Automatização de casas via dispositivos móveis

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Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de 
Monterrey 
Campus Ciudad de México_ 
Escuela de Ingeniería y Arquitectura 
Departamento de Mecatrónica 
Ingeniería en Telecomunicaciones y Sistemas Electrónicos 
Automatización de casas a través de 
dispositivos móviles 
Proyecto de Ingeniería 
Autores: 
Daniel Cortés Mora 
Angel Galván Hernández 
Jonathan Marín Téllez 
Asesor: 
Dr. Alfredo Víctor Mantilla Caeiros 
Sinodales: 
Dr. Raúl Crespo Sauceda 
M. Israel Macías Hidalgo 
Dr. Miguel de Jesús Ramírez Cadena 
Mayo 2011 
 
 
 
Biblioteca 
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Índice de contenidos. 
Índice de contenidos. 4 ---------------------------
Capítulo Primero ____________________________ 6 
1.1 Introducción _____________________________ 7 
1.2 Justificación _____________________________ 8 
1.3 Planteamiento ____________________________ 9 
1.4 Estado del arte. ___________________________ 9 
1.4.1 Larestel 9 
1.4.2 Secant 10 
1.5 Objetivo del proyecto _________________________ 11 
1.6 Objetivos específicos _________________________ 11 
1.7 Metas _______________________________ 12 
1.8 Descripción del proyecto. _______________________ 12 
Capítulo Segundo __________________________ 14 
Marco Teórico. _____________________________ 15 
2.1 Plataforma Apple. __________________________ 15 
2.1.1 Herramientas de desarrollo Apple. ___________________ 16 
2.1.2 Fundamentos del lenguaje de desarrollo: "Objective C" ____________ 16 
2.1.3 Manejo de Memoria _________________________ 17 
2.1.3.1 Creación de objetos ________________________ 18 
2.1.3.2 Manejo de Memoria y Destrucción de Objetos ______________ 18 
2.3 Wi-Fi _______________________________ 19 
2.4 Microcontroladores __________________________ 21 
2.5 Comunicaciones Serial (USART TTL) ____________________ 21 
2.5.1 Tipos de Comunicaciones Seriales: 21 
2.5.2 Margen de ruido. 23 
2.5.3 Ventajas y desventajas de la comunicación en serie. 23 
2.5.4 Comunicación RS-485 24 
Capítulo Tercero 27 ----------------------------
Desarrollo _______________________________ 28 
4 
3.1 Aplicación móvil ____________________________ 28 
3.1.1 Bases de datos. 28 
3.1.2 Conexión Wi-Fi 29 
3.1.3 Vistas de usuario. 30 
3.1.4 Vista de Actuadores 31 
3.1.5 Vistas de Configuración de Usuario. 31 
3.1.6 Vista de Configuraciones de Administrador 32 
3.1.7 Vista de Soporte Técnico 33 
3.2 Módulos inalámbricos __________________________ 34 
3.2.1 Sistema de Red local 34 
3.2.2 Infraestructura inalámbrica. 38 
3.3 Configuración y comunicación RS-485 ____________________ 39 
3.3.1 Configuración módulo maestro _____________________ 40 
3.3.2 Configuración esclavo 45 
3.3.3 Forma de comunicación 46 
3.4 Actuador de Luz ON/OFF _______________________ 47 
3.5 Actuador de chapa eléctrica. ___________________ 48 
3.6 Actuador Ventilador de 4 Estados. _________________ 50 
3. 7 Actuador de persiana automática ___________________ 54 
Capítulo Cuarto ___________________________ 56 
Resultados _______________________________ 57 
4.1 Tabla Comparativa ___________________________ 57 
4.2 Aspecto Económico ___________________________ 59 
4.3 Costos Unitarios ____________________________ 60 
4.3.1. Módulo Maestro __________________________ 60 
4.3.2. Módulo Esclavo __________________________ 60 
4.3.2.1 Persiana ______________________________ 60 
4.3.2.2 Chapa Eléctrica __________________________ 61 
4.3.2.3 Luz _______________________________ 61 
4.3.2.3 Ventilador _____________________________ 61 
Planes a futuro. ______________________________ 62 
Conclusiones _______________________________ 62 
Bibliografía ___________________________ 63 
5 
6 
1.1 Introducción 
En los últimos años, la tecnología ha estado en un inevitable crecimiento, lo cual 
hoy en día, la ha convertido en uno de los factores que rigen algunas de las sociedades 
actuales. 
A diario se puede observar como la telefonía, las tecnologías de la información, 
junto con la informática y muchos otros desarrollos tecnológicos forman parte de la vida de 
las personas comunes, pues no sólo se ha vuelto una herramienta muy útil, sino también 
una necesidad que día con día provoca que el mercado se expanda y sea tanto accesible al 
desarrollo, como exigente al producto. 
Dicho lo anterior, podemos poner este incremento tecnológico como justificación 
para el desarrollo de este proyecto, ya que uno de los puntos de partida de la tecnología, es 
justamente facilitar algunas de las tareas que el realiza el hombre en su vida cotidiana. 
Es importante también mencionar que en los últimos años, el desarrollo tanto de 
dispositivos móviles, como de sistemas operativos para los mismos ha tenido un 
crecimiento importante, ya que estos se han venido incorporando a la vida cotidiana, y a la 
estructura económica y social. 
En un principio, la telefonía móvil y sus tecnologías creció por sí sola, únicamente 
como medio de telecomunicaciones, teniendo en ella un medio mucho más eficaz y 
personal en comparación con la telefonía local; a su vez, el intemet emergió como 
herramienta esencial en muchos ámbitos como el educativo, el social, informativo, etc. Sin 
embargo, tal cual pasó con la telefonía local, los usos y aplicaciones del intemet han sido 
llamados a volverse móviles, hacienda uso de herramientas que soporten tanto la 
conectividad eficaz, como los requerimientos de hardware y software para la interacción 
con el usuario. 
Es por esto que los dispositivos móviles han venido integrando distintas funciones, 
dejando atrás la exclusividad de funciones como llamadas y mensajes instantáneos; ahora 
han pasado de ser teléfonos móviles comunes, para convertirse en "smartphones" con 
procesadores poderosos y funciones complejos. 
A pesar de que en México no todos los niveles sociales tienen acceso a estos 
grandes dispositivos, es innegable que la tendencia apunta a la disponibilidad para núcleos 
más grandes de la sociedad. Como ha venido sucediendo en otros países, en México el 
crecimiento del consumo en este tipo de aparatos electrónicos, como el desarrollo de 
aplicaciones para los mismos, tiene una pendiente cuesta arriba; sin embargo, el mercado se 
ha expandido y las empresas que desarrollan estas tecnologías han entrado en una fuerte 
competencia por obtener la preferencia de los usuarios finales. 
7 
1.2 Justificación 
No es suficiente con decir que la tecnología está empezando a formar parte de la 
vida cotidiana de las personas, pues muchas veces ésta no se hace pensando en todos los 
grupos sociales que la podrían utilizar. Y es que existen también otros aspectos, como lo 
social o lo económico, que son factores importantes para aquellos en que la tecnología 
también tendría que servir como herramienta y es muchas veces desatendida. 
Existe un sector de la población para el cual es dificil o poco usual que se desarrolle 
tecnología dirigida. En nuestro país, personas que tienen alguna discapacidad motriz suelen 
encontrar dificultades para llevar una vida normal o encontrar herramientas tecnológicas 
que pueda facilitarle algunas tareas. Y aunque es posible que puedan encontrar solución a 
algunos obstáculos a través de la tecnología, existe un segundo factor que los aleja de poder 
sobrellevar sus actividades de una manera más sencilla. Es que a pesar de formar· parte de la 
era de las Tecnologías de información, actualmente los sistemas tecnológicos sobrepasan la 
media económica de nuestro país. Específicamente en el área de demótica, los sistemas 
suelen ser muy caros, dando como resultado que un porcentaje muy bajo de la población los 
pueda adquirir. 
Sin embargo, debido a la disminución en el precio de la tecnología es viable hacer 
proyectos de demótica cada vez más baratos y con mayores alcances, por lo cual se puede 
ver que este es un buen momento de iniciar un proyecto de este tipo, añadido al poco 
desarrollo en esta área, también a que no se encuentran muchas empresas que la desarrolley la demanda en el campo de la demótica va a ser cada vez mayor. 
El desarrollo en casas y edificios inteligentes es una práctica que va creciendo por lo 
que es necesario lograr diseño optimo que logre maximizar la funcionalidad y eficiencia 
mayor para todos los inquilinos, haciendo un sistema flexible que permita cambios para 
lograr tener el sistema actualizado, logrando con esto un ambiente de máxima satisfacción y 
bienestar. 
Por esto los principales objetivos de una casa inteligente son: 
a) Satisfacer las necesidades presentes y futuras de los ocupantes. 
b) La flexibilidad, tanto en la estructura como en los sistemas y servicios. 
c) La funcionalidad de la casa. 
d) La modalidad de la estructura e instalaciones de la casa. 
e) Mayor confort para el usuario. 
t) El incremento de la seguridad. 
8 
1.3 Planteamiento 
Este proyecto surge como una solución a los requerimientos actuales de servicios 
personales, tanto para ayudar a todo tipo de personas y facilitar las actividades diarias. 
Específicamente, se trata de desarrollar un sistema que logre la automatización de 
una casa, en lo que se conoce como domótica, es decir una casa automática o inteligente, 
que funciona por sí sola. 
Se busca ofrecer un control total sobre las necesidades básicas del hogar, que 
pretende ayudar a la gente a sentirse en un ambiente con máximo confort, enfocado en 
poner a su alcance una administración completa, en una sola herramienta, 
La primera necesidad a cubrir, la más elemental, es la iluminación del recinto, 
dándole la capacidad de controlar toda luz eléctrica en la casa, sin necesidad de encontrarse 
en la habitación, además de que le permitirá conocer el estado de luces en todo el lugar. 
Una segunda área de oportunidad son las ventanas y cortinas, ya que durante el día 
el control sobre estas también incide directamente sobre la iluminación además de la 
ventilación del hogar. Por último, también pretendemos dar un control sobre las puertas 
para ofrecer un servicio de portero electrónico desde el mismo control. 
Otro control importante, y que está en la mente de las personas, es el de los 
servicios de agua y gas, tanto por su distribución y manejo, como también para la seguridad 
de la casa. 
De esta manera se resume el tipo de servicio que buscamos ofrecer, un servicio muy 
completo que sea accesible para cualquier tipo de usuarios, no importando su nivel de 
adopción a este tipo de tecnología, ya que le ofreceremos una interfaz sencilla y fácil de 
manipular. Además, también buscaremos que el desarrollo de esta tecnología no requiera de 
una inversión grande para poner este servicio al alcance de una gran cantidad de usuarios 
de distintos niveles económicos y no sólo para las personas de alto nivel económico como 
hoy en día. 
1.4 Estado del arte. 
Actualmente en el mercado existen diferentes sistemas para control de casas, 
automatizándolas en funciones ya predeterminadas y control de tareas mediante aparatos en 
contacto fisicamente con el usuario. 
1.4.1 Larestel 
9 
Esta es una empresa española dedicada a la domótica y a la inmótica, siendo su 
objetivo "hacer la vida mucho más fácil, confortable y segura". Entre las cosas que ofrecen 
se encuentra el "Control de la vivienda", la cual permite visualizar y actuar sobre el estado 
de una de manera remota o en la casa vía computadora a través de Internet, o celular. 
Ejemplos de estos son manejo de electrodomésticos, climatización, subir o bajar las 
persianas, etc. 
Entre sus clientes están constructoras, arquitectos, promotoras y particulares, le 
ofrecen seguimiento es todas las fases del proyecto y garantías. Les brindan soporte técnico 
y mantenimiento de las instalaciones, además de que los proyectos son totalmente 
personalizables exclusivos a las necesidades requeridas. 
En su carta de ofertas tiene opciones de control, a pedidos personalizados con los 
siguientes aspectos. 
• 
• 
• 
• 
Iluminación 
Toldos y persianas 
Control de la vivienda 
Simulación de presencia 
• 
• 
• 
• 
Climatización 
Life Styles 
Audio Distribuido 
Riego inteligente 
También ofrece servicios adicionales en conjunto con otras compañías tales como: 
• Sistemas de seguridad y • Home cinema HD 
video vigilancia • Electrodomésticos 
• Video portero con central inteligentes 
telefónica • Aspiración Centralizada 
• Control de accesos 
En su página de internet no manejan los precios que tienen para sus productos, 
debido a que las cotizaciones dependen de lo que el cliente final desee.l 1l 
1.4.2 Secant 
SECANT tiene su sede mundial en Montreal Canadá y tiene filiales en París y ahora 
en Santiago de Chile, en nuestro país se llama SECANT SUDAMERICA Ltda y su 
producto principal es CARDI0l21· 
CARDIO es un sistema basado en domótica y centralizado para la automatización 
residencial. El sistema de automatización del hogar CARDIO, permite un mejor manejo de 
las funciones básicas del hogar tales como control de la calefacción y aire acondicionado, 
seguridad, iluminación y aparatos eléctricos varios. 
10 
Entre sus ventajas competitivas menciona que tiene una gran facilidad de uso con 
una interfaz amistosa y entretenida. Cuenta con una pantalla sensible al tacto y una forma 
de trabajo muy intuitiva, eficiente y sencilla de manejar. Interfaz en español y con una 
perfecta adaptación a las preferencias personales del usuario. 
El sistema está compuesto por una pantalla táctil de cristal líquido, CPU en una caja 
metálica donde va alojada la electrónica del sistema, lector de llave digital y 2 llaves 
digitales personales para el control del sistema. 
Un sistema básico ofrecería los siguientes servicios: 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Control absoluto de 5 grupos de luces de hasta 500W cada uno . 
Sistema de alarma completo de 8 zonas 
Simulación de presencia . 
A viso automático de al celular en caso de emergencia 
Control de funciones del CARDIO a través de teléfonos internos 
Monitoreo remoto del CARDIO a través de un servicio externo 
Manejo completo de Escenas (Macros programables) 
Asociación automática de control de luces a sensores de seguridad 
Manejo de emergencias. (Médico, Bomberos, Policía) 
Registro automático en memoria de los últimos 100 eventos . 
Agenda electrónica en pantalla para avisos programables 
Información de la temperatura ambiente 
1.5 Objetivo del proyecto 
Diseñar un sistema de automatización modular, flexible y escalable para el hogar, 
controlado a través de computadoras y dispositivos móviles, de manera local y remota. 
1.6 Objetivos específicos 
El sistema terminado tendrá las siguientes capacidades. 
• 
• 
• 
• 
• 
Control del sistema totalmente inalámbrico 
Sistema modular con amplia capacidad de crecimiento 
Adaptable a cualquier número de usuarios dentro de un hogar 
Diseño de infraestructura personalizable, tanto alámbrica, inalámbrica o 
híbrida 
Interfaz amigable y de fácil uso para usuarios 
11 
• Facilidad de instalación 
1.7 Metas 
Considerando los objetivos anteriores, y con la finalidad de desarrollar un prototipo 
funcional, propusimos alcanzar las siguientes metas: 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Infraestructura Wi-Fi-"Rabbit" . 
Interfaz de Usuario Intuitiva y Configurable . 
Comunicación Wi-Fi desde dispositivos Apple . 
Bus de datos con Comunicación RS-485 . 
Reconocimiento alámbrico por Software. (Maestro/Esclavo) . 
Desarrollo de interfaces para Actuadores . 
Integración de nuevos Actuadores . 
Integración del Sistema Prototipo . 
l.8 Descripción del proyecto. 
El proyecto es un sistema modular, capaz de llevar el control de diversos elementos 
del hogar, a través de una red Wi-Fi local y por medio de un modulo central con conexión 
Wi-Fi, éste recibirá ordenes por dicho medio desde computadoras o dispositivos móviles, 
ya sean teléfonos Smartphone, iPods y iPads, primera parte del diagrama de la Figura 1. 
El módulo central, segundo mostrado en la Figura 1, llevará la gestiónde otros 
módulos secundarios que son los encargados de realizar las acciones de cada actuador en la 
casa. Buscando además que estos módulos sean anexados con simplicidad para expandir el 
sistema, igualmente ofrecer una flexibilidad en cuanto a la cantidad y tipo de módulos 
secundarios sobre toda la casa. 
Hablando específicamente del módulo principal, esté constará de dos partes, un 
microcontrolador maestro que gestionará todas las acciones y procesará las instrucciones, 
repartiéndolas a los elementos que tenga directamente conectados; también contará con un 
módulo Rabbit Wi-Fi que se encargará de las comunicaciones inalámbricas, tanto con las 
aplicaciones de los usuarios como de módulos Rabbit secundarios. 
Para completar el sistema modular, última parte del diagrama de la Figura l, 
contamos con módulos esclavos independientes, estos pueden tener comunicación al 
maestro de dos maneras. La primera de forma alambrada, conectándose directamente por 
medio de un puerto serial RS-485 para soportar las largas distancias a lo largo del hogar, la 
12 
segundo es de manera inalámbrica por medio de la red Wi-Fi y asistidos por un módulo 
Rabbit inalámbrico. Estos módulos esclavos tendrán las tareas más básicas pero también 
más importantes, por un lado escucharan las órdenes del módulo maestro y entonces 
llevaran a cabo las acciones que indiquen dichas instrucciones. 
~ 
: Otdenesde 
Usuario 
......,,.,_,..,.. _____ ~¡ - ;¡¡ 
Recepclón de 
Notlftcaclonos 
- . . 
Wi-Fi Acc .. s Polnt. • 
;,.,, ,,,,,_ __ ~ .. -- ,. 
A través de 
unarodWI-R 
Wi-Fi 
~ 
' Gfllord• ' 
Módul~ 
Secundarios 
. : :J•. : .'.' ,•: ; · : 
mi 
.:;-- '"' . -~· ' "' 
Roxlblea 
expansión 
- - -·-- -
Figura I Módulos del proyecto 
13 
~ 
';s. Control d••8* 
elementos 
del hogar 
RS-485t:m 
14 
Marco Teórico. 
2.1 Plataforma Apple. 
A pesar de que "IOS" de "Apple" no encabeza las ventas de "SmartPhones" en el 
mundo, se debe considerar que el desarrollo de aplicaciones no se limita únicamente al 
dispositivo que compite en este rubro, pues sumado al iPhone, Apple sacó a la venta otros 
dos dispositivos móviles capaces de cubrir la gran parte de las necesidades de los usuarios. 
Con el "iPad" y el "iPod", la empresa ha logrado posicionarse como la número uno en 
venta de aplicaciones móviles. Llevando esto a los números, la venta de aplicaciones 
empezó en Julio de 2008; para finales de ese año, se tenían registradas 200 millones de 
descargas de las 7,500 aplicaciones disponibles. Para Noviembre de 2009 se tenían ya 
contabilizadas las 2 billones de descargas, con un desarrollo de 100 mil aplicaciones. En 
Octubre de 201 O el desarrollo de aplicaciones creció a más de 300 mil aplicaciones y 7 
billones de descargas. Como se puede ver el crecimiento de esta industria y bajo esta firma 
ha sido descomunal, y en este camino ascendente, Apple anunció el 22 de Enero de este 
año (2011) las 1 O billones de descargas contando con más de 350 mil aplicaciones en 90 
países[3l_ 
Tabla I Ventas y Descargas de Aplicaciones en AppStore 141 
Fecha # de Aplicaciones # de Descargas 
Julio 11, 2008 500 o 
Julio 14, 2008 800 10,000,000 
Septiembre 9, 2008 3,000 55,000,000 
Octubre 22, 2008 7,500 200,000,000 
Enero 16, 2009 15,000 500,000,000 
Marzo 17, 2009 25,000 800,000,000 
Abril 23, 2009 35,000 1,000,000,000 
June 8, 2009 50,000 1,000,000,000+ 
Julio 11, 2009 55,000 1,000,000,000+ 
Julio 14, 2009 65,000 1,500,000,000 
Septiembre 9, 2009 75,000 1,800,000,000 
Septiembre 28, 2009 85,000 2,000,000,000 
Noviembre 4, 2009 100,000 2,000,000,000+ 
Enero 5, 2010 120,000 3,000,000,000+ 
Marzo 20, 2010 150,000+ 3,000,000,000+ 
15 
Abril 8, 201 O 185,000+ 4,000,000,000+ 
Abril 29, 2010 200,000+ 4,500,000,000+ 
June 7, 2010 225,000+ 5,000,000,000+ 
Septiembre 1, 2010 250,000+ 6,500,000,000+ 
Octubre 20, 201 O 300,000+ 7 ,000,000,000+ 
Enero 16, 2011 300,000+ 9 ,000,000,00o+ 
Enero 22, 2011 350,000+ l 0,000,000,000 
2. l.1 Herramientas de desarrollo Apple. 
Las aplicaciones desarrolladas en la plataforma Apple son de dos tipos: aplicaciones 
nativas, y aplicaciones web específicas. 
Las aplicaciones web son aquellas páginas de internet en las que se busca tener un 
diseño específico para el dispositivo, con el ''.frame" adaptado al tamaño del "display" de 
los dispositivos móviles diseñados por Apple. La plataforma de desarrollo para estas 
aplicaciones se llama "Dashcode" 
Por su parte, las aplicaciones nativas son las que se encuentran alojadas en el 
dispositivo. Estas utilizan "Xcode" como herramienta de desarrollo, y la programación es a 
través del lenguaje "Objective C'. Además de Xcode, Apple también provee otras 
herramientas para el desarrollo de aplicaciones, siendo "Interface Builder" la utilizada para 
crear las vistas gráficas (archivo ".xib"), que serán la presentación visual para el usuario. 
El uso de ésta herramienta esta directamente ligado al desarrollo de código en 
Xcode, ya que para hacer la conexión, se necesita que los objetos, métodos, eventos, base 
de datos, etc., estén declarados en la interface del programa; una vez hecho lo anterior, 
Interface Builder habilitará dichos objetos, métodos, eventos y base de datos, dejando al 
desarrollador únicamente la tarea de colocar objetos como botones, etiquetas, etc. 
Finalmente hacer la conexión con su nombre declarado en la interface y los métodos 
atribuidos al mismo a través de un "click and drag". 
2.1.2 Fundamentos del lenguaje de desarrollo: "Objective C" 
El lenguaje "Objective C" esta colocando entre los lenguajes denominados 
"Orientado a Objetos", en el cuál también existe una estructura jerárquica con la herencia 
como enlace entre los distintos niveles. 
16 
Herencia 
Superclase 
Subclase 
Figura 2 llcrencia principal de "Objective C" 
Además, el lenguaje esta estructurado en clases, y repite algunos otros conceptos 
comunes como "objeto", "método", "variable de instancia", etc. Las características y 
elementos básicos son los siguientes: 
• 
• 
• 
• 
Integración de directivas de lenguaje C. Manejo de variables primitivas . 
Objeto: cuenta con características específicas (variables) y un comportamiento 
específico (Métodos). 
Mono-herencia: una Subclase solo puede heredar de una y solo una Superclase . 
Manejo dinámico de objetos: la locación en memoria es dinámica. No existe un 
''Garbage Collector". 
2.1.3 Manejo de Memoria 
Uno de los puntos mas importantes en el desarrollo de aplicaciones móviles es 
la importancia del manejo de memoria, ya que como es lógico, estos dispositivos 
tienen una cantidad limitada de RAM, por lo que este recurso debe ser optimizado 
teniendo un uso eficiente de los elementos en "pila". 
Aunado a esto, se debe tomar en cuenta que no existe dentro del manejo de 
memoria un "Garbage Collector", es decir, que el manejador de memoria no sacará de 
la pila los objetos creados de manera automática, por lo que deben ser sacados a 
17 
través de una instrucción de programación; un mal manejo de memoria puede 
concluir con una terminación abrupta de la aplicación. Todo lo anterior se resume 
como un ciclo de vida de los objetos con tres fases: creación, manejo de memoria, y 
destrucción de objetos. 
2.1.3.1 Creación de objetos 
La creación se conforma de dos partes: 
• Locación de memoria para el objeto: se utiliza el método de clase "a/loe", el cuál 
indica cuanta memoria es necesaria para alojar el objeto. Cabe señalar que sin 
la entrega de espacio en memoria para el objeto, simplemente éste no existirá, 
y por lo tanto, ningún cambio surtirá efecto en él. 
• Inicialización del objeto: la inicialización es llevada a cabo a través del método 
"init", cuya finalidad es la de indicar los valores iniciales. En el lenguaje "Java", 
este método es llamado "método constructor" 
2.1.3.2 Manejo de Memoria y Destrucción de Objetos 
Como consecuencia de entregar un espacio en memoria al objeto, es necesario 
recuperar dichoespacio una vez finalizado el uso del mismo. Esto se lleva a cabo a 
través del método "deal/oc", con ello Objective C liberará el espacio en memoria. 
e 
Objective-C 
locación 
mal loe 
al loe 
Destrucción 
free 
dealloc 
Figura ] Directirns de creación y destrucción de objetos 
Existe también un contador de pila; para manejarlo, existen directivas de 
programación, es decir, cuando un objeto es creado se le asigna un numero 1, estas 
directivas tienen la capacidad de aumentar o disminuir este número; el objeto se 
mantendrá dentro de la pila mientras este contador sea superior a O. Las directivas 
son: 
• 
• 
• 
"alloc" y "copy": crean el objeto con un contador igual a 1. 
"retain": incrementa el contador en 1. 
"release": decrementa el contador en 1. 
18 
. +1 
retam 
-1 
release 
Figura 4 Directivas de control de "Contador de Pila" 
-1 
release 
El método "dea//oc" tiene como finalidad llamar a la directiva reléase las veces 
necesarias. 
2.3 Wi-Fi 
Wi-Fi es el nombre dado por la Wi-Fi Alliance para el estándar de la IEEE 802.11, 
donde están definidos las iniciales WLANs, para Wireless Local Area Networks (redes de 
área local inalámbricas). 
En su forma más básica, Wi-Fi es la transmisión de señales de radio. 
La norma de 802.11 define el uso de los dos niveles inferiores de la arquitectura 
OSI, capa física y de enlace de datos, especificando sus normas de funcionamiento en una 
Wireless LAN. 
802.11 es un protocolo de paquetes que define la transmisión de datos y gestiona 
acceso a la red independiente de a ubicación, usando señales de radio. 
El medio de transmisión utilizado para la norma 802.1 I es la radio frecuencia 
usando las bandas de 2.4Ghz y 5.4Ghz. 
Los puntos de acceso son puentes que funcionan para conectar dos redes con niveles 
de enlace ya sean parecidos o totalmente distintos. 
El conjunto de servicio básico está conformado de dos formas distintas. La primera 
es de manera independiente, donde las estaciones se comunican directamente entre sí (ad-
hoc). La segunda manera es conocida como infraestructura que es cuando todas las 
estaciones llegan a un punto de acceso. 
19 
Wi-Fi, diseñado para conexiones de corta distancia, con un alcance menor a 100 
metros por punto de acceso, en mayores distancias se pueden presentar interferencias. 
Los estándares abarcados por la certificación de Wi-Fi son derivaciones del 802.11 
y comprende sus versiones; 802.11 b, 802.11 g y 801.11 n, con velocidades de 11 Mbps, 
54Mbps y 300Mbps respectivamente. 
La seguridad en las redes Wi-Fi está presente por medio de métodos de encriptación 
para el envío de datos, la más común y utilizada en las redes inalámbricas es la codificación 
WEP, este algoritmo cifra los datos con llaves de 64 o 128 bits. 
Los puntos de interconexión Wi-Fi bien pueden ser enrutadores dedicados o puntos 
de acceso conocidos "Acces Points (AP)" que emiten la señal de Radio Frecuencia. 
Los AP, funcionan como un emisor remoto, como un repetidor de la señal para 
áreas que el enrutador no alcanza. Por otro lado, los enrutadores se encargan de todos los 
procesos inherentes de la comunicación, recepción, procesamiento y emisión de la señales, 
con control de errores y extracción de la información. 
Las principales ventajas de las redes Wi-Fi son, su comodidad y más fácil 
implementación que una red alambrada. Una vez implementadas no representa ningún 
gasto adicional la adición de equipos que operen en la red. Por último la WI-FI Alliance 
certifica todos aquellos dispositivos que pretendan usar la tecnología y esto garantiza la 
compatibilidad entre ellos sin importar el lugar de desarrollo. 
Entre los principales beneficios de una red Wi-Fi se pueden contar los siguientes: 
• Ethernet inalámbrica, Wi-Fi puede funcionar como un remplazo de la 
Ethernet, ambos siendo estándares de la IEEE 802 comparten varios elementos 
esenciales. 
• Acceso extendido, la ausencia de alambres y cables permiten el 
acceso a lugares donde estos no pueden llegar o resulta muy caro la implementación 
de éstos mismos. 
• Reducción de costo, reducción de materiales, tanto en cables como 
los elementos necesarios para su instalación. 
• Movilidad, la ausencia de cables permiten libertad para cambiar de 
locación sin perder la conexión. 
• Flexibilidad, el conjunto de todo lo anterior crea oportunidades para 
nuevas y diversas aplicaciones que puedan perdurar en el tiempo. 
Aplicaciones de Wi-Fi en sistemas embebidos. 
20 
Actualmente las oportunidades de desarrollo de sistemas embebidos continúan 
creciendo, gracias a todas las ventajas que ofrece que pueden ser aprovechadas en los 
siguientes ámbitos. 
• Procesos Industriales y control de aplicaciones, donde las conexiones 
cableadas son o muy costosas o inconvenientes. 
• Aplicaciones de emergencia que requieren atención inmediata. 
• Aplicaciones móviles. 
• Cámaras de vigilancia. 
• Comunicación con otros dispositivos Wi-Fi, como laptop o PDA 's 
2.4 Microcontroladores 
Se le da el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de 
uno o varios procesos en un diseño electrónico. 
Un microcontrolador es un circuito de alta escala de integración que incorpora la 
mayor parte de los elementos que configuran un controlador. 
En un microcontrolador se tiene normalmente de los siguientes componentes: 
Procesador o CPU (Unidad Central de Proceso). 
Memoria RAM. 
Memoria de programa: ROM, PROM, EPROM. 
Puertos de E/S (entrada o salida) para la comunicación con el exterior. 
Distintos módulos para el control de periféricos: temporizadores (timers), 
Puertos seriales y paralelos, ADC (Convertidores analógico-digital), DAC 
(Convertidores digital-analógico), etc. 
- Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el 
sistema. 
2.5 Comunicaciones Serial (USART TTL) 
2.5.1 Tipos de Comunicaciones Seriales: 
La comunicación serial es una forma de enviar los datos bit a bit a un destino por un 
mismo canal. Dentro de la comunicación serial existen dos maneras de establecerla, 
síncrona y asíncrona. 
21 
En la forma de comunicación serial síncrona, se tienen dos líneas de transmisión, en 
la primera se transmiten los datos y en la segunda la señal del reloj de sincronía, que 
indicarán cuando un dato es válido, de aquí su nombre síncrona, algunos de los ejemplos 
más utilizados de esta comunicación son: 
SPI 
TWI o I2C 
One wire 
En la comunicación serial asíncrona, tenemos que no son necesarios los pulsos de 
sincronía que necesitábamos en la comunicación serial síncrona, esto se debe a que cada 
dispositivo generará su propia señal de reloj para determinar los caracteres de las tramas; la 
duración de cada bit está previamente determinada y programada en cada módulo, por la 
velocidad con la cual se va ha realizar la transferencia de datos, por lo que tenemos que 
cada dispositivo deberá tener programada la misma velocidad de transferencia. 
Regularmente cuando no se está realizando ninguna transferencia de datos, la línea 
del transmisor se encuentra en estado de "idle" este quiere decir en etapa de alto, esperando 
a que se quiera empezar a transmitir. Para poder iniciar la transmisión, el transmisor coloca 
la línea de transmisión en bajo o "O" lógico, durante un tiempo fijo, lo cual se le conoce 
como bit de arranque o "start bit", después de este bit de arranque se puede empezar a 
transmitir los bits de datos empezando siempre por el bit menos significativo (LSB), y 
terminando con el bit más significativo, teniendo así un bit de parada o "stop bit" como lo 
muestra la Figura 5. 
'1)" Nu<?vo Caract~r !'' L 
t t 
81~ de raracta "1" 
Figura 5 Formato de trasmisión asíncrona 
Si el receptor no está sincronizado con el transmisor, ya sea por que no se tienen 
configurados a la misma velocidad de transmisión o porqué existen fallas en la línea de 
transmisión por ser demasiado larga, este desconoce cuándo se van a recibirlos datos, por 
lo que el transmisor y el receptor deberán tener los mismos parámetros de velocidad, 
paridad, número de bits del dato transmitido y de Bit de arranque y de parada. 
En los circuitos digitales, en los cuales las distancias entre dispositivos que se van a 
comunicar vía serial son relativamente cortas, se pueden usar niveles lógicos o TTL, de O a 
22 
5V, que son los niveles que entregan los microcontroladores, y que funcionan bien siempre 
y cuando las distancias entre estos no sean grandes. 
2.5.2 Margen de ruido. 
La definición de ruido en un circuito con señales TTL se puede tomar como una 
señal aleatoria no deseada producida por la acción de campos electromagnéticos, entre las 
causas que lo generan pueden estar una línea cercana de la red eléctrica, la acción de 
conmutadores eléctricos, motores cercanos, etc. 
Estos efectos eléctricos no deseados y perjudiciales, inducen voltajes en los cables 
de conexión entre los circuitos lógicos o en las patas de entrada de estos dispositivos y 
estos voltajes y corrientes pueden ocasionar que el voltaje de entrada a un circuito caiga por 
debajo del valor mínimo que entiende como "l" (VlH,mín) o exceda del valor máximo que 
entiende como "O" (VIL,máx), lo cual puede generar distorsión en nuestra información 
transmitida. 
2.5.3 Ventajas y desventajas de la comunicación en serie. 
En circuitos digitales cuyas distancias son relativamente cortas, se pueden manejar 
transmisiones en niveles lógicos TTL (0-5V), pero cuando las distancias aumentan, estas 
señales tienden a distorsionarse debido al efecto capacitivo de los conductores, su 
resistencia eléctrica y la presencia de campos electromagnéticos. El efecto se incrementa a 
medida que se incrementa la velocidad de la transmisión. 
Una de las soluciones más lógica es aumentar los márgenes de voltaje con que se 
transmiten los datos, de tal manera que las perturbaciones a causa de la línea se pueden 
disminuir, pero al aumentar los valores de voltaje, también aumenta la potencia que estos 
disipan, lo que hace que esta solución no sea la más eficiente. 
Algunos de los inconvenientes de la transmisión serial son: 
En la transmisión serial se debe saber cuanto dura el tiempo de bit, y con este 
tiempo se debe de buscar dentro de la cadena la posición de cada bit que se desea saber. 
Un enlace serie requiere más tiempo para transmitir un carácter que un enlace 
paralelo y el tiempo necesario para transmitir toda la trama con n-bits en una transmisión 
serie es al menos n veces mayor que en una transmisión paralelo. 
23 
Dado a estos inconvenientes que tiene las comunicaciones seriales TTL, en este 
caso la comunicación USART, TWI o SPI que tienen los microcontroladores, se decidió 
cambiar a otro tipo de comunicación, en este caso RS-485. 
2.5.4 Comunicación RS-485 
La comunicación RS-485 o también conocido como EIA-485, es un estándar de 
comunicaciones que basa su funcionamiento en el bus de la capa física del Modelo OSI. 
El protocolo RS-485 está definido como un sistema en bus de transmisión 
multipunto, es una comunicación diferencial que es ideal para transmitir a altas velocidades 
sobre largas distancias que van desde 35 Mbps con una distancia I O metros y l 00 Kbps con 
una distancia 1200 metros, este tipo de comunicación puede ser transmitida a través de 
canales ruidosos, ya que se reducen los ruidos que aparecen por los voltajes y corrientes 
producidos en la línea de transmisión, por las razones comentadas anteriormente. 
El protocolo establece que el medio físico de transmisión tiene que ser un par 
trenzado, con una longitud máxima de 1200 metros. 
La interfaz RS-485 ha sido desarrollada para la transmisión de forma serial de datos 
de alta velocidad y a grandes distancias, como lo muestra la Figura 6, esta se encuentra 
creciente aplicación en el sector industrial, debido a su gran inmunidad el ruido y a que se 
tiene muy buen alcance de distancia a velocidades bastante considerables. El Bus RS-485 
puede instalarse tanto como sistema de 2 hilos o de 4 hilos. 
1 ... lil .. 'lA 
:a 
Figura 6 Relación, velocidad vs distancia 
24 
Bus de 2 hilos RS-485 
El Bus de 2 hilos RS-485 se conecta como lo muestra la Figura 7, con un cable 
propio como Bus con una longitud máxima de 500m. Los demás micro-procesadores se 
conectan a este cable a través de una línea adaptadora de máximo 5 metros de longitud. La 
ventaja de la técnica de 2 hilos radica esencialmente en la capacidad multi-master, en donde 
cualquier micro-procesador puede cambiar datos en principio con cualquier otro. El Bus de 
2 hilos es básicamente sólo semi-dúplex. Es decir puesto que sólo hay a disposición una vía 
de transmisión, siempre puede enviar datos un solo micro-procesador. Sólo después de 
finalizar el envío, pueden transmitir los otros microprocesadores. La aplicación más 
conocida basada en la técnica de 2 hilos es el PROFIBUS. 
AJ. 
81+-
RS435 
device 
Bus de 4 hilos RS485. 
Bus cable 
max. 500 m 
RS435 
device 
RS435 Device cable 
device max. 5 m 
Figura 7 RS-485 con 2 hilos 
La conexión de 4 hilos sólo puede ser usada en aplicaciones maestro-esclavo como 
lo muestra la Figura 8, en donde se cablea aquí la salida de datos del Maestro a las entradas 
de datos de todos los esclavos. Las salidas de datos de los servidores están concebidas 
conjuntamente en la entrada de datos del Maestro. 
25 
RS435 
Master 
T+ T- R+ R-
Bus cable 
max. 500 m 
Device cable 
max. 5 m 
T- T+ R- R+ 
RS'85 
Slave 
Figura 8 RS-485 con 4 hilos 
Método fisico de transmisión: 
Los datos en serie, como en interfaces RS-422, se transmiten sin relación de masa 
como diferencia de voltajes entre dos líneas correspondientes. Para cada señal a transmitir 
existe un par de conductores que se compone de una línea de señales invertida y otra no 
invertida. La línea invertida se caracteriza por regla general por el índice "A" o "-", 
mientras que la línea no invertida lleva "B" o "+". El receptor evalúa solamente la 
diferencia existente entre ambas líneas, de modo que las modalidades comunes de 
perturbación en la línea de transmisión no falsifican la señal útil. Los transmisores RS-485 
ponen a disposición bajo carga un nivel de salida de ±2V entre las dos salidas, como lo 
muestra la Figura 9; los módulos de recepción reconocen el nivel de ±200mV como señal 
válida. La asignación de voltaje de diferencia al estado lógico se define del modo siguiente: 
• 
• 
A - B < -0,3V = MARK =OFF= Lógico 1 
A - B > +0,3V = SPACE = ON = Lógico O 
SV<> 
.... ·t· 
- - t- __L 
. ... ··~ t.::A":t 
tftvtí.iat:.I 
';;4)(.,1. 
T •. • 
••• 
·r -, 
rt ev:;~:k.l -~.:. 
• -~ ff'.!' ~, 
e 0111.in i e ad ón us~P T COlltlnicación PS-485 
Figura 9 Diferencia entre USART y RS-485 
26 
27 
Desarrollo 
3.1 Aplicación móvil 
Para diseñar la una aplicación dedicada a la automatización, se debe planificar desde la 
perspectiva de un usuario final, pero previendo distintos tipos de escenarios como lo es el 
uso exclusivo de ciertos aparatos, de privilegios y niveles de usuario, y hasta un nivel de 
servicio técnico, además de ser sencilla de usar, entender, visualizar, y que el usuario final 
la utilices de manera intuitiva. 
Es por esto que la aplicación se desarrollo pensando en las siguientes características: 
• Conexión Wi-Fi dinámica con el dispositivo "Maestro del Sistema". 
• Estar basada en privilegios de usuario (Servicio Técnico, Administrador, y Usuario 
de bajos privilegios). 
• 
• 
• 
• 
• 
Sencillo manejo de las distintos comportamientos de los actuadores . 
Configuraciones de Administrador y Usuario de bajos privilegios . 
Recepción de notificaciones de conectividad . 
Base de datos interna de usuarios y actuadores . 
Personalización de usuario . 
3.1.1 Bases de datos. 
Para el dearrollo de base de Datos fue necesano el uso de la librería 
"libsqlite3.0.dylib", provista por Xcode como parte de los "Frameworks" disponibles.En 
esta librería se utilizan cadenas de caracteres especiales las cuales indican la función a 
realizar. Para la aplicación se utilizaron 4, lectura, escritura, borrado y actualización. 
En la base de datos se definió una tabla llamada "my Actuators", que se puede observar en 
la Figura I O, con la siguiente estructura de datos: 
idActuator user actuatorType description authorizad actuatorlD notification actuatorName 
int 
• 
• 
• 
• 
Text Text Text int int int Text 
idActuator: indica el id con el quese identifica al elemento en la base de datos . 
User: indica si el elemento pertenece al usuario del dispositivo o es un actuador en 
general. 
actautorType: indica el tipo de actuador como lo puede ser "Luz", "Puerta", etc . 
description: es una pequeña descripción del actuador para identificarlo . 
28 
• Authorized: indica si este elemento va a estar habilitado para el usuano del 
dipositivo. 
• actuatorID: identificador del sistema. 
• Notification, indicaro de receptción de notificaciones. 
• actuatorName: bombre del actuador. 
Column ID 
o 
l 
2 
3 
4 
s 
6 
7 
Name 
idActuator 
user 
actuatorType 
description 
authorized 
actuatorlD 
notification 
actuatorName 
Type 
INTEGER 
TEXT 
TEXT 
TEXT 
INTEGER 
INTEGER 
INTEGER 
TEXT 
----------· --·--··----·--------
Figura 10 Base de datos my Actuators 
3.1.2 Conexión Wi-Fi 
El manejo de objetos dedicados a las conexiones Wi-Fi en la plataforma escogida 
resultan un tanto enredados y difíciles de usar, es por eso que se busco la manera de 
facilitar el trabajo de modo que pudiéramos tener éxito en la conexión y envío de datos a 
través de una red local, y utilizando la estructura básica de "socket-puerto". 
Debido a que finalmente Applc tiene desarrollo de manera libre, se utilizó una 
librería dedicada única y exclusivamente a la disminución de trabajo en el uso de 
herramientas Wi-Fi llamada "Cocoa Async Socket". 
Para llegar al objetivo deseado usamos la estructura que se muestra en Figura 11, 
para el uso y creación de la conexión: 
29 
• #import "AsyncSocket.h" 
• [asyncSocket setRunLoopModes:[[NSArray arrayWithObject:NSDefaultRunLoopMode] 
reta in]]; 
•[asyncSocket connectToHost:host onPort: 40000 error:&err]; 
• [as ncSocket isConnected 
Figura 11 Conexión de socket 
La escritura y transmisión se llevo a cabo a través del método "writeData": 
-(void)writeData:(NSData *)data withTimeout:(NSTimelnterval)timeout 
tag:(long)tag 
3.1.3 Vistas ele usuario. 
La aplicación está hecha para ser controlada a través de pequeñas "tabs" en donde se 
puede pasar por las distintas vistas de usuario. 
l:11z Jho,,ny _ , 
luzhfoJ,o,w,y 
PllertoPri~ 
li1%~.P: 
~ r--¡ 
. 1 
1 
l 
¡ 
Figura 12 Vistas de usuario 
30 
3.1.4 Vista de Actuadores 
En esta vista se pretende tener un panorama completo de los actuadores 
disponibles, además del control de encendido y apagado de los mismos, además de un 
controlador de intensidad o grado, el cual solo aparecerá en caso de que los actuadores lo 
requieran. Estos controles serán deshabilitados en caso de que la aplicación carezca de 
conexión con el modulo Maestro de nuestro sistema. 
'! 
· Luz Jhoni;iy 
'! -1:~ 
L 8 , jt. '~ uz . u·ro' nonny 
' ¡ 
Puerta Principdl! , 
Luz entrada P. , . 
Figura 13 Vista de actuadores 
Otra capacidad que permite esta vista es la de configurar el orden de los objetos, si 
se quieren primeramente los del usuario en cuestión, o los objetos generales. 
, ( J~,º"~!, ; (G;f,."'º1) 
Luz Jhonht .. 
, ' 
Luz Buro·dhonnt . 
Figura 14 Vista de actuadores por objeto 
3.1.5 Vistas de Configuración de Usuario. 
En esta vista el usuario podrá personalizar su aplicación de 3 cosas fundamentalmente: El 
nombre que aparezca en todas las vistas de la aplicación, el fondo de la misma, y de que 
dispositivos desea recibir notificaciones. 
31 
Figura 15 Vista de configuración de usuario 
Además puede realizar y verificar la conexión con el modulo maestro gracias a un 
botón de conexión el cual se incluye tanto en configuraciones de Usuario como de 
Administrador. Para cambiar a la vista de configuraciones de administrador se tiene 
el botón en la parte superior derecha 
_____ .....,.,.,..... _______________ --
Usuario D 
Figura 16 Vista de conexión 
3.1.6 Vista de Configuraciones de Administrador 
Esta vista está sujeta a privilegios, por lo tanto estú protegida a través de un código. 
Figura 17 Entrada de contraseña 
32 
Una vez introducido el código correcto, esta vista permite el acceso a las 
configuraciones o de administrador, cuya capacidad consiste en bloquear funciones de la 
aplicación que el usuario no puede realizar sin la contraseña. Estas restricciones consisten 
en 3 reglas principalmente: indicar que objetos son del usuario, que objetos están 
habilitados tanto de actuadores generales como personales, y que notificaciones recibirá de 
los actuadores generales. 
3 .1. 7 Vista de Soporte Técnico 
Por último ésta vista tiene como objetivo el de dar de alta nuevos actuadores, es 
decir, es la única vista que puede crear como tal, objetos nuevos en la base de datos. 
Posteriormente de introducir la contraseña se tiene disponibles los distintos campos 
con los cuales se llenara la información de los objetos agregados a la Base de Datos. 
1 Descripción 
j 
Figura 18 Vista de soporte técnico 
33 
3.2 Módulos inalámbricos 
3.2.1 Sistema de Red local 
Sistema de la red local. 
Para tener el control de todos los elementos en nuestra casa inteligente se desarrolló 
un sistema de comunicación inalámbrica por medio de la tecnología Wi-Fi, en la topología 
mostrada en· la Figura 19, podemos observar que el enrutador inalámbrico funciona como 
centro de comunicación del sistema, ofreciendo conectividad Wi-Fi a todos los elementos 
de la red, dando la capacidad al modulo Rabbit de funcionar como un servidor que atenderá 
como clientes a todos los dispositivos que comparten la red. 
,r.t&c G5 
Compulaóora 
Figura 19 Topología de la red 
Network processor 
"Rabb«" 
Wireless rcarter 
Palm 
Smartphone 
El módulo Rabbit tiene un lugar en nuestra topología como un elemento más de la 
red, pero es el servidor que atenderá las peticiones de los clientes que son todos los 
dispositivos móviles dentro de la red. El Rabbit tiene una función de multiservidor al ser 
34 
capaz de atender las peticiones de todos los clientes sin importar el número de ellos y puede 
abrir y cerrar conexión con cada uno de forma dinámica. 
Por otro lado, el módulo Rabbit es un elemento más de la red con una 
infraestructura ya existente. Una red inalámbrica constituida por un enrutador inalámbrico o 
también por un AP que son los que brindan el servicio inalámbrico. El módulo toma 
dirección IP por medio del servicio DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol), 
dirección que le servirá como identificador dentro de la red para que los clientes puedan 
establecer una conexión a con él. 
El módulo Rabbit has sido programado para ser totalmente configurable una vez se 
encuentre instalado el sitio final para su uso. Por medio de una comunicación serial a través 
de un puerto USB este puede establecer una conexión a su puerto de configuración. 
Con esta comunicación el usuario tiene la posibilidad de configurar la red 
inalámbrica para el módulo Rabbit, en la Figura 20 se puede observar ejemplo de la interfaz 
ofrecida por medio del programa hyper terminal, en la cual se muestra la búsqueda que hiso 
el módulo Rabbit de las redes inalámbricas disponibles. 
t}Rabllil · HypuT•rmlM1 
~~-, .... 'i>' . H '1',V' ,. w "'"''l- JI. OJJ.;t 
1~dt;o ~ !!"'- ~ !!-'..,, ,.l'~ ... ·-···· 
~ 
,,,. 
e!> ºª di' 
" 
Henu 
Pres ionar b puru buscar los AP di sponibles 
Pres ionar d pard buscar y asoc iar d un AP 
Pres ioner M para ver el estatus de la MAC 
CoMenzando busQueda . .. 
BSS ac tual es : 
Red Conol Pot encia HAC SSID 
---------------------------------------------------------------
0 1168 00 :21 :7c :d3 :8c :91: lSIVERI 
1 6 59 00 :0c :41 :14 :e3 :3c; llinksys-g) 
Seleccionar uno nuev.:, BSS o salir ( (0-1. s para salir) l 
1 
La red USd password de cifrado? Is /ni 
BSS seleccionada : [linksys-gl 
Henu 
Pres ionar b para buscar los AP di sponibl es 
Pres ionar a para buscar y asociar 8 un AP 
Presionar 11 para ver el es1atus de la MAC 
' - t · . - -
)l(l2:56 ~ ~w 96'»-I t:¾-;.,;.·;:- M f .. ., :• ,;'#,r, 
Figura 20 Búsqueda de Red 
En el ejemplo anterior contamos con dos redes disponibles, siempre mostradas en 
orden por cual red tiene mayor potencia de señal, entre la información que podemos 
visualizar encontramos el canal por el cual se transmite cada red, el nivel de potencia, la 
35 
dirección MAC o física del punto de acceso y el SSID de la red o nombre. Esta información 
es necesana para que el usuario identifique su red entre todo el ambiente inalámbrico 
disponible. 
Una vez identificada la red el Rabbit puede asociarse a ella tecleando el número que 
se le asignó, que también es mostrado en pantalla y está mostrado en la primera columna 
bajo el nombre de Red (Figura 20). Se puede asociar a redes con o sin cifrado, sea WEP o 
W AP, en caso de una red protegida con cifrado o clave, la interfaz pedirá que se ingrese la 
clave. 
Una vez configurados los anteriores parámetros el módulo Rabbit puede ingresar a 
la red, obteniendo una dirección IP e integrándose como otro elemento de la red. La 
dirección IP que se le asigne será mostrada en pantalla además de ofrecer la opción de 
elegir un número de puerto para dar de alta el módulo Rabbit como servidor. 
En la Figura 21 podemos observar cuando el Rabbit inicializa el modo de servidor, 
en la primera línea contamos con la información de red necesaria para establecer conexión 
desde cualquier dispositivo móvil. También en la pantalla podemos observar la cantidad de 
sockets abiertos comenzando el ordinal desde el número "O". En este caso el número de 
sockets de flujo dados de alta fue de 5. 
C)Rabbit · HyfH!rT•rminel 
Oh 
!1""'"!>::1:'t:;;i'"' -~ -...... ··=-,¡;; ~ ~.l'.C';.,. ;:,,¡¡ '1{ . lln i,~ 
, .... <M-o ~ V-- !r.wf•• A)'\¡de 
--
'.t11t 
~ r·, J .Oc9 di' 
" Servidor 
Int erface tt1ble : 
lt IP addr . Mask Uo Type MTU Flags Peer/router i -- ------------·--- --------------- --- ----- ---- ------ ---------------
0 192 .168 . l.14S 255.2SS. 2SS .128 yes eth 1489 •DO 10 .10.6 .1 
Deler•iM un puerto : 
40000 
Esperando Cone><ion en el socke t : 0 
Esperando Cone><ion en e l socket : 1 
Esper ando Cone><ion e l socket : 2 
¡ 
en l 
Esperando Cone><ion e l socket : 3 1 en 
Esoer ando Cone><ion en el socket : 4 
-
-.., . ·- . - -Q:00:Je{Q(>!IC;t..Jo ~ 'l«O~I W.-\j,,¡;.:; \~y ~ •7,i;l~t, lt<*'Jf::ir 
Figura 21 Rabbit en modo servidor 
36 
Cada socket de flujo permite una conexión separada e independiente con un solo 
elemento en la red, de esta forma el Rabbit se encarga de recibir los datos de cualquier 
destino y repartirlos a todos los clientes que tenga conectados, sean dispositivos móviles u 
otros módulos Rabbit secundarios. 
Finalmente, gracias a la conexión serial con la computara podemos visualizar el 
flujo de datos a través del Rabbit, está función es sólo para monitoreo porque sólo nos 
muestra los bytes que se intercambian, sin ningún significado ya que estos sólo toman 
sentido al llegar al microcontrolador del actuador final. Estos últimos datos que podemos 
visualizar, son los mismos que pasan por medio de una conexión USART a un 
microcontrolador que asiste al módulo Rabbit con las conexiones alambradas para hacer 
llegar las instrucciones a los actuadores finales. 
El anterior proceso se encuentra resumido en el diagrama de flujo de la Figura 22. 
Administración de Red 
Modo irlraestruciura_ 
SSID "Red Locar. 
C1lraco {nmgyna, WEP, WPA) 
IP as.gnada por DHCP 
Esperando cuiexión 
: (ascYChandO "!1Xke15l 
r1 
Conexión estatl4ecida 
(OCI.Joando un "sockat") 
FlecibtMdo dalos fuente 
inalámbrica. 
n J ! ,_.::,,, 
Terminando co,exJón 
(ib«ando "soclc.elj 
Envío datos serial. 
Figura 22 Administración de la Red 
37 
3.2.2 Infraestructura inalámbrica. 
Para resolver el problema en el caso que nos encontremos con un ambiente donde 
ya exista una arquitectura definida con la gran mayoría de sus servicios ya establecidos, 
donde resulte difícil cubrir todos los puntos necesarios de forma alambrada, se pensó 
entonces en diseñar una infraestructura que aprovechara las bondades de la red Wi-Fi. Se 
distribuirían entonces módulos Rabbit secundarios para cubrir las zonas de dificil acceso o 
aquellas donde se maltrate la estética del lugar para hacer llegar los cables. 
Se ha preparado entonces una infraestructura inalámbrica que cuente con vanos 
módulos Rabbit secundarios o esclavos que también sean clientes del módulo Rabbit 
maestro o principal, este último es el encargado de concentrar todas las instrucciones y 
todas las conexiones y ser el único que mantenga contacto con las aplicaciones de los 
usuanos. 
Para cubrir todas las necesidades se dividirán por sectores las a áreas a cubrir con el 
servicio, contando con un módulo Rabbit esclavo en cada sección que sea el encargado de 
distribuir las instrucciones a los actuadores que tenga directamente conectados. La 
sectorización puede llevarse desde el punto en que sólo se divida el hogar en dos partes, 
hasta el límite de un módulo inalámbrico a cada esclavo. 
El esquema de la Figura 23 muestra una posible distribución de módulos 
inalámbricos para cubrir las necesidades de automatización de lugar. 
o 
··-.... - .. .. ,_...,. 
~~-... y~ 
.. - y .... ~-,.,. ... - - - - """-- --· -- --~~....,._.,_~~--~"'""'-
ll 
i 
- : 1 :t : : ~- -::,: : ::-·-:c::=:::::::::i-~ : : : :t :; :1 : ~ 
Figura 23 Infraestructura inalámbrica 
38 
/ 
í 
' 
Í 
I 
! 
.__, 
• . r 
I 
f 
t 
7 
1 
1 
l 
3.3 Configuración y comunicación RS-485 
El siguiente diagrama en la Figura 24, muestra el funcionamiento general de todo el 
sistema modular. En primer lugar se recibe vía inalámbrica "Wi-Fi", por el módulo 
"Rabbit" y éste se comunica de forma serial asíncrona con el microcontrolador maestro. El 
microcontrolador maestro se comunica vía serial asíncrona, pasándose las tramas por un 
convertidor USART a RS-485 , con los demás microcontroladores esclavos, para que estos 
realicen la tarea con las que fueron programados. 
Modulo 
Wi-FI 
Funcionamiento modular del Sistema 
Comunicació 
Serial 
Microcontrolador 
Maetro 
~ Conversión 
~ ~ USART a RS-485 U 
Conversión 
RS-485 a USART 
Módulos 
esclavos 
Cada modulo 
realiza una 
acción en 
especifico 
Figura 24 Funcionamiento del sistema 
39 
3.3.1 Configuración módulo maestro 
Cómo módulo maestro se utilizó un microcontrolador A VR Atmel, Atmega 162, para 
la configuración en modo maestro lo primero que se tiene que definir es la velocidad o el 
"Baud-Rate" a la que se desea transmitir y esto se logra escribiendo los parámetros en el 
fose 
registro "UBRR" tomando en cuenta la siguiente fórmula: s.n.:v 16(VBRR • 1 > 
En donde fose es la frecuencia del oscilador del sistema, UBRR es el contenido de los 
registros UBRRH y UBRRL, en donde estos puede tomar un valor entre O y 4095 y BAUD 
que es el "Baud-Rate" y que esta dado en bits por segundo. 
En los registros UBRRH y UBRRL, que es un registro de 16 bits en el cual los bits del O al 
7 pertenecen al registro UBRRH y del 7 al 16 pertenecen al registro UBRRL mostrado en 
la Figura 25, son los registros los cuales se modifican para tener la velocidad deseada tienen 
los siguientes campos. 
15 1.:. 13 12 11 10 9 8 
1 URSEL UBRR[11:8) UBRRH 
UBRR[7:0] UBRRL 
7 6 5 4 3 2 o 
Figura 25 Registros UBRRH y UBRRL 
Bit 15 - URSEL: Register Select 
Con este bit se bit se puede seleccionar el acceso entre los registros UBRRH o UCSRC. 
Bit 14:12- Reserved Bits 
Estos bits están reservados para uso futuro para compatibilidad con futuros dispositivos, 
por lo que por el momentoestos bits son de solo lectura, por lo que no influyen en la 
generación del el "Baud-Rate". 
40 
Bit 11:0- UBRRI 1 :O: USART Baud Rate Register 
Estos 12-bits del registro son los cuales controlan la velocidad USART, el registro UBRRH 
contiene los 4 bits mas significativos y el UBRRL contiene los 8 bits menos significativos 
de la velocidad USART. 
En la Tabla 1 se muestra, con un fose =8 MHz que es el utilizado en nuestro sistema, los 
diferentes "Baud-Rate" que se pueden lograr, con sus respectivos porcentajes de error que 
tienen estos en la comunicación serial. 
Tabla I Tabla de Baud-Rate 
B11ud 
Rata 
(bps) 
1 
2400 
4800 
9600 
1
14.4k 
19.2k 
1 28.Bk 
1 
1 38.4k 
! 57.6k 
1
76.Bk 
115 2k 
1 
1
230.4k 
250k 
1 0.5M 
1 ~~X 111 
f_, = 8.0000 MHz 
U2X= O 
UBRR Error 
207 
103 
51 
34 
25 
16 
12 
B 
6 
3 
o 
0.2% 
0.2% 
0.2% 
·0.8% 
0.2% 
2.1% 
0.2% 
-35% 
-7.0~1ó 
8.5% 
8.5% 
0.0% 
0.0% 
0.5 Mbps 
U2X = 1 
UBRR Error 
416 ·0.1% 
207 02% 
103 0.2% 
68 06% 
51 02% 
34 ·O 8~1ó 
25 0.2% 
16 21% 
12 02% 
B ,J.5% 
3 85¾ 
3 00% 
00% 
O 0.0% 
1 Mbps 
Como segundo paso se tiene que configurar el tipo de trama, es decir cuantos bits 
contendrá esta, y cuales serán de datos y cuales serán de paridad que se va a transmitir, y 
activar transmisión o recepción serial; esto se logra configurando el registro UCSRB 
mostrado en la Figura 26, que tiene los siguiente campos, de los cuales solo nos interesaran 
los primeros 5, del bit O al bit 4: 
7 6 5 4 3 2 o 
RXCIE TXCIE UDRIE RXEN TXEN UCSZ2 RXB8 TXBB UCSRB 
Figura 26 Registro UCSRB 
Bit 4 - RXEN: Receiver Enable 
41 
La opción de recepción se activara escribiendo este bit en uno, lo que activara a el 
PIN Rxd, en su fom1a de recepción serial. 
Bit 3 - TXEN: Transmitter Enable 
La opción de transmisión se activara escribiendo este bit en uno, lo que activara a el 
PIN Txd, en su forma de transmisión serial. 
Bit 2 - UCSZ2: Character Size 
El bit UCSZ2 combinado con el bit UCSZ l :O en el registro UCSRC, configura el 
número de bits de datos de la trama, es decir el tamaño de esta. 
Bit l - RXB8: Receive Data Bit 8 
RXB8 es el noveno bit de datos, en una recepción serial en la cual esta activada la 
forma de nueve bits de datos. 
Bit O - TXB8: Transmit Data Bit 8 
TXB8 es el noveno bit de datos, en una transmisión serial en la cual esta activada la 
forma de nueve bits de datos. 
7 6 5 4 3 2 O 
URSEL UMSEL UPM1 UPMO uses UCSZ1 UCSZO UCPOL UCSRC 
Figura 27 Registro UCSRC 
Como tercer y último paso se configura el registro UCSRC mostrado en la Figura 27, en el 
cual se tiene el tipo de comunicación, síncrona o asíncrona, paridad, y bits de paro; y 
contiene los siguientes campos: 
Bit 7 - URSEL: Register Select 
Este bit selecciona el acceso a los registros UCSRC o UBRRH. 
42 
Bit 6 - UMSEL: USART Mode Select Tabla 2 
Con este bit se selecciona el tipo de comunicación, síncrona o asíncrona. 
Tabla 2 Tipo de comunicación 
UMSEL Modo 
o Operación asíncrona 
l Operación síncrona 
Bit 5:4 - UPM l :O: Parity Mode Tabla 3 
Estos bits habilitan el tipo de paridad y el chequeo de esta, si se encuentra activada el 
transmisor automáticamente generara y mandara la paridad en con los bits de datos en cada 
trama. 
Tabla 3 Tipo de paridad 
UPMl UPM2 Modo de paridad 
o o Desactivada 
o l Reservado 
l o Activado, paridad impar 
l 1 Activado paridad par 
Bit 3 - USBS: Stop Bit Select Tabla 4 
Este bit selecciona el número de bits de paro que serán mandados por el transmisor. 
Tabla 4 Bits de paro 
USBS Bits de paro 
o 1 Bit 
1 2 Bits 
Bit 2: I - UCSZ 1 :O: Character Size (Tabla 5) 
Los bits UCSZ I :O combinados con los bits de UCSZ2 en el registro UCSRB 
configuran el número de bits de dato usado en las tramas. 
Tabla 5 Tamaño de trama 
UCSZ2 UCSZI ucszo Tamaño 
o o o 5 bits 
o o I 6 bits 
o I o 7 bits 
43 
o 1 1 8 bits 
1 o o Reservado 
l o 1 Reservado 
1 1 o Reservado 
l l l 9 bits 
Bit O - UCPOL: Clock Polarity 
Este bit solo es usado en comunicación síncrona; para comunicación asíncrona 
entonces se deberá escribir un cero en este bit. 
De esta forma queda configurado el modo maestro, para la transmisión que nosotros 
utilizamos, fue una configuración a 9600 bauds, 8 bits de dato, 1 bit de paridad y modo 
asíncrono; en la Figura 28 se muestra un ejemplo de cómo se configura. 
Priner Trama enviada 
B1t que! indica que e~ una d1recci:in lo que se trcnsm1t~. ·1 • d1recc ón. "O" dato 
lfüt·71Bit61Bit S IBiH 1Bit·: 1Bit 21 Bil·t I Bil-01 
Bits de d1remón de esdav:i 
Segunda Tana ~n,·íac!.a 
Bit-7 Bit-6 Bit-5 Bit-4 Eit-3 Bit-2 Bit-1 Bit-O 
Acción é reali;ar poi los esclavcs 
Figura 28 Envío de tramas 
44 
3.3.2 Configuración esclavo 
La configuración de esclavo se lleva acabo de la misma manera que en el maestro 
(velocidad, paridad, tamaño de trama, etc.), bajo los mismos registros y las mismas 
especificaciones, por lo que la diferencia entre estos y el maestro de lleva acabo en la 
recepción, y esto se hace por puro software; la forma de recepción se explica en el 
diagrama de la Figura 29. 
.,/ 
1, '-
\ .. 
/ / 
' ' ' ' ' 1 
/ / 
' ' ' ' / .' 
i ! 
,r ! 
/ ' 
,' / 
' 1 i I 
,' e' 
/ 
'''
! 
1 Recepción en esclavo 
Esclavo co~ dalo 
111cibido con 5U di"ecc:ión : 
Se prende bandera pera 
recepdcln de !leQUnda trama 
JJ 
1 · Se realiza la acción ] 
! 1 
..!,_J. 
Figura 29 Recepción de esclavo 
45 
3.3.3 Forma ele comunicación 
La base de la comunicación modular de nuestro sistema se lleva acabó en 4 pasos 
que se muestran en la figura 30. 
Rilblllt Milestro 
MA)(485 
< Bus ;485 => 
MAX485 
Figura 30 Comunicación RS-485 
l. El maestro envía las tramas de forma USART (TTL). 
2. Se tiene un módulo (MAX485), que convierte de forma USART (TTL), a una 
forma RS-485. 
3. Se transmite a todo el bus RS-485, en donde están conectados todos los esclavos, y 
todos tienen un módulo (MAX485) que convierte de RS-
4. 485 a USART (TTL). 
5. Con las tramas ya en USART (TTL), llega a cada esclavo. 
46 
3.4 Actuador de Luz ON/OFF 
Luz on-off, este actuador es relativamente sencillo de usar, ya que solo cuenta con 
dos estados, activado o apagado, y su funcionamiento es el siguiente: 
J Luz on-off J 
jJ 
El maestro 
envía petición 
para prender 
la luz 
jJ 
Se activa un 
switch hasta 
que se de la 
orden de 
apagar la luz 
jJ 
Se espera para 
nueva orden 
Figura 31 Diagrame del Actuador de Luz 
Se tiene conectado a foco un modulo esclavo, que como se ha mencionado con 
anterioridad, que recibe órdenes de el modulo maestro, cuando este modulo esclavo recibe 
la orden de prender la luz, entonces activa un interruptor (como lo muestra el siguiente 
circuito), que permite el paso de corriente alterna a el foco y después de un tiempo cuando 
recibe la orden de apagar la luz entonces desactiva el interruptor, que corta el paso de 
corriente alterna a el foco, y esto funciona de igual manera de forma constante. 
El interruptor que se utilizó es un optotriac, que se activa mediante un 
microcontrolador, y este optotriac cuando es activado, también activa un tirac, que este es 
el encargado de dejar pasar la corriente por el dispositivo deseado, en este caso la contra 
chapa electrónica. 
Tecnológico de MonterrJ7. ~ Oudad de México 1 
Rihlinh:ar~ 
M1cro-controlador 
Optotriac 
Foco 
(<:")\ ------\u 
1-------.. 
Tnac 
Figura 32 Circuito del Actuador de Luz 
3.5 Actuador de chapa eléctrica. 
+ 
Linea AC 
Contrachapa electrónica, es un dispositivo eléctrico que sirve para permitir o negar el 
abierto o cierre de puertas y tiene las siguientes características: 
Estructura estándar de acero inoxidable. 
Se alimenta con 9-12 Yac. 
Consumo corriente 450mA. 
Fuerza de presión: 800Kg. 
Temperatura de superficie: Alrededor de 20ºC 
Temperatura de operación: -1 OºC a 25ºC 
Función NC (Normalmente cerrado). 
Función de seguridad: Supresor de picos de voltaje 
Modo de apertura: Oscilación de puerta de 90grados 
Adecuado para: puertas de madera, metálicas, contra incendio. 
Peso neto: 0.4 kg. 
Medidas: l 50L x 39.5W x 28H (mm) 
El funcionamiento de este dispositivo es el siguiente: 
48 
Contrachapa electrónica 
Se detecta que 
se necesita abrir 
la puerta 
ll 
Se activa el 
dispositivo dejando 
pasar corriente 
alterna por no mas 
de ocho segundos. 
ll 
Se cierra el 
paso de 
corriente. 
Figura 33 Diagrama del Actuador de la Chapa eléctrica 
Se tiene conectado a la contrachapa un módulo esclavo, que como se ha 
mencionado con anterioridad, que recibe órdenes del módulo maestro, cuando este modulo 
esclavo recibe la orden de abrir la contrachapa electrónica, entonces activa un interruptor 
(como lo muestra el siguiente circuito), que permite el paso de corriente alterna a la 
contrachapa (por no más de 8 s.), y es así como realiza su funcionamiento de abrir la 
contrachapa. 
El interruptor que se utilizó es un optotriac, que se activa mediante un 
microcontrolador, y este optotriac cuando es activado, también activa un triac, que este es 
el encargado de dejar pasar la corriente por el dispositivo deseado, en este caso la contra 
chapa electrónica. 
49 
Contra chapa 
Transformador 
Cptotriac 
M1cro-controtador 
Figura 34 Circuito del Actuador de la chapa eléctrica 
3.6 Actuador Ventilador de 4 Estados. 
Este actuador entra en funcionamiento a partir de corriente alterna, teniendo para la 
variación de velocidades, una conmutación de capacitancia, provocando con lo 
anterior, un aumento o disminución de potencia con lo cual el motor aumenta o 
disminuye su velocidad. 
Switch de 
capacitores 
1 
2 
3 
4 
Switches de 
Dirección 
1 Motor 1 
Figura 33 Esquema general de íuncionamiento de Ventilador 
50 
La variación de potencia se debe al comportamiento que tienen los capacitares al paso 
de corriente alterna, y dependiendo de los valores del capacitar y de frecuencia de la 
corriente, se ajusta el valor de la llamada resistencia del capacitar, llamada la 
"reactancia capacitiva". 
Esta resistencia que presenta el capacitar al paso de la corriente provoca un 
desfasamiento con respecto al voltaje que pasa por el mismo. 
Voltaje // --~~\ 
// \\ 
// . \ \ 
1 I Cornente \ \ 
í I \ \ 
I 
// 
// 
// 
i I 
.~'"~/· 
',/ 
.. \ \ .. 
'\ 
\, ' 
"\\ 
\\ 
\ ' ',' 
Figura 34 Retraso de Corriente con respecto al Voltaje. 
Sabiendo que la potencia se calcula como P=V*I, el resultado entre un desfasamiento 
mayor produce un valor distinto de potencia, y por lo tanto, que el motor del 
ventilador gire a una velocidad distinta. 
Potencia 
., 
Figura 35 Gráfica de Potencia con respecto a un condensador 
Para calcular la potencia que recae en el motor se tiene el siguiente análisis: 
• Se calcula la reactancia capacitiva con la formula 
51 
1 
Xc = 2rrfC 
donde fes la frecuencia de la corriente (60 Hz) y Ces el valor del capacitar. 
• Una vez calculada la reactancia se utiliza la "Ley de Ohm", junto con la formula 
de potencia. 
V= I * Xc 
p = v2 * Xc 
Los valores de capacitares que tiene el circuito es de lu y 2u y el circuito del 
ventilador es el siguiente: 
1u 
" 
s~~,h1 
1 I s . 
1 Motor 1 
/ w1tch 3 
2u Switch 2 
+ 
Linea 120V 60Hz 
Figura 35 Circuito de conmutación de ventilador 
La siguiente tabla muestra como resultan las combinaciones de la conmutación de 
capacitares: 
52 
Estado S1 S2 S3 Capacitancia Circuito 
Velocidad ON ON OF,F 3uF 1u 
e~ 
Switch 1 o 
(apagado) 
~~·i Switch2 
Un~ 120V 601-tz ./ 
Velocidad ON OFF ON luF 1u 
C, 
Sw ilch 1 1 
"-
Switch 2 2u 
Linea 120V 601-tz 
2uF 1u 
"' 
Velocidad OFF ON ON 
C' Switch 1 
2 
Switch 2 2u 
Linea 120V 60Hz 
- -- - ,..,..,.. 
Velocidad ON ON ON 3uF 1u 
e 
Switch 1 3 
Switch 3 
Switch 2 2u 
+ 
Linea 120V 60Hz ..r 
Tabla 6 Comparativo de circuito de conmutación 
53 
3. 7 Actuador de persiana automática 
El manejo de la persiana a través de nuestro sistema, está basado en el uso de un puente H 
conectado a un motor, con lo cual es posible regular tanto el giro como la velocidad de 
bajada y subida de la persiana. 
Para este actuador utilizamos un "Motoreductor", el cual tiene características que ayudan a 
un manejo mucho más sencillo con lógica digital; la primera de las características útiles es 
el requerimiento de alimentación, ya que utiliza 24Vdc. Debido a esto, se puede manipular 
de mejor manera digitalmente, y a su vez, alimentarlo puede abarcar únicamente un 
rectificador de CA-CD, sin embargo, pensando en el enfoque del proyecto, decidimos 
utilizar un convertidor comercial el cual soporta un consumo de corriente de hasta 2A. 
El puente H utilizado es el LN298 cuyas características son: 
• 
• 
• 
• 
• 
Puente H Dual (P 1, pines 1-7; P2, pines 9-15) . 
Vss. Voltaje Lógico de Habilitación (0-SV) . 
Vs. Voltaje de Entrada de Poder (O-SOY) . 
Entradas 1-2, 3-4, de orden de Voltaje Lógico . 
Salida, constante y con señal PWM, de orden de Voltaje de O-SOY . 
1 ~ 
-$- '4 ') 
~ 'I . 
., 
. ) 
~ 
9 
Multlwatt1 S 
! 
! 
6 
5 
4 
-$- j l 
L 
1 ~ 
_J 
CJ 
-.. 
-.. 
l 
CJ 
cu~~EN~ SENStfü A 
OOH'l/1 J 
tNAlllt 6 
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LOG,c SUPPl y VCL r AG[ "~· 
GND 
:t...iFLH' 
SUPPL ., VOL, AGE \\ 
CM.JTPUT 2 
OUTP\JT ! 
Cl./!IRFW SENS!NG A 
Figura 36 Configuración de pines de puente H L298 
54 
Tomando en cuenta las pruebas hechas al Motoreductor, comprobamos que la velocidad 
que toma con corriente continua era adecuada para lo que podría ser la percepción de un 
usuario; por su parte, el consumo de corriente por parte del motor fue de l 30mA aprox. Lo 
anterior, nos llevo a dejar de lado el uso de una señal PWM para controlar la velocidad. De 
esta forma, el circuito quedaría conectado de la siguiente manera: 
l. 
+ 
.,,, ... 
sv 
~1,-+ __ _...._..__. 
Figura 37 Conecciónde J\1icrocontrolador y Puente 11 
55 
56 
Resultados 
Este proyecto desde un princ1p10 fue planeado para cumplir con características que 
rebasaran a otros sistemas dedicados a la automatización y la domótica, con la finalidad de 
arrancar como un producto competitivo, fundamentándolo en la observación hecha a otros 
productos, a los cuales consideramos que les ha hecho falta una renovación de diseño 
tecnológico. A diferencia de otros sistemas de automatización, creemos que en el desarrollo 
de un proyecto de estas características es imprescindible incluir las tecnologías de 
vanguardia y/o las que han demostrado tener éxito entre los aparatos electrónicos de hoy en 
día. Por un lado nos encontramos con la comunicación inalámbrica Wi-Fi, que actualmente 
esta soportada por un gran numero de aparatos electrónicos; a su vez, se ha visto que el 
auge de los dispositivos móviles en los últimos dos años es inmenso, y el desarrollo de 
aplicaciones para los mismos ha crecido a la par. Como complemento a lo anterior, 
partimos de una base alámbrica, la cuál es vigente para el sistema debido a los 
requerimientos siempre son distintos, de este modo, nuestro proyecto puede cubrir un 
mayor número de soluciones. 
4.1 Tabla Comparativa 
A continuación podemos observar de manera mas detallada la comparación con otros 
sistemas: 
Característica 
Aplicaciones 
Móviles 
Ventaja 
., Tiene una interfaz muy agradable y 
fácil de utilizar, es rápida e intuitiva. El 
usuario no tiene que dirigir el sistema 
desde un lugar fijo. Además de lo 
anterior, la importancia que un usuario le 
da a su móvil en la época actual es 
grande. 
Gracias a la estructura de hw y sw que 
tienen los dispositivos móviles, se puede 
lograr la integración de un gran número 
de dispositivos a controlar. 
La ventaja que tiene utilizar dispositivos 
móviles, es que se aprovecha todas las 
grandes características que tienen, en 
57 
Comparativo .,, x 
x Uno de los patrones repetidos en otros 
sistemas de domótica es el de tener un 
centro de mando fijo en un lugar de la casa. 
Un grupo pequeño cuentan con controles 
inalámbricos independientes, fácilesde usar, 
pero que no causan al usuario una sensación 
de importancia. 
Existen casos aislados de uso de 
aplicaciones, sin embargo estos no tienen la 
integración que buscan los sistemas de 
domótica. 
Uso de Wi-Fi 
lugar de desarrollar un control, en lo cual, 
nos hubiera sido muy dificil un aparato 
competitivo, amigable, tecnologíco, etc. 
ti' Esta tecnología esta presente en la 
mayoría de los dispositivos móviles, lo 
cuál respalda la idea de que tendrá un 
tiempo de vigencia grande. Sería 
imposible sacar en este momento del 
mercado tantos aparatos electrónicos que 
soportan y esta dirigidos a esta 
~ecnología. 
x Los otros sistemas raramente cuentan con 
estructura inalámbrica, de este modo, tienen 
una desventaja marcada pues sus sistemas se 
basan en tener instalaciones nuevas o hacer 
cambios en paredes pisos y techos 
Protocolo de ti' El protocolo de comunicación ti' Otros sistemas cuentan también con 
Com. Alámbrica alámbrica desarrollado para este sistema protocolos alámbricos. Esta característica es 
tiene como características principales la la más fuerte que tienen los competidores 
inmunidad a cualquier tipo de ruido, así 
Infraestructura 
Híbrida 
Modularización 
t.,.... ~ w 
Nicho de 
Mercado en 
como aventaja por ser una comunicación 
segur~ma intrusiones ~externas de paquetes. 
ti' Esta característica no solo hace 
competitivo el sistema, sino que supera a 
los competidores por la facilidad de dar 
soluciones tanto a casas en construcción, 
como a aquellas en las que el cliente no 
quiere realizar cambios a su casa. De esta 
forma, el sistema es adaptable a las 
necesidades del cliente. 
El sistema propuesto, garantiza la 
adaptación de módulos alámbricos e 
inalámbricos totalmente compatibles 
entre sí. 
' 
,,, Permite una escalabilidad natural sin 
dañar la estructura instalada si es que esta 
existe; de lo contrario prevé futuras 
incorporaciones de nuevos objetos a 
controlar. 
Los módulos son adaptables y 
compatibles entre sí. Su uso es escalable 
100%, ya sea para integrar, como para 
retirar módulos. 
,e En cuanto a los otros sistemas, no 
compiten en esta característica; no tienen 
infraestructura inalámbrica, por lo tanto, no 
pueden ofrecer una solución híbrida. 
ti'>< Existen sistemas, aunque no todos lo 
son, adaptables a nuevos actuadores a 
automatizar. Sin embargo, muchos de ellos 
tienen que cambiar de sistema, cambiando el 
control maestro para poder integrar los 
nuevos elementos. 
"' En el mercado se encuentran otros x En México existe un vacío de grande en 
sistemas del extranjero, pero no tienen el desarrollo de tecnología, y a pesar de que 
58 
México una gran demanda debido a sus altos 
costos, Jo que los coloca como producto 
de clase A. Por lo tanto es un mercado a 
bastante grande que podemos explotar 
habrá ya en el país gente desarrollando para 
la automatización, no existe un producto 
mexicano listo para implementarse. 
Tabla 7 Ventajas del sistema vs estado del arte 
4.2 Aspecto Económico 
Económicamente hablando, la tecnología resulta muy costosa debido a que son pocos los 
que tienen acceso a ella, como pocos los que la conocen más a profundidad y la pueden 
desarrollar. Este aspecto sabemos que la se pueden realizar productos de calidad de bajo 
costo, los cuales en ocasiones aumentan su valor en gran cantidad. 
Es por lo anterior que pensamos llevar nuestro sistema a costos en donde no solo la clase A 
sea la única en tener acceso a ella. Pretendemos abaratar los costos, de tal manera que 
pueda ser un producto muy vendido de menor costo, en lugar de un producto poco vendido 
de alto costo. Lo anterior se puede representar con la analogía de una "Piramide de Costos" 
como Jo indica la siguiente figura: 
Producto Costoso. 1 Vent::u 
A . 
Figura 38 Traingulo de costo 
En un futuro, con mayor capacidad de tiempo e inversión se podrá buscar componentes que 
abaraten el costo del producto, sin reducir la calidad del mismo. 
59 
4.3 Costos Unitarios 
Realizamos un análisis económico basándonos en condiciones de una familia promedio y 
obtuvimos los costos que tendría el sistema sin mano de obra. 
persianas 
puenas 
luces 
ventilador 
microcontrolador 
rabblt 
inalámbñt4 · , il "' 
1, 
Tabla 8 Precio unitario del Sistema 
mstoc/u · 
7 $600.00 
9 $ 700.00 
21 $ 70.00 
$700 .. 00 
$ 30.00 
$800.00 
Los costos que tuvimos en el desarrollo de este proyecto por actuador son los siguientes 
4.3.1. Módulo Maestro 
Componente 
4.3.2. Módulo Esclavo 
4.3.2.1 Persiana 
Componente 
Módulo Módulo Costo 
Alámbrico Inalámbrico 
Tabla 9 Costo módulo maestro 
Módulo Módulo Costo 
Alámbrico Inalámbrico 
60 
Voltaje 
Motor-Reductor 
Persiana 
4.3.2.2 Chapa Eléctrica 
Componente 
,/ ,/ 
Tabla 10 Costo módulo persiana 
Módulo Módulo 
Alámbrico Inalámbrico 
,/ 
,/ ,/ 
Tabla 11 Costo módulo chapa eléctrica 
4.3.2.3 Luz 
Componente 
Rabbit 
Microcontrolador 
Componentes de 
Potencia 
Cargador de 
Voltaje 
Foco 
4.3.2.3 Ventilador 
Componente 
Módulo Módulo 
Alámbrico Inalámbrico 
,/ 
./ ,/ 
,/ ,/ 
Tabla 12 Costo módulo luz 
Módulo Módulo 
Alámbrico Inalámbrico 
,/ 
,/ 
,/ 
Tabla 13 Costo módulo ventilador 
61 
$ 80 
$600 
Costo 
$ 150 
$ 450 
$ 80 
Costo 
$ 800 
$ 70 
$ 60 
$ 150 
Costo 
$ 800 
$ 70 
$ 90 
$ 150 
$ 700 
Planes a futuro. 
Diseñar un modelo de seguridad para los módulos inalámbricos que permita la 
autenticación de las aplicaciones de los usuarios para proteger los sistemas de instrucciones 
no deseadas o de intrusiones. 
Sincronizar todas las aplicaciones móviles por medio de base de datos centralizada 
para que al momento de que las aplicaciones entren en la red, reciban todas las 
notificaciones y actualizaciones de los cambios en el sistema. 
Desarrollar las aplicaciones para otros sistemas operativos móviles, tales como 
Windows Mobile y Android. 
Generar un plan de negocios que nos permite explotar la oportunidad y empezar una 
empresa con las cual podamos ofrecer nuestro proyecto como un servicio o producto. 
Conclusiones 
Al final se tuvo la oportunidad de desarrollar un sistema que integrara muchos campos de la 
electrónica, tanto la digital como la analógica tiene su parte en el desarrollo de este 
proyecto. La digital para comunicaciones y control de los componentes y la análoga para 
alimentar nuestros circuitos y diseños. 
También se trabajó con el diseño e implementación de sistemas embebidos que 
pudieran estar de acuerdo a las necesidades requeridas, integrando elementos de varios 
componentes como la comunicación Wi-Fi en uno de ellos, la generc1ción de pulsos PWM 
en otro y comunicación serial para terminar de integrar el sistema. 
Como proyecto a futuro ofrece una variedad de posibilidades, ya que con el 
seguimiento adecuado puede llegar a convertirse en un producto final y funcional, que 
además presente un servicio accesible a las personas y por lo tanto sea competitivo en el 
mercado. Dando la oportunidad de más desarrollo y ampliando la cantidad de servicios que 
puede ofrecer. 
62 
Bibliografía 
[ l] LARESTEL, Viviendas y edificación inteligentes. [Fecha de consulta: 25 abril 
20 I I] Disponible en: http://www.lar(!SJ(!Les/ 
[2] Domótica Home Automation. CARDIO, Secant Sudamérica. [Fecha de consulta: 25 
abril 20 I 1] Disponible en: http://www.secant.cl/index2.htm. 
[3] Apple's App Store- Downloads Top I O Billion. [Fecha de consulta: 25 abril 2011] 
Disponible en http://www.apple.cgm/pr/library/2QlJ/Q l/22appst9r(!,ht111L 
[4] AppStore. Wikipedia, the Free Encyclopedia. [Fecha de consulta: 25 abil 2011] 
Disponible en http:/ /e11.wikipedia.org/wjki/ App_Store#cite_ref-ll~fer~Q~~f\_2-3. 
[5] Atmel Corporation. (8 de Agosto de 2007). Atmega 644. Recuperado el 28 de 
Agosto de 2010, de Atmcl Corporation lndustry Leader int the Desing and Manufacture 
of Advances Semiconductors: http://www.atmel.com/ 
[6] Atmel Corporation. (25 de Mayo de 2009). ATmega/6. Recuperado el 28 de Agosto 
de 201 O,