove, we will be able to turn it off in established  schedules through a phone app

Method (materials and procedure)

1 Servomotor

1 Arduino with bluetooth module

1 electric stove

1 cell phone with bluetooth

1 computer with labview program

already Installed

1.-Once the material is ready, connect the servomotor to the stove or rather to the knob of it.

2.-Connect the servomotor to the arduino (this is already connected to the bluetooth module).

3.- Connect the arduino to the computer equipment.

4.- Through the labview program set the necessary orders and instructions.

5.- In the program, already mentioned, it must be indicated the turning on of the stove and the degrees that the Knob will have to turn to achieve that the stove turn off.

6.- These indications will keep stored in the arduino for later on through a phone application we send the order through the bluetooth module.

7.- This application on the cellphone will be programed on Android through the eclipse compiler to later on be implemented in a phone with bluetooth.

Method Gallery

Results

Due to the size of the base where we will adapt the servomotor, the arduino and the Bluetooth module, it was not possible to introduce it in the stove, however we got the stove turn on and off through a small circuit that was outside of the stove.
The final arduino programming was not complex like the application, the latter was performed by a hardware that works through blocks. We got the application has the option to turn on and off the stove at a certain time, this also was scheduled from the aforementioned system

Results Gallery

Discussion

According to the information we collected, the circuit we developed could only turn off the stove, nevertheless it was possible to turning it on and off by determining the time in which each process will be completed. At first, this project was addressed to all population that forget turning off their stoves, but according to the information that we researched, the bluetooth module only has a certain scope and it allows saving time and preventing accidents indicating the best suitable moment to turn off the stove

Conclusions

The circuit that we obtained allowed us to develop the processes such as turning on and off a stove at a determined time, these processes are indicated through a cell phone application in which we implemented an option that establishes the elapsing time between the on and off, at the end of these series of options, it  allows us to solve everyday problems such as the lack of time and at the same time avoiding common accidents like fires.

Bibliography

Estufa y los incendios

Pérez Abner, Las estufas eléctricas una asesino oculto, Fecha de publicación, 15/04/2015 http://nergiza.com/estufas-electricas-un-asesino-oculto/

Arduino:

Creative Technologies, Que es un arduino? http //bcn.verkstad.cc/es/course- literature/que-es-arduino/

Servomotor

Camila Rojas, El servomotor, Publicado el 9/7/2013,http://www.infoab.uclm.es/labelec/solar/electronica/elementos/servomotor.htm