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INTRODUCCIÓN.

Aunque actualmente la domótica no se encuentra en muchos hogares, sobre todo en un país como el nuestro, es un hecho que en un futuro no muy lejano la veremos como algo cotidiano, algo con lo que viviremos hasta sin darnos cuenta. La domótica es un conjunto de tecnologías que permiten automatizar y controlar una vivienda en forma inteligente. Estos sistemas permiten un sistema seguro y que nos da confort a los usuarios. Actualmente solo se ven tecnologías domóticas en casas de personas con altos ingresos, porque se consideran sistemas caros y fuera del alcance de la población en general. Esta domótica no necesariamente debe ser así, porque la tecnología cada día entra con mayor rapidez entre las nuevas generaciones. El bachillerato tecnológico de nuestro país debe de desarrollar proyectos que sean de utilidad a la población, sobre todo proyectos que sean sencillos de operar o de instalar y que sean accesibles en cuanto a costo. En la situación particular de la carrera de Electrónica del Centro Tecnológico industrial y de Servicios No. 80 es importante que las competencias adquiridas durante los semestres cursados sean plasmadas en proyectos escolares que representen una cierta utilidad y despierten el interés de los estudiantes que vienen en las posteriores generaciones. Además, se pretende hacer más eficiente el uso de energía. Al menos, eso argumenta también la domótica. Se espera que a corto plazo sea un aporte significativo y que tenga eco en posteriores proyectos e investigaciones que se realicen no solo en la escuela, sino en las otras instituciones de este nivel.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

En el Centro de Estudios Tecnológicos industrial y de servicios No. 80 se cuenta con un solo taller para realizar prácticas dentro de la carrera de Electrónica. Aunque se cuenta con ciertos equipos entrenadores y consolas, la mayoría de ellos están diseñados para capacitar a alumnos en situaciones que no están acordes a lo que la tecnología actual exige. Además de que dentro de estos equipos, algunos ya no funcionan y otros se han quedado obsoletos al contar con una antigüedad mayor a los 15 años. A pesar de que existen esfuerzos de algunos profesores por dar mantenimiento a dichos equipos, la vida útil de estos se ve cada día más dañada. Entonces, si se considera que el Arduino es una plataforma electrónica de un manejo fácil tanto de software como de hardware, y que un celular con Bluetooth es un dispositivo muy común y accesible a la población en general, pues eso despierta el interés en este proyecto que, aunque no se tiene en el equipo del taller de la escuela, se puede conseguir y trabajar para obtener algo de utilidad y que le dé significado y sentido al aprendizaje que desarrollamos clase tras clase. Con todo esto, el problema estaba identificado: diseñar y aplicar un dispositivo capaz de permitir a un usuario controlar los dispositivos de una casa, mediante un teléfono celular con bluetooth de forma sencilla y barata.

JUSTIFICACIÓN.

Conforme a lo comentado por algunos profesores del plantel a lo largo de la estancia escolar, actualmente todos los bachilleratos tecnológicos pasan por una crisis de equipamiento, por lo que se deben desarrollar proyectos útiles que incluso representen un desembolso por parte de los docentes y de los mismos alumnos. Es algo de lo que los que participan de este proyecto están conscientes. Si se puede establecer un control barato y accesible para un ciudadano común y corriente con un aparato al alcance de casi todo mundo, como lo es el teléfono celular, se habrá dado un aporte muy importante, en una forma de retribuir a la sociedad lo que ha aportado para el sostenimiento de instituciones como las que pertenecen a la Dirección General de Educación Tecnológica Industrial. Como se había mencionado, hay ciertos sistemas que se ven muy lejanos debido a su alto costo, como sería el caso de la domótica en ciertas casas. Se puede decir que incluso profesores han comentado que para ellos no les resulta accesible comprarlos, sobre todo porque los equipos normalmente tienen dispositivos o componentes que se adquieren o fabrican en el extranjero. Esto implica que su cotización generalmente se da en dólares o euros. Si a eso se le suma que el instalador es un técnico especializado en esas tareas, pues ya se pueden dar cuenta de lo necesario que es entrarle con este proyecto. Quizá los proyectos que salgan después, le den a la gente de escasos recursos, como a la que pertenecen los alumnos de este plantel y los vecinos de esta colonia, acceso a tecnologías que le aumenten su confort y su seguridad.

HIPÓTESIS.

La construcción e implementación de la domótica de un hogar, controlado por bluetooth, en el taller de la especialidad de electrónica del Centro de Estudios Tecnológicos industrial y de servicios No. 80, le permitirá al alumno ofrecer al usuario en general un dispositivo inalámbrico de fácil aplicación y bajo costo.

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL: Construir un prototipo tecnológico que les permita a los alumnos de la carrera de electrónica del Centro de Estudios Tecnológicos industrial y de servicios No. 80, ofrecer un dispositivo de operación sencilla y a bajo costo, y lograr desarrollar las competencias que exige el perfil del egresado.

OBJETIVO PARTICULAR: Desarrollar equipos tecnológicos para demostrar el desarrollo de competencias tanto genéricas, como disciplinares y profesionales en el plantel referido, con un equipo acorde a las necesidades actuales y con un bajo presupuesto.

MARCO TEÓRICO.

El término “domótica” del latin “domus” (casa) y de “informática” (conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información

por medio de ordenadores), significa formalmente conjunto de

sistemas que automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda; englobando aquello que aportan servicios de gestión energética, seguridad, bienestar o comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores oy exteriores de comunicación, alambradas o inalámbricas. Desde el punto de vista técnico, en este sentido, la domótica abarca muchos conceptos y aplicaciones que dan soporte a la llamada automatización del hogar. Dentro de la red, se puede hacer la siguiente clasificación de dispositivos: a) Unidad de control central. b) Dispositivos de control remoto. c) Dispositivos a controlar o monitorizar. d) Dispositivos de información. e) Servidores externos. Una red doméstica puede ofrecer los siguientes tipos de servicios: 1) Control de actividades domésticas. 2) Monitorización del estado de la vivienda. 3) Intercambio o distribución de la información interna. 4) Intercambio o distribución de la información externa. Unas de las opciones inalámbricas preferidas actualmente son el Wi-Fi y el Bluetooth. En cuanto a este segundo, se ha extendido mundialmente como el protocolo principal en la intercomunicación de dispositivos portátiles, como lo son

teléfonos celulares y computadoras portátiles, preferentemente en cuento a la transmisión de archivos se refiere incluyendo también diversas aplicaciones de transmisión de voz, audio y video. El Bluetooth es una especificación abierta de comunicación inalámbrica de corto alcance, diseñada para transmisión de voz y datos, desarrollada por un grupo de compañías de la industria electrónica y publicada en su primera versión en 1999. Su objetivo específico es reemplazar cables en la interconexión de dispositivos electrónicos, destacándose en este ámbito por su robustez, bajo consumo de energía y bajo costo. El Bluetooth utiliza ondas de radiofrecuencia, por lo que la información puede viajar a través de objetos sólidos no metálicos. Por eso es muy usado en casas habitación, ya que la señal tiene la capacidad de atravesar paredes y lozas. Aunque siempre se ha tenido el temor de que el rango de operación de la señal del Bluetooth se muy corta, se ha demostrado en varias ocasiones que incluso las redes pueden interconectarse o aumentarse de potencia, para dar el servicio requerido. 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 nombre del proyecto viene del nombre del Bar di Re Arduino (Bar del Rey Arduino) donde Massimo Banzi pasaba algunas horas. En su creación, contribuyó el estudiante colombiano Hernando Barragán, quien desarrolló la tarjeta electrónica Wiring, el lenguaje de programación y la plataforma de desarrollo.10 Una vez concluida dicha plataforma, los investigadores trabajaron para hacerlo más ligero, más económico y disponible para la comunidad de código abierto (hardware y código abierto).

Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software tal como Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data. Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente. 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 una computadora.

DESCRIPCIÓN DE PLANEACIÓN Y DESARROLLO DEL PROYECTO. El primer modelo comenzó siendo solamente un foco de 100 watts controlado directamente con el dispositivo bluetooth. La aplicación que se utiliza como software para trabajar es la BlueSerial Beta, que está disponible en forma gratuita en la red. Este primer dispositivo se conectaba a la luz, con ayuda de un relevador industrial para proteger el circuito del alto voltajes que maneja la alimentación de una instalación casera. El dispositivo tenía el problema de que no era útil siendo solo para controlar una lámpara y esa fue la razón para comenzar a rediseñar el programa y el circuito para implementarlo dentro de un casa y así hacerlo útil. Se pensó en hacer una solución integral en la que pudieran controlarse otros dispositivos y en los que intervinieran variables adicionales. Se comenzó a controlar no solo lo que es la iluminación, sino también lo que es el aire acondicionado, la

apertura y cierre de una cochera y la temperatura del ambiente en la vivienda.

Conforme se fue avanzando en el proyecto se cayó en la cuenta de que había surgido otro problema, que era la corriente que se estaba usando para operar el circuito. El primer dispositivo se conectó a la fuente de energía que existe a nivel residencial (127 volts) y se protegió con un relevador. En la nueva propuesta, se arma una maqueta en la que los dispositivos de alumbrado son LEDs (Diodos emisores de luz) y tiras de RGB a 12 volts, además de dos servo motores a 5 volts, el primero opera la puerta de la cochera y el segundo una especie de techo o domo de la misma; un ventilador (de una computadora, para reciclar). La parte central del proyecto es el microprocesador, en este caso el Arduino UNO (diagrama en Anexo 1), aunque se pretende hacer una última actualización instalando el MEGA. Esto lleva a trabajar con una fuente de C.D. de 12 volts para alimentar todo el proyecto. Las pruebas de funcionamiento, se realizan en un software de simulación, que es el

ISIS profesional (Anexo 2). Dependiendo de las áreas a iluminar, se establecieron diferentes colores de las lámparas.

DESCRIPCIÓN DEL GRADO DE INNOVACIÓN. Conforme a lo investigado en la región, este proyecto no se está trabajando a nivel bachillerato, y menos a un costo tan bajo y con esta forma tan simple de uso y funcionamiento. A nivel superior, si se han encontrado en internet algunos trabajos y tesis desarrollados por alumnos universitarios o de tecnológicos, aunque parecen más complicados o algunos distintos en cuanto a la estructura del circuito electrónico que presentan. Prácticamente en México es muy poco común encontrar este tipo de proyectos o al menos los que se dedican a ello no los suben a la red. En cuanto a los equipos de sistemas comerciales, el costo se eleva muchísimo, además de ser muy complicados en cuanto a la instalación un una vivienda. Por lo que se puede afirmar que el proyecto es innovador.

DESCRIPCIÓN DEL GRADO DE FACTIBILIDAD (TÉCNICA Y FINANCIERA). El proyecto tiene la ventaja de que los componentes que lo conforman pueden ser conseguidos de manera sencilla y rápida. Incluso si algún componente no se encontrara en alguna tienda de electrónica al momento, existen proveedores en la red de origen nacional que pueden surtir lo que se necesite con un mínimo de costo de flete. En cuanto al celular con bluetooth, puede conseguirse hasta en tiendas de conveniencia. En el aspecto financiero, es muy barato considerando que el costo total fue de $1,500.00 pesos, si lo comparamos con equipos sofisticados que pueden llegar a costar hasta $12,000.00. Se considera que se logra un producto de bajo costo y con grandes alcances técnicos.

Si se requiere que el equipo sea atractivo, el margen de ganancia no sería mucho, pero considerando que podría llegar a ser fabricado y vendido en masa, la utilidad se puede aumentar mucho.

DESCRIPCIÓN DE IMPACTO SOCIAL O TECNOLÓGICO Y/O DESARROLLO SUSTENTABLE. El C.E.T.i.s. No. 80 alberga a alumnos de marginación media y alta, por lo que el beneficio dentro de la sociedad se puede ver como muy alto. Muchos de ellos o sus familias no tendrían acceso a equipos de este tipo si no es por la opción de auto equipamiento que se tiene en este trabajo. El impacto dentro del desarrollo sustentable también sería en el sentido de que los materiales que se usan son de fácil reciclaje, aunque se deben de depositar en los centros de acopio de equipo electrónico que existan a la mano. En Aguascalientes la Presidencia Municipal tiene centros de recolección para equipos como éste. El sistema ahorra el uso de equipos de mucho tamaño y cableado que no se necesita, además que en cuanto a su consumo energético, pues como todo equipo relacionado con la domótica, represente un gran ahorro en el consumo de electricidad, en especial el Bluetooth y el Arduino.

ANÁLISIS DE RESULTADOS. Una vez que se realizaron pruebas y se mostró el proyecto funcionando, incluso a los padres de familia que fueron al plantel a observar los trabajos finales del mes de diciembre pasado, todos coincidieron en que era un buen aporte y que el 100% de las personas que lo vieron funcionar estarían dispuestos a usarlo en sus casas. También observamos que una vez que el trabajo fue depurado y corregido en ciertos detalles, tuvo una funcionalidad muy buena, ya que mostró prácticamente cero fallas al funcionar en la maqueta con los dispositivos instalados.

CONCLUSIONES. Al llevar a cabo este proyecto, se descubre que hay un campo muy grande para explorar en cuanto a la tecnología se refiere. Con instrumentos sencillos, de fácil aplicación y bajo costo, se puede llegar a desarrollar proyectos importantes que representan un gran beneficio para una gran cantidad de población, sobre todo aquella que no tiene muchos ingresos y que en ese sentido se puede ver limitada para acceder a ellos. Se espera que este sea el inicio de otros proyectos dentro del plantel y porque no, involucren a otros alumnos de otras especialidades y se pueda convertir en trabajos más complejos y de mayor proyección en el mercado de nuestro país y de otras partes del mundo.

ANEXOS. 1. Diagrama de Arduino:

2. Diagrama en ISIS:

3. Programa en el Arduino:

BIBLIOGRAFÍA. Página oficial: Arduino (2014). Disponible en: www.arduino.cc consultado el 5 de noviembre de 2014. Desarrollo de sistemas domóticos con interconexión Bluetooth (2009, junio). Disponible en: http://bdigital.dgse.uaa.mx:8080/jspui/bitstream/123456789/222/1/318945.pdf consultado el 2 de diciembre de 2014. Prototipo de un sistema domótico SEGURIDAD Y CONFORT. Trabajo Final de Carrera de Grado (2012). Disponible en: http://41jaiio.sadio.org.ar/sites/default/files/16_EST_2012.pdf consultado el 8 de diciembre de 2014. Diseño de un sistema de control domótico basado en la plataforma Arduino (diciembre 2012). Disponible en: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/18228/Memoria.pdf?sequence=1 consultado el 10 de enero de 2015. Desarrollo de un proyecto domótico con la implementación de un prototipo, en la ciudad de Ambato en el año 2013 (2013). Disponible en: http://es.slideshare.net/SpecialHeart1/proyecto-domotico-con-arduino consultado el 13 de enero de 2015. Diagramas de Arduino uno (2015). Disponible en: https://bocanibble.wordpress.com/2013/05/28/diagrama-arduino-uno/ Consultado el 28 de enero de 2015.