Las Redes Inalámbricas de Sensores permiten:
Obtener información del entorno (y actuar sobre éste).
Expanden las capacidades de los usuarios.
Automatización de tareas cotidianas.
Mejoran la calidad de vida.
Las Redes inalámbricas de Sensores nace de la necesidad de recoger información del entorno y modificarlo y usualmente utilizado en las siguientes áreas:
Domótica
Procesos industriales
Hospitales
Ahorro de energía
Medioambiente, agricultura
Un diagrama simplificado del funcionamiento de las Redes Inalámbricas con ZigBee: (Ver figuras 5.14)
Figura Nº 5. 15
Diagrama del funcionamiento con ZigBee
Fuente: (Méndez, 2014)
Dentro del uso de la Tecnología ZIGBEE existen múltiples situaciones en donde es necesario localizar personas, animales u objetos, por ejemplo:
Pacientes en residencias geriátricas
Vehículos en fábricas y granjas
Seguimiento de activos valiosos
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones
Al construir los módulos inalámbricos y acoplarlos con los módulos del laboratorio de Automatización los estudiantes de electromecánica podrán realizar prácticas enfocadas al ámbito industrial utilizando otro método de comunicación siendo de manera inalámbrica y así se podrá plantear nuevos proyectos de automatización en el ámbito industrial.
Las practicas planteadas para procesos industriales en la guía ayudara a los estudiantes que fortalezcan los conocimientos previos y permitirá adquirir nuevos conocimientos en aspectos de comunicación inalámbrica para el control y supervisión de procesos industriales.
Con la implementación de los módulos de comunicación inalámbrica en el laboratorio de automatización se podrá adquirir conocimientos referentes a la utilización de Transceptores de Radio Frecuencia y así demostrar de manera práctica el funcionamiento del control y supervisión de manera inalámbrica, también se podrá apreciar las ventajas que tiene utilizar estos modulo, como por ejemplo en una ampliación de una industria evitando cruzar cables a través de toda la instalación y sin la necesidad de tener que parar un proceso industrial por mucho tiempo
Utilizando el programa “RadioMobile” el cual es un Software libre que se lo utilizo para realizar pruebas de telecomunicación en el sector de la UTE, se pudo predecir el comportamiento de sistemas de radio, simular radioenlaces y presentar el área de cobertura de la red de radiocomunicaciones.
Debido a que este Software utiliza datos de elevación del terreno descargados de internet entre uno de ellos del proyecto de la NASA (SRTM) que provee datos de altitud con más precisión, el estudio de telecomunicaciones que se realizó con este software es veraz y preciso.
Aparte de la investigación realizada y la elaboración de los módulos inalámbricos es importante poder dar constancia del funcionamiento de los módulos para lo cual se realizaron varias pruebas de funcionamiento, empezando desde lo más básico como la utilización de entradas y salidas de la tarjeta Arduino y en particular la prueba de transmisión de datos de manera inalámbrica entre los dos módulos que tienen incorporado tarjetas Arduino que son tarjetas con microcontroladores programables.
La mayoría de elementos utilizados no se consigue en el mercado de Santo Domingo, por lo cual toco trasladarse a la ciudad de Quito para poder realizar la adquisición de algunos elementos y en algunos casos la compra se realizó por internet. Una de las ventajas de la utilización de las tarjetas Arduino es el costo, el cual es económico para la utilización que se les puede dar en determinados proyectos.
Para la selección de los dispositivos empleados en la instalación de la comunicación inalámbrica no se tuvo inconvenientes, pues las placas Arduino como son programables se le puede acoplar una gran variedad de escudos, sensores y otros elementos. Las transceptores de Radio Frecuencia tiene la facilidad de comunicarse mediante TTL igualmente que las placas Arduino, la parte que hay que tener en consideración es de configurar en la programación la velocidad transmisión de acuerdo a los transceptores que en este caso son de 9600 bps.
Con la realización de manuales ayudara a los estudiantes de electromecánica a utilizar los softwares para programar y así poder configurar los módulos, establecer el alcance de utilización de los módulos. Con los manuales facilitara la operación correcta y el buen uso de los módulos evitando así que los módulos se dañen.
Investigación de la aplicación de la tarjeta inalámbrica ZigBee con microcontroladores.
6.2 Recomendaciones
Antes de empezar con alguna práctica utilizando los Módulos inalámbricos, es necesario revisar el manual de funcionamiento, para asegurar la correcta utilización de los módulos y de esta manera alargar la vida útil de dispositivos.
Que se utilicen los módulos didácticos de comunicación inalámbricos en las clases de formación y superación para estudiantes de electromecánica en el laboratorio de automatización.
Previamente a realizar las prácticas se debe estudiar el lenguaje de programación de las placas Arduinos para poder hacer diferentes tipos de prácticas con los módulos inalámbricos.
Se debe considerar la ubicación de los módulos inalámbricos ya que si se ubican cerca de un contactor o una fuente de campos electromagnéticos hay probabilidades que interfiera en el funcionamiento de los módulos inalámbricos.
Comprobar en al área de funcionamiento el alcance de Radio Frecuencia de los módulos previniendo los diferentes obstáculos que se pueden encontrar en el área como paredes y algunos otros.
Revisar la carga de batería del módulo Maestro ya este módulo es móvil y está provisto de una batería de 9v. para su funcionamiento.
Después de terminar cada práctica realizada con los módulos, se deberá des energizar todos los equipos y desconectar de manera ordenadamente, guardar los cables de
conexión y cualquier material o equipo adicional con el que se haya realizado cada práctica.
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Anexo 1
Anexo 2
Anexo 3
Anexo 4
Anexo 5
Anexo 6
Anexo 7
Anexo 8
Anexo 9
Anexo 10
Anexo 11
Anexo 12
Anexo 13
Anexo 14
Anexo 15
Anexo 16
Anexo 17
Flujograma de programación del módulo Maestro
para la conectividad de Arduino con Arduino
Flujograma de programación del módulo Esclavo
para la conectividad de Arduino con Arduino
Int rele1 int rele2 Int rele3 Int rele4 Int aux1 Int aux2 Int aux4 int sensor_h = 0 int sensor_t = 0 int sensor_m = 0 int i = 0 float cont=0 Serial.begin(9600); pinMode(41, INPUT); pinMode(43, OUTPUT); pinMode(45, OUTPUT); pinMode(47, OUTPUT); pinMode(49, OUTPUT); rele1=43;rele2=45;rele3= 47;rele4=49; aux1=0;aux2=0;aux4=0; cont=0; Delay (300) Cont+=1 if (cont=200000) cont=0; sensor_t= analogRead(A0); sensor_t*=50; sensor_t/=1024; aux1 = 50-sensor_t; aux1 *= 100; aux1/=sensor_t; sensor_t=aux1; Serial.print(char(sensor_t)); delay(50); sensor_h= analogRead(A1); sensor_h*=50; sensor_h/=1024; sensor_h+=223; Serial.print(char(sensor_h)); delay(50); sensor_m = digitalRead(41)
sensor_m == HIGH Serial.print(char(1));
delay(50);
sensor_m == LOW Serial.print(char(2));
delay(50)
Serial.available()
int inByte= Serial.read()
inByte == 1 digitalWrite(rele1, HIGH)
inByte == 2 digitalWrite(rele2, HIGH)
inByte == 3 digitalWrite(rele3, HIGH)
inByte == 4 digitalWrite(rele4, HIGH)
inByte == 5 digitalWrite(rele1, LOW)
inByte == 6 digitalWrite(rele2, LOW)
inByte == 7 digitalWrite(rele3, LOW)
inByte == 8 digitalWrite(rele4, LOW)
FIN
Flujograma de programación del módulo Maestro
para la conectividad de Arduino con el PLC Twido
int CRC = 0 int estado = 0 int estadoAnterior = 0 int salida = 0 Serial.begin(9600) Serial1.begin(9600) pinMode(8, INPUT) pinMode(4, OUTPUT) pinMode(2, OUTPUT)
unsigned char Data_Array unsigned char *puntero = NULL
puntero = &Data_Array int Trama_Modbus[8] int Trama_Modbus_RX[8]
int k=0 estado = digitalRead(8)
estado == HIGH) && (estadoAnterior == LOW) salida = 1 - salida delay(20) estadoAnterior = estado; salida == 1 digitalWrite(4, HIGH) SI Trama_Modbus[1]= 01 Trama_Modbus[2]= 05 Trama_Modbus[3]= 00 Trama_Modbus[4]= 01 Trama_Modbus[5]= 255 Trama_Modbus[6]= 00 Trama_Modbus[7]= 221 Trama_Modbus[8]= 250 k=0 digitalWrite(2, HIGH) delay(5) k = 1; k < 9; ++k Serial1.write(Trama_Modbus[k]) delay(1) delay(2) Serial.flush() digitalWrite(2, LOW) digitalWrite(4, LOW) NO Trama_Modbus[1]= 01 Trama_Modbus[2]= 05 Trama_Modbus[3]= 00 Trama_Modbus[4]= 01 Trama_Modbus[5]= 00 Trama_Modbus[6]= 00 Trama_Modbus[7]= 156 Trama_Modbus[8]= 10 k=0 digitalWrite(2, HIGH) delay(5) k = 1; k < 9; ++k Serial1.write(Trama_Modbus[k]); delay(1) delay(2) Serial.flush() digitalWrite(2, LOW) Serial.println("trama=") delay(1000) Serial1.available() > 0 k=0 Serial1.available() > 0 Trama_Modbus_RX[k]=Serial1.read() Serial.print("Rx") Serial.print(k) Serial.print("=") Serial.println(Trama_Modbus_RX[k] ) k=k+1 Serial.println() Serial.flush() Trama_Modbus_RX[5]==255 SI Serial.println("RELE DESACTIVADO") NO delay(1000)
GUÍAS DE
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL. CAMPUS SANTO DOMINGO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
Octubre 2013 -Septiembre 2014CARRERA NIVEL CÓDIGO ASIGNATURA
Ingeniería Electromecánica Noveno Automatización
PRÁCTICA No. LABORATORIO NOMBRE DE LA PRÁCTICA FECHA TIEMPO
1 Automatización Programación para encendido intermitente de un LED
1h.
1. PROPÓSITO
Familiarizarse con el funcionamiento de la Placa Arduino de acuerdo a su programación
2. OBJETIVOS
Crear un programa que controle el parpadeo de un led. Utilizar funciones básicas de programación.
Utilizar la instrucción delay(ms), que hace que el programa se pare y espere el tiempo seleccionado en milisegundos
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Manual del software Arduino IDE (Arduino 1.0.5) Funciones básicas de programación en Arduino
Tesis: Implementación de un módulo de comunicación inalámbrica para supervisión y control para el laboratorio de automatización. UTE extensión Santo Domingo 2013.
4. RECURSOS
EQUIPO NECESARIO MATERIAL DE APOYO
1 Tarjeta Arduino (Mega2560).
1 Cable USB.
1 Diodo Led
1 Resistencia560 Ω
3 Cables de conexión
Computador
Guía de laboratorio impresa. Pizarrón
Marcadores Tiza liquida
5. ESQUEMA DE CONEXIÓN
6. PROCEDIMIENTO.
6.1 Abrir el software de programación
6.2 Realizar la programación para parpadeo de un led
/* Parpadeo
Aplicación que enciende y apaga un led a intervalos de un segundo */