TítuloDiseño de un sistema de seguridad con control remoto

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(1)UNIVERSIDADE DA CORUÑA ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA Grado en Ingenierı́a Electrónica Industrial y Automática. TRABAJO DE FIN DE GRADO. TFG No :. 770G01A85. TÍTULO:. DISEÑO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD CON CONTROL REMOTO. AUTOR:. DAVID MANUEL CASTRO MORLÁN. TUTOR:. JUAN MANUEL RIVAS RODRÍGUEZ. FECHA:. SEPTIEMBRE DE 2015. Fdo.: EL AUTOR. Fdo.: EL TUTOR.

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(3) TÍTULO:. DISEÑO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD CON CONTROL REMOTO. ÍNDICE GENERAL. PETICIONARIO: ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA AVDA. 19 DE FEBREIRO, S/N 15405 - FERROL. FECHA:. AUTOR:. SEPTIEMBRE DE 2015. EL ALUMNO. Fdo.: DAVID MANUEL CASTRO MORLÁN.

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(5) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Contenidos del PFG ÍNDICE GENERAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1. Contenidos del PFG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. Índice de figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7. Índice de tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9. Índice de códigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11. MEMORIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13. Índice de la memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15. 1. Objeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17. 2. Alcance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19. 3. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21. 4. Normas y referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25. 4.1. Disposiciones legales y normas aplicadas . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25. 4.2. Programas de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26. 4.3. Otras referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26. 5. Definiciones y abreviaturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27. 6. Requisitos de diseño. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29. 7. Análisis de las soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31. 7.1. Tipos de placas Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32. 7.2. Arduino Mega 2560 REV3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33. 7.3. Ethernet shield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 7.4. Módulo GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37. 7.4.1 Cambios a realizar para conectar el módulo GSM a un Arduino MEGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38. 7.4.2 Cambios a realizar para compatibilidad entre los módulos ethernet y GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39. 7.4.3 Cambios a realizar realizar para que el módulo GSM se encienda. 7.5. al recibir alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40. 7.4.4 Cambios a realizar en caso de sustitución de tarjeta SIM . . . . .. 40. Display LCD y teclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41. SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 3.

(6) E.U.P.. 7.6. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43. 7.6.1 Sensor de temperatura y humedad . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44. 7.6.2 Sensor de efecto Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 7.6.3 Sensor de vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 7.6.4 Sensor de presencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46. 7.6.5 Sensor de llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47. Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48. Resultados finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49. 8.1. Funcionamiento del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50. 8.2. Ajustes del menú de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 51. 8.3. Librerı́as y variables utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56. ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57. Índice de los anexos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59. Documentación de partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61. 7.7 8. 9. 10 Cálculos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 65. 11 Código fuente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67. 12 Posibles mejoras a realizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 89. PLANOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 91. Índice de los Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 93. Plano de conexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 95. Vista de la maqueta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 97. Plano de la base inferior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 99. Plano de la pieza superior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Plano de la pieza posterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Plano de la pieza frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Plano del lateral de los sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Plano del lateral vacı́o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Plano de la puerta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 PLIEGO DE CONDICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Índice del pliego de condiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 13 Especificaciones de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 14 Pruebas de verificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 14.1 Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 14.2 Módulo ethernet y módulo GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 14.3 Teclado y LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 14.4 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 15 Condiciones de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 4.

(7) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. 16 Guı́a de implementación. TFG No : 770G01A85. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123. 16.1 Instalación del software Arduino IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 16.2 Montaje de los módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 16.3 Montaje de la placa de LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 16.4 Montaje final de la maqueta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 ESTADO DE MEDICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Índice del estado de mediciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 17 Dispositivos del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 18 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 19 Fungibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 PRESUPUESTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Índice del presupuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 20 Presupuesto de los materiales utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 20.1 Presupuesto de dispositivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153. 20.2 Presupuesto de sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 20.3 Presupuesto de fungibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 21 Presupuesto de recursos humanos 22 Presupuesto final. SEPTIEMBRE 2015. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159. ÍNDICE GENERAL. 5.

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(9) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Índice de figuras 7.1.0.1. Tabla comparativa de algunos microcontroladores Arduino . . . . .. 33. 7.2.0.2. Arduino Mega . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34. 7.3.0.3. Shield de ethernet de Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 7.4.0.4. Shield GSM de Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37. 7.4.1.1. Ajustes del módulo GSM. 39. 7.4.3.1. Puente necesario para que el módulo GSM se encienda al recibir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40. 7.5.0.1. LCD de 16x2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41. 7.5.0.2. Módulo I2C montado en el reverso del LCD . . . . . . . . . . . . .. 41. 7.6.1.1. Módulo DHT11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44. 7.6.2.1. Módulo sensor de efecto Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 7.6.3.1. Módulo sensor de vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46. 7.6.4.1. Sensor PIR HC-SR501. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46. 7.6.5.1. Sensor de llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47. 8.1.0.1. Diagrama de flujo del funcionamiento del sistema . . . . . . . . . .. 50. 8.2.0.2. Diagrama de flujo del funcionamiento menú . . . . . . . . . . . . .. 52. 8.2.0.3. Pantalla principal del display. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53. 8.2.0.4. Menú para activar o desactivar la alarma . . . . . . . . . . . . . .. 53. 8.2.0.5. Menú para cambiar el numero pin . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54. 8.2.0.6. Menú para cambiar el numero al que el sistema manda el aviso cuando salta la alarma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54. 8.2.0.7. Pagina diseñada para realizar el control remoto del sistema . . . .. 55. 16.1.0.1. Página oficial de Arduino en la sección de descargas . . . . . . . 123. 16.1.0.2. Carpeta “Drivers” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124. 16.1.0.3. Ejecutable de Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124. 16.1.0.4. Carpeta “Libraries” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125. 16.2.0.5. Montaje de los tres módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125. 16.3.0.6. Placa de LEDs por delante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126. 16.3.0.7. Placa de LEDs por detrás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127. SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 7.

(10) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. 16.4.0.8. Base y tapa (de delante hacia atrás) . . . . . . . . . . . . . . . . . 128. 16.4.0.9. Laterales posterior y frontal (de izquierda a derecha) . . . . . . . . 129. 16.4.0.10 Lateral vacı́o y de sensores (de izquierda a derecha) . . . . . . . . 129 16.4.0.11 Colocación de las tuercas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 16.4.0.12 Lateral posterior montado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 16.4.0.13 Lateral posterior y el de sensores montados . . . . . . . . . . . . . 131 16.4.0.14 Los tres sensores del lateral montados . . . . . . . . . . . . . . . . 131 16.4.0.15 Los sensores desde el exterior de la maqueta . . . . . . . . . . . . 132 16.4.0.16 Colocación de los dos módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 16.4.0.17 Conexiones de los cables que se utilizarán y del LCD . . . . . . . 133 16.4.0.18 Los tres módulos montados con todas sus conexiones realizadas. 133. 16.4.0.19 Primeras conexiones de la placa de LEDs . . . . . . . . . . . . . . 134 16.4.0.20 Sensor de efecto Hall y el imán colocados en su sitio . . . . . . . . 134 16.4.0.21 Sonda de temperatura colocada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 16.4.0.22 Componentes del frontal cableados . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 16.4.0.23 Frontal montado en la maqueta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 16.4.0.24 Los cuatro laterales montados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 16.4.0.25 Los componentes que van sobre la tapa montados . . . . . . . . . 137 16.4.0.26 Maqueta montada vista desde atrás . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 16.4.0.27 Maqueta montada vista desde delante . . . . . . . . . . . . . . . . 138. SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 8.

(11) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Índice de tablas 7.2.0.1. Caracterı́sticas principales del Arduino Mega . . . . . . . . . . . . .. 34. 17.0.0.1 Lista de dispositivos del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 18.0.0.1 Lista de sensores utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 19.0.0.1 Lista de componentes electrónicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 20.1.0.1 Presupuesto de dispositivos del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . 153 20.2.0.2 Presupuesto de los sensores utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . 154 20.3.0.3 Presupuesto de componentes electrónicos . . . . . . . . . . . . . . 155 21.0.0.1 Presupuesto de recursos humanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 22.0.0.1 Presupuesto final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159. SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 9.

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(13) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Índice de códigos 7.1. Configuración del tipo de conexión del módulo de ethernet . . . . . . .. 36. 8.1. Librerias necesarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56. 8.2. Entradas y salidas utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56. 11.1 Bloque principal del codigo fuente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67. 11.2 Menú . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79. 11.3 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 81. 11.4 Selección de SMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83. 11.5 Codificación del teclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84. SEPTIEMBRE 2015. ÍNDICE GENERAL. 11.

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(15) TÍTULO:. DISEÑO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD CON CONTROL REMOTO. MEMORIA. PETICIONARIO: ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA AVDA. 19 DE FEBREIRO, S/N 15405 - FERROL. FECHA:. AUTOR:. SEPTIEMBRE DE 2015. EL ALUMNO. Fdo.: DAVID MANUEL CASTRO MORLÁN.

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(17) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Índice de la memoria. 1 Objeto. 17. 2 Alcance. 19. 3 Antecedentes. 21. 4 Normas y referencias. 25. 4.1 Disposiciones legales y normas aplicadas . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25. 4.2 Programas de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26. 4.3 Otras referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26. 5 Definiciones y abreviaturas. 27. 6 Requisitos de diseño. 29. 7 Análisis de las soluciones. 31. 7.1 Tipos de placas Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32. 7.2 Arduino Mega 2560 REV3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33. 7.3 Ethernet shield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 7.4 Módulo GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37. 7.4.1 Cambios a realizar para conectar el módulo GSM a un Arduino MEGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38. 7.4.2 Cambios a realizar para compatibilidad entre los módulos ethernet y GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39. 7.4.3 Cambios a realizar realizar para que el módulo GSM se encienda al recibir alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40. 7.4.4 Cambios a realizar en caso de sustitución de tarjeta SIM . . . . .. 40. 7.5 Display LCD y teclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41. 7.6 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43. 7.6.1 Sensor de temperatura y humedad . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44. 7.6.2 Sensor de efecto Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 7.6.3 Sensor de vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 7.6.4 Sensor de presencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46. 7.6.5 Sensor de llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47. 7.7 Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 15.

(18) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. 8 Resultados finales. 49. 8.1 Funcionamiento del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50. 8.2 Ajustes del menú de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 51. 8.3 Librerı́as y variables utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 16.

(19) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 1 Objeto El objeto de este proyecto es el diseño de un sistema de seguridad al cual se pueda acceder remotamente para consultar el estado de sensores o controlar diferentes tipos de actuadores. Además de esto el sistema tendrá que ser capaz de avisar al usuario cuando tenga lugar alguna incidencia. Estos sistemas de seguridad son usados en viviendas y también en un ámbito industrial, gracias a su gran flexibilidad y sus numerosas posibilidades. El proyecto estará basado en la plataforma Arduino. También se implementará una pequeña maqueta con la cual se podrá ver gráficamente el funcionamiento básico del sistema.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 17.

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(21) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 2 Alcance Lo que se va a poder ver en este proyecto es el diseño, programación e implementación de un prototipo de sistema de seguridad. Este prototipo intentará asemejarse a un sistema de seguridad real de los que se instalan hoy en dı́a. Para esto se instalarán en la maqueta final algunos sensores de diferentes tipos a modo de muestra de las posibilidades que existen en el mercado.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 19.

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(23) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 3 Antecedentes Hay demasiadas variaciones dentro de los sistemas de seguridad, lo que hace casi imposible intentar definir lo que serı́a uno estándar. Como norma general los sistemas de seguridad tienen como finalidad ayudar a evitar o responder a todo tipo de incidentes que ocurran en nuestra vivienda. Estos incidentes podrı́an ser, por ejemplo, cualquier averı́a técnica, un incendio, un intrusismo, diferentes tipos de sabotajes y muchos más tipos de emergencias. Es difı́cil situar en la historia la aparición de los sistemas de seguridad de una forma exacta, pero se podrı́a hablar de que a lo largo de la década de los 70 es cuando se empiezan a conocer las primeras empresas que los instalan. Los sistemas de seguridad siempre han estado muy ligados a la domótica, que se puede definir como la automatización de la vivienda. La mayor evolución que vivieron estos sistemas fue en la década de los 90 y finales de los 80. Fue ahı́ cuando se empezaron a instalar en los edificios un cableado estructurado que facilita la implementación de estos sistemas. Otro gran avance tuvo lugar con la gran expansión de internet vivida en los 90, con la cual se consiguió aún más facilitar la instalación de los sistemas gracias a que se pudieron conectar distintos dispositivos sin tener que cablearlos, lo que conlleva un ahorro notable y un incremento en la flexibilidad de las instalaciones. La mayorı́a de las empresas que diseñan sistemas de seguridad o componentes para estos sistemas se encuentran en Alemania. Es en este paı́s donde se realiza uno de los primeros intentos de clasificar los distintos sistemas de seguridad que existen: Sistemas antirrobo o (EMA por sus siglas en alemán). Sistemas de aviso de peligros (GMA). Sistemas antiatraco o sistemas anti intrusiones (ÜMA). SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 21.

(24) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. La mayorı́a de los sistemas de seguridad tienen varios elementos en común, sı́ es verdad que dentro de cada uno de estos elementos las posibilidades son casi infinitas y todo va a depender del grado de vigilancia que queramos llevar a cabo o el presupuesto que tengamos para implementar nuestro sistema. Estos dos aspectos van ligados en la mayorı́a de los casos, ası́ cuanto más eficaz y más preciso sea un elemento, más caro será. 1. Sensores Los sensores son dispositivos electrónicos pasivos. Con ellos podemos captar información del medio y según esta avisar al sistema de control. Hay muchos tipos de sensores, temperatura, humedad, vibración, presencia de gas, presencia de llama, detectores de presencia, de ruido, etc. Dentro de cada tipo de sensor también hay diferentes tipos de elementos que logran realizar su trabajo con principios diferentes, por ejemplo, existen detectores de presencia que detectan movimiento por medio de detección de ondas infrarrojas, son conocidos como PIR (pasivos infrarrojos). Otro tipo de detector de presencia son los conocidos como sensores activos que se basan en la inyección de luz, microondas o sonido al medio y detectan si se produce alguna variación. También existen los sensores de presencia volumétricos, que miden el volumen de aire de un espacio cerrado y lo comparan periódicamente, si se produce una variación se dispara el sensor. En la mayorı́a de los sensores existe un grado de ajuste de la sensibilidad, lo que nos permite cierta flexibilidad a la hora de fijar el momento en que se dispararı́an. 2. Central o unidad de control Es el elemento que funciona como el cerebro del sistema. En él podemos realizar la codificación oportuna para configurar los niveles en los que se dispararı́an los avisos de los sensores, ası́ como también las medidas que se tomarı́an en caso de que eso se diera. Estas medidas van desde la activación de actuadores (cerrado de puertas o persianas, encendido o apagado de luces o hacer sonar una alarma) o envı́o de sms al propietario o llamadas al servicio de emergencias. Estos elementos van conectados a la red eléctrica pero están pensados para disponer de una fuente auxiliar de energı́a con la cual pueda seguir funcionando en caso de que se corte la electricidad. Existen varios tipos de sistemas auxiliares de suministro de energı́a que van desde baterı́as externas tipo LiPo o elementos más complejos como son los sistemas SAI (sistema de alimentación ininterrumpida). SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 22.

(25) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Los tipos de sistemas unidades de control van desde los microcontroladores hasta los autómatas. En este proyecto se va a utilizar un Arduino Mega que es una placa microcontrolador que utiliza un chip ATmega 2560, todas las caracterı́sticas de este microcontrolador están recogidas más adelante en la tabla(7.2.0.1). 3. Actuadores Estos elementos son los que gobernamos desde la unidad de control, ası́ en el caso de que se dispare un sensor de presencia dentro de nuestra casa podamos actuar, por ejemplo, sobre un relé y activar una sirena o encender las luces. Los actuadores más comunes son relés como comentamos en el ejemplo anterior. Por medio de estos, podemos activar cualquier otro elemento. Los actuadores son los que proporcionan enlace a la unidad de control con el medio. 4. Interfaz de control Por último, otro elemento que tienen en común la mayorı́a de los sistemas de seguridad es con el que podemos realizar cambios en nuestro sistema. Estos cambios van desde la activación y desactivación de la alarma, hasta el cambio del número de teléfono al que se manda el aviso de que se ha disparado la alarma, por ejemplo. Existen varios tipos de interfaces, el más común es el teclado con display que suele estar cerca de la puerta de salida para facilitar la salida del perı́metro vigilado después del encendido de la alarma. Por otro lado, la mayorı́a de los sistemas tienen la posibilidad de cambiar este periodo de cortesı́a. Otro tipo de interfaz de control es el remoto, que puede estar implementado por ejemplo sobre una página de internet. Para acceder a esta página lo tenemos que hacer desde nuestro router, por lo que tenemos que tener conectada nuestra unidad de control al mismo, ya sea fı́sicamente o por señal wifi. Para este proyecto se implementaron estos dos tipos de interfaces. El primero estarı́a pensado para colocarse detrás de la puerta de entrada y da la posibilidad de encender la alarma por medio de un número pin, modificar el teléfono al que se enviará el aviso de activación de alarma o modificar el número pin. También se implementó una página programada en html a la cual se accede a través del router con la ayuda de un módulo ethernet. En esta página se pueden consultar el estado de los sensores y la alarma, ası́ como también encender o apagar la alarma o también rearmar los sensores. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 23.

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(27) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 4 Normas y referencias 4.1.. Disposiciones legales y normas aplicadas. Las leyes y reglas que se siguieron para la realización de este proyecto se pueden dividir en dos bloques. 1. Normativa de la Escuela Universitaria Politécnica relacionada con los trabajos de fin de grado. Reglamento del trabajo de fin de grado para la Escuela Universitaria Politécnica de Ferrol. UNE-EN-ISO 216. ((Papel de escritura y ciertos tipos de impresos. Formatos acabados, series A y B)). UNE 82100. ((Magnitudes y unidades (partes de 0 a 13))). UNE 50132. ((Numeración de las divisiones y subdivisiones en los documentos escritos)). 2. Normativa que se siguió a la hora de realizar planos y diseño en 3d. UNE 1027. Dibujo Técnico. Plegado de planos. UNE 1032. Dibujos Técnicos. Principios generales de representación. UNE EN ISO 7200. Documentación técnica de productos. Campos de datos en bloques de tı́tulos y en cabeceras de documentos. UNE 1039. Dibujos Técnicos. Acotación. Principios generales, definiciones, métodos de ejecución e indicaciones especiales. UNE 1135. Dibujos Técnicos. Lista de elementos. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 25.

(28) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. UNE-EN-ISO 3098-0. Documentación técnica de productos. Escritura. Requisitos generales. (ISO 3098-0:1997). UNE-EN-ISO 5455. Dibujos Técnicos. Escalas. (ISO 5455:1979).. 4.2.. Programas de cálculo. Para la realización de este proyecto se utilizaron varios programas diferentes. Ninguno de estos programas es de cálculo expresamente, si no que son de programación o de diseño. Arduino IDE 1.6.6. Solid Edge ST5. AutoCAD 2011. LaTeX. Fritzing v.0.9.2b. También se utilizó un editor html online CK-Editor 3.4 (Clasic edition) cuyo enlace es http://www.quackit.com/html/html editors/ck editor classic.cfm.. 4.3.. Otras referencias https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage http://www.educachip.com/arduino-ethernet-shield/ http://www.tuelectronica.es/tutoriales/arduino/arduino-ethernet-shield.html http://www.ajpdsoft.com/modules.php?name=News&file=article&sid=627 https://startingelectronics.org/tutorials/arduino/ethernet-shield-web-server-tutorial/webserver-read-switch/ https://es.wikipedia.org/wiki/Arduino. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 26.

(29) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 5 Definiciones y abreviaturas En este apartado enumeraremos las abreviaciones y su significado que hemos utilizado en el proyecto. TFG: Trabajo de fin de grado. EUP: Escuela Universitaria Politécnica. IDE: Integrated Development Environment, ambiente o entorno de desarrollo integrado. Sketch: De esta forma se denominan a los programas realizados con Arduino IDE. USB: Universal Serial Bus, bus serie universal. LCD: Lyquid Crystal Display, pantalla de cristal lı́quido. I2C: Inter-Integrated Circuit, circuitos inter-integrados. Open Source: Código abierto. Shield: Escudo, ası́ se denominan a los módulos que se instalan al Arduino para realizar tareas especı́ficas. GSM: Sistema global para comunicaciones móviles. E/S: Entradas y salidas. Estas pueden ser digitales o analógicas. LED: Siglas de ((light emitter diode)). Se denominan ası́ a los diodos que emiten luz.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 27.

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(31) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 6 Requisitos de diseño Los requisitos fijados previamente a la realización del proyecto los podemos resumir en la siguiente lista: El proyecto estará basado en el software y hardware de Arduino. Tendrá que incluir diferentes tipos de sensores, intrusión, incendio, etc. Tendrá que ser capaz de identificar qué tipo de sensor y en qué sector se ha disparado. El sistema debe poder ser desactivado mediante una entrada temporizada por medio de un teclado o de manera remota. Una vez activada la alarma el sistema deberá mandar un aviso utilizando las redes de telecomunicación. Se deberá incluir un menú tipo y tendrá que ser visualizado en un LCD. Este menú se controlará con el teclado.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 29.

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(33) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 7 Análisis de las soluciones En este capı́tulo se verá un explicación detallada de cuáles son los componentes que forman nuestro proyecto. Ası́ mismo, también se recogen explicaciones de por qué se escogieron esos componentes frente a otras posibilidades. Los componentes que se utilizaron fueron los siguientes: Placa Arduino. Módulo ethernet. Módulo GSM. Display LCD y teclado. Sensores. Actuadores.. Para empezar a ver los componentes utilizados lo primero que se estudió fue la placa Arduino que más se adaptaba a las necesidades del proyecto. Una vez escogida esta placa ya se pudo pasar a comprobar las compatibilidades con los módulos ethernet y GSM. A continuación se incluye una breve explicación de qué es la plataforma Arduino y sus productos, ası́ como la descripción de los que al final se usaron para realizar el proyecto.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 31.

(34) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Arduino es una plataforma de hardware libre u open source. Se basa en un microcontrolador montado sobre una placa de entrenamiento o desarrollo, la cual está diseñada para facilitar el trabajo en pequeños proyectos de electrónica. Al tratarse de un elemento con hardware libre se puede montar a mano comprando los componentes o se pueden comprar directamente a los distribuidores. Actualmente existen muchas versiones no oficiales de Arduino que suelen ser mucho más económicas. También está claro que estas versiones no siempre ofrecen la misma fiabilidad que las oficiales, debido a esto, este proyecto se centrará exclusivamente en hardware oficial de Arduino.. 7.1.. Tipos de placas Arduino. Arduino dispone de más de veinte placas diferentes con las cuales se pueden realizar todo tipo de proyectos. Cada placa tiene unas caracterı́sticas determinadas, las cuales hay que estudiar bien antes de elegir cuál es la más apropiada para cada tipo de proyecto. Los diferentes tipos de caracterı́sticas más importantes a tener en cuenta a la hora de seleccionar una placa son: Tensión de alimentación. Frecuencia de reloj interno de la placa. Número de e/s analógicas o digitales que dispone la placa. Tamaño de la memoria. Compatibilidad con las shields. A parte de estas caracterı́sticas hay otras que son más especı́ficas como por ejemplo las salidas PWM, el número de interrupciones que posee o el número de pines que dispone para realizar comunicación I2C.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 32.

(35) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. En la siguiente imagen se puede observar una tabla comparativa de las diferentes placas y sus principales caracterı́sticas.. Figura 7.1.0.1 – Tabla comparativa de algunos microcontroladores Arduino. Para este proyecto se optó por el Arduino Mega 2560, básicamente por el número de e/s que dispone. Con esto se buscó otorgar al proyecto la posibilidad de ser ampliado, instalando más sensores o actuadores.. 7.2.. Arduino Mega 2560 REV3. El Arduino mega es un microcontrolador que está basado en el ATmega2560 como ya se comentó anteriormente. Es el módulo más potente que tiene Arduino ahora mismo. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 33.

(36) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Figura 7.2.0.2 – Arduino Mega. Las principales caracterı́sticas se pueden observar en la imagen anterior, a modo de resumen quedan recogidas en la siguiente tabla.. Microcontrolador. ATmega2560. Tensión de trabajo. 5v. Tensión de entrada (Recomendada) Tensión de entrada (Lı́mites). 7v a 12v 6v a 20v 54 (de los cuales 15 pueden. E/S digitales. otorgar señal PWM). Entradas analógicas. 16. Corriente continua en E/S. 20 mA. Corriente continua en el pin de 3.3v. 50 mA. Memoria flash. 256 KB. SRAM. 8 KB. EEPROM. 4 KB. Frecuencia de oscilación del reloj. 16 MHz. Longitud. 101.52 mm. Ancho. 53.3 mm. Peso. 37 g Tabla 7.2.0.1 – Caracterı́sticas principales del Arduino Mega. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 34.

(37) E.U.P.. 7.3.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Ethernet shield. Este es el módulo que se utilizará para acceder remotamente al control y supervisión del sistema. El módulo estará conectado al router y se accederá a él con la dirección IP del router. Para poder hacer esto habrá que asignarle un puerto concreto y entrar en la configuración del router para abrirlo, esta configuración se verá a continuación.. Figura 7.3.0.3 – Shield de ethernet de Arduino. Las caracterı́sticas generales del módulo de ethernet son: La tensión de funcionamiento es de 5 v que sacará directamente del Arduino. Tiene un controlador de ethernet W5100 con un buffer interno de 16K. Velocidad de conexión de 10 Mb/s o de 100 Mb/s. Conexión con la placa Arduino por medio del puerto SPI. Existen dos maneras de comunicarse con el módulo ethernet. 1. Conexión local: El módulo permite una conexión local asignándole una dirección IP fija, de este modo no es necesario realizar ninguna configuración en el router, bastarı́a con tener el módulo conectado a un PC y el PC estar conectado a un router de forma inalámbrica por ejemplo. En este caso serı́a necesario comprobar la dirección IP del “Adaptador de ethernet de área local” del PC y asignarle al módulo una que se encuentre libre y sea cercana a esta misma. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 35.

(38) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Esta configuración es la que se usó para realizar las pruebas necesarias para la realización del proyecto. 2. Conexión remota: Esta conexión es la que utilizan los sistemas de seguridad de este tipo. Esta conexión necesita que el módulo esté conectado al router y le tengamos asignada, ademas de una dirección IP, una puerta de enlace con el mismo router. También es necesario que se configure el router de tal modo que el puerto permanezca abierto cuando se solicite acceso desde esa dirección IP. Esto se puede configurar dentro de las opciones del router. En el segmento de código siguiente se puede observar los cambios necesarios para configurar los dos tipos de conexiones. Código 7.1: Configuración del tipo de conexión del módulo de ethernet. 1. / / D i r e c c i ó n MAC d e l m ódulo E t h e r n e t. 2. b y t e mac [ ] = { 0xDE , 0xAD , 0xBE , 0xEF , 0xFE , 0xED. 3 4. };. 5 6. / / Esta es l a d i r e c c i ó n que se l e asigna. 7. / / a l m ódulo para comunicarse de forma l o c a l. 8 9. IPAddress i p (169 ,254 ,250 ,150) ;. 10 11. / / Estas son l a s dos l i n e a s n e c e s a r i a s para r e a l i z a r. 12. / / una conexi ón remota. 13 14. / / IPAddress i p ( 1 9 2 , 1 6 8 , 0 , 8 7 ) ;. 15. / / IPAddress GateWay ( 1 9 2 , 1 6 8 , 0 , 1 ) ;. 16 17. EthernetServer server (80) ;. Este módulo dispone de una ranura para acoplarle una tarjeta SD que puede ser usada para almacenar archivos. En este proyecto no es necesario su uso. Los pines del Arduino que utiliza este módulo para funcionar son: Pin 10: Lo utiliza para comunicarse con el W5100, por lo que no lo podremos usar en el proyecto. Pin 4: Este pin lo utiliza para la tarjeta SD, ası́ que lo podremos usar sin problemas. Pines 50, 51, 52: Son los que se utilizan para la comunicación entre el módulo y el Arduino. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 36.

(39) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Por último, el módulo de ethernet posee varios LEDs que sirven para conocer en qué estado se encuentra. PWR: Este LED se enciende cuando el módulo está alimentado. RX: Parpadea cuando recibe datos. TX: Parpadea cuando envı́a datos. LINK: Indica la presencia de una conexión a la red y parpadea cuando envı́a o recibe datos. 100M: Se enciende cuando detecta una red de 100 MB/s y se mantiene apagado si la red es de 10 Mb/s.. 7.4.. Módulo GSM. El módulo GSM está basado en el chip Quectel M10. El M10 dispone tanto de conexión GSM como de conexión GPRS con lo que además de realizar o recibir llamadas y SMS se podrı́a conectar a internet una vez introducida una tarjeta SIM. En este proyecto solo se utilizará el envı́o de SMS para avisar de que se ha activado la alarma. Un aspecto importante a tener en cuenta cuando se utiliza este módulo es el elevado consumo que se produce cuando envı́a un SMS. No se trata de un consumo prolongado si no que más bien es un pico de corriente que impide que el módulo funcione correctamente si no se le conecta un alimentador que sea capaz de llegar a otorgar algo más de 1A. Por este motivo se optó por utilizar uno que entregue hasta 2A.. Figura 7.4.0.4 – Shield GSM de Arduino SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 37.

(40) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. El módulo utiliza los pines 2 y 3 para conectarse al Arduino y el pin 7 es el de encendido y apagado por software. El pin 2 del módulo coincide con el ((GSM TX)) por el cual se envı́a información al Arduino. No todas las placas Arduino tienen asignada la interrupción que se genera cuando la información está lista para ser leı́da en el mismo pin. En el caso del Arduino UNO sı́ que está en el pin 2 por lo que no es necesario realizar ningún cambio. Sin embargo para el Arduino MEGA sı́ que es necesario realizar alguna modificación. Para realizar estos ajustes se pueden seguir las indicaciones que hay en la página de Arduino.. https://www.arduino.cc/en/Guide/GSMShieldLeonardoMega. 7.4.1.. Cambios a realizar para conectar el módulo GSM a un Arduino MEGA. Debido a que la interrupción necesaria para leer la información del módulo GSM está en el pin 10 del Arduino MEGA a diferencia del UNO es necesario realizar unos ajustes para redireccionar esta interrupción del pin 2 al pin 10.. 1. Realizar un puente entre el pin 2 y el 10 Deberemos conectar un cable que una los pines 2 y 10 del módulo GSM. Con esto conseguimos que la información que sale del M10 por el pin 2 la mandemos al pin 10 del Arduino.. 2. Desconectar el pin 2 del módulo GSM Si conectásemos el módulo realizando solo el primer cambio, seguirı́a mandando la información por el pin 2 al Arduino, además de al pin 10, lo que podrı́a ocasionar algún error en nuestro programa. Debido a esto necesitamos desconectar el pin 2 del módulo. Esto lo podemos hacer utilizando, por ejemplo unos alicates de punta estrecha para doblar la patilla de conexión y ası́ lograr que no se conecte al Arduino. En la página de Arduino además de la explicación de cómo realizar estos ajustes hay fotos en las que se pueden ver gráficamente. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 38.

(41) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Figura 7.4.1.1 – Ajustes del módulo GSM. Una vez realizados los cambios y probado con el Arduino se comprueba que funciona perfectamente pero sale a la luz un problema cuando se conecta con el módulo ethernet ya que, como se comentó en el apartado del módulo ethernet (7.3), este módulo utiliza también el pin 10 para conectarse con el W5100. Debido a esto, fue necesario cambiar el pin 10 (( RXPIN )) por otro pin. Para realizar este cambio es necesario entrar en la librerı́a GSM y buscar el archivo ((GSM3SoftwareSerial.cpp)) y cambiar la el pin 10 del (( RXPIN )) por otro que esté disponible. En este caso se escogió el pin número 13, por lo que al final el puente entre el pin 2 y el 10, comentado anteriormente, deberá ser entre el pin 2 y el 13. Cabe resaltar una vez más que este cambio es innecesario en proyectos que no utilicen el módulo GSM y el de ethernet juntos.. 7.4.2.. Cambios a realizar para compatibilidad entre los módulos ethernet y GSM. También fue necesario realizar un ajuste para que se pudiera trabajar con los dos módulos simultáneamente. En la fase final de la implementación fue cuando apareció el fallo de compatibilidad. Este fallo es un sencillo problema de declaración de variables internas de las librerı́as de los módulos. Los dos módulos utilizan una variable llamada ((IDLE)). Lo que se hizo para solucionar este problema fue cambiar la variable ((IDLE)) que utiliza el módulo GSM por una llamada ((gsmIDLE)). Para hacer esto fue necesario modificar siguientes archivos. ((GSM3MobileAccessProvider.ccp)). ((GSM3ShieldV1AccessProvider.ccp)). SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 39.

(42) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Estos dos archivos los podemos encontrar dentro del .zip que nos descargamos de la página de Arduino (este proceso está comentado paso a paso en el apartado de instalación de software Arduino ide [16.1]). La ruta de estos dos archivos partiendo de la carpeta libraries es: Libraries # GSM # src # Aquı́ se buscan los dos archivos que se deben modificar.. 7.4.3.. Cambios a realizar realizar para que el módulo GSM se encienda al recibir alimentación. Cuando se realizaron las pruebas de funcionamiento se apreció que el módulo GSM no se encendı́a cuando se alimentaba el sistema, por lo que si en algún caso en el que el sistema se quedase momentáneamente sin alimentación, habrı́a que encender el módulo a mano. Esto no cumplı́a los requisitos de diseño ası́ que se optó por la solución que da Arduino en su página para que este módulo se encienda él sólo cuando se alimente. Para hacer este cambio fue necesario realizar una soldadura a modo de puente entre dos pines que ya vienen preparados para tal propósito en la parte posterior del módulo. En la siguiente imagen se puede ver con claridad cómo hay que realizar dicho puente.. Figura 7.4.3.1 – Puente necesario para que el módulo GSM se encienda al recibir alimentación. 7.4.4.. Cambios a realizar en caso de sustitución de tarjeta SIM. El número PIN de desbloqueo de la tarjeta SIM es necesario que esté dentro del código como una constante, por lo que en caso de querer cambiar la tarjeta en algún momento es necesario realizar un ajuste previo en la nueva SIM. Este ajuste no es más que introducirla en un teléfono y cambiar el PIN que traiga de serie por el número “6148” que es el que utiliza el sistema para desbloquear la tarjeta que tiene instalada en la actualidad. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 40.

(43) E.U.P.. 7.5.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Display LCD y teclado. En este caso se optó por un display LCD de 16 columnas y 2 filas. Se escogió esta opción frente a otras posibilidades, como por ejemplo uno de 20 columnas por 4 filas o una pantalla TFT, porque el de 16x2 da la posibilidad de realizar un menú sencillo que es lo que se querı́a previamente. Además de esto este tipo de LCD suele ser más económico que las demás posibilidades.. Figura 7.5.0.1 – LCD de 16x2. También se escogió un LCD que ya trae incorporado un módulo I2C en la parte posterior. Con este módulo se consigue que la comunicación con el Arduino se realice a través de sólo dos terminales, simplificando mucho la implementación. En la siguiente imagen se puede ver cómo es el aspecto del LCD con el módulo instalado.. Figura 7.5.0.2 – Módulo I2C montado en el reverso del LCD. Las caracterı́sticas principales del LCD son las siguientes: Como ya se comentó antes, se trata de un display de 16 columnas por 2 filas. Tensión de alimentación de 5 v con una tolerancia del 10 %. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 41.

(44) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. La entrada de datos puede ser de 4 o 8 bits. El tamaño de fuente es de 5x8 puntos. Posee un LED blanco de retroiluminación. Los terminales del módulo son: GND: Que se conectará al GND del Arduino. VCC: Pin de alimentación que estará conectado a 5 v. SDA: Terminal I2C de datos serie, se conectará al pin 20 del Arduino que es uno de los pines SDA de los que dispone el Arduino Mega. Estos pines dependen del modelo de Arduino que se esté utilizando. SCL: En este caso se trata del terminal I2c de reloj serie. Este pin irá conectado al pin 21 del Arduino. Una vez se tenga el módulo conectado solo es necesario descargar la librerı́a para poder controlarlo. La programación de control es muy sencilla y será detallada más adelante en el anexo del código fuente(11). A la hora de escoger el teclado se optó por uno de 4x4 para tener botones extra a parte de los 10 dı́gitos para manejar el menú. Dentro de este tipo de teclados existen muchas opciones pero casi todas tienen las mismas caracterı́sticas y el precio es muy similar. Al final se escogió un modelo de membrana ultra fino. El motivo de esta elección es que dispone de un adhesivo en la parte posterior, lo que facilita la colocación en la maqueta final del proyecto. Las caracterı́sticas principales del teclado son las siguientes: Máxima tensión de alimentación de 24v. Vida estimada de un millón de pulsaciones. Dispone de un interface de 8 pines. Rango de temperatura de trabajo de 0 a 50o C. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 42.

(45) E.U.P.. 7.6.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Sensores. Este es sin duda el apartado en el que más posibilidades encontramos. Los sensores que hay dentro de un ámbito de seguridad de viviendas, o que sencillamente facilitan la vida, son muy numerosos. Como ya se pudo ver en el apartado de antecedentes(3), existen desde sensores que detectan la presencia de gas hasta sensores que avisan si está lloviendo y está una ventana abierta. En este proyecto se intentó incluir ejemplos de sensores que representen los 3 tipos principales que existen dentro del ámbito de la seguridad y la domótica. Estos tres tipos son: 1. Sensores que dan información no relacionada directamente con los sistemas de seguridad, por ejemplo sensores de temperatura o de lluvia. 2. Sensores que detectan posibles intrusismos. 3. Sensores de seguridad. En el proyecto se implementaron los siguientes sensores: Sonda de temperatura y humedad, que pertenece al primer tipo de la clasificación anterior. Sensor de efecto hall, sensor de vibración y sensor de presencia, estos tres sensores están incluidos en el segundo tipo. Sensor de llama que pertenece al tercer tipo. Antes de pasar a comentar cada uno de estos sensores con más detalle es necesario comentar que para este proyecto se utilizaron sensores que ya vienen integrados en módulos. Esto fue posible gracias a que cada vez existe más demanda de este tipo de componentes y hay numerosas empresas que se dedican a diseñar e implementar estos módulos. Todos los módulos traen incorporados filtros si son necesarios al igual que potenciómetros para variar la sensibilidad del sensor. Además de esto, otro aspecto importante es que traen los terminales de conexión totalmente accesibles lo que facilita enormemente su montaje y manipulación. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 43.

(46) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. 7.6.1.. TFG No : 770G01A85. Sensor de temperatura y humedad. Además de todos los elementos de seguridad del sistema se decidió incorporar una mini estación meteorológica. Para esto se incorporó un sensor DHT11 que mide la temperatura y la humedad.. Figura 7.6.1.1 – Módulo DHT11. La elección fue esa debido a varios aspectos. El primero es el económico, ya que este módulo es muy barato frente a otras posibilidades que podrı́an medir además la presión y tener más sensibilidad. Otro aspecto es que este sensor posee una librerı́a que se puede descargar directamente de la página oficial de Arduino donde también se pueden encontrar numerosos ejemplos de implementación. El módulo tiene 3 terminales que son los siguientes: GND: Terminal de masa que se conectará a la masa del circuito. VCC: Terminal de alimentación que tendrá que estar conectado a 5v. S: Terminal de salida de datos, este es por donde le envı́a la información al Arduino y tendrá que estar conectado a una de las entradas digitales del Arduino. Todas las conexiones estarán especificadas en el plano de conexiones(1) que se verá más adelante. Las caracterı́sticas del sensor DHT11 son las siguientes: Tensión de trabajo de 3,3v a 5v. Rango de medida de 20 a 90 % de humedad y de 0 a 50o C. Tolerancia de 5 % en humedad y de 2o C de temperatura. Resolución de 1 % de humedad y 1o C de temperatura. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 44.

(47) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. 7.6.2.. TFG No : 770G01A85. Sensor de efecto Hall. Este sensor basa su funcionamiento en el ((efecto hall)) cuya explicación se puede encontrar en https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto Hall. La finalidad de este sensor es la de detectar la apertura de puertas o ventanas. La instalación es sencilla, solo hay que colocar el sensor en el marco de la puerta y en la puerta colocar un imán, de tal forma que cuando la puerta está cerrada, el imán esté cerca del sensor y ası́ detecte el campo magnético. Con esto se consigue que cuando la puerta se abra el campo desaparece y el sensor cambia su estado, lo cual se puede detectar con el Arduino.. Figura 7.6.2.1 – Módulo sensor de efecto Hall. El sensor es un A3144 y sus caracterı́sticas principales son: Tensión de trabajo de 4,5 a 24v. Tensión de salida en saturación de 175 a 400 mV cuando circulan 20 mA por él. El tiempo que tarda el sensor en cambiar de nivel lógico es de 2 us. El módulo consta de 3 pines que son los que ya se comentaron en el sensor DHT11. Dos de alimentación, GND y VCC que se conectarán a masa y a 5 v respectivamente y además el pin de datos “S” que es el que irá a una de las entradas digitales del Arduino.. 7.6.3.. Sensor de vibración. El sensor de vibración está pensado para colocarse en una ventana, por ejemplo, y detecta cualquier vibración que se produzca al abrirla. El módulo está basado en el sensor 801S y los pines de conexión son los tres que ya se comentaron para el resto de sensores vistos con anterioridad. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 45.

(48) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Figura 7.6.3.1 – Módulo sensor de vibración. Las caracterı́sticas fı́sicas son las siguientes: Tensión de alimentación de 3,3 a 12v. El rango de temperatura es de -40 a 220o C.. 7.6.4.. Sensor de presencia. En este caso el módulo es un HC-SR501 y está basado en la tecnologı́a infrarroja. Este tipo de sensores pueden instalarse en zonas de paso, como por ejemplo pasillos, de tal modo que en caso de producirse una intrusión tenga más posibilidades de detectarla.. Figura 7.6.4.1 – Sensor PIR HC-SR501. Los pines de conexión son, otra vez, los tres ya comentados anteriormente. Las caracterı́sticas principales del sensor son las siguientes: Tensión de trabajo de 5 a 20v. Consume 65 mA. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 46.

(49) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. La salida TTL es de 0 y 3,3v. Rango de temperatura de -15 a 70 o C. Tiene un rango de detección de alrededor de 120o . Este módulo dispone de dos potenciómetros con los que podremos ajustar la sensibilidad y el tiempo que se mantiene activado una vez detectado movimiento. El ajuste del tiempo que se mantiene activado carece de sentido, ya que una vez que se active será el sistema el que active una variable por medio de programación software.. 7.6.5.. Sensor de llama. Este tipo de sensores están pensados para ser colocados en lugares en los que exista peligro de producirse un incendio, por ejemplo cocinas, salas de calderas, etc. El módulo que se eligió para realizar esta función utiliza un detector de llama y con la ayuda de un comparador de tensión LM393, indica con un nivel alto la presencia de llama. También tiene dos LEDs SMD, de los cuales uno sirve para indicar que el módulo está alimentado y el otro se enciende cuando detecta la presencia de llama.. Figura 7.6.5.1 – Sensor de llama. Las caracterı́sticas principales del módulo son las siguientes: Tensión de trabajo de 3,3 a 5v. La salida es TTL de 0 y 3,3v. El sensor debe ser instalado a 80 cm del foco vulnerable a provocar la llama. Tiene un ángulo de detección de aproximadamente 60o . Además dispone de un potenciómetro en el cual podemos ajustar la sensibilidad. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 47.

(50) E.U.P.. 7.7.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Actuadores. En el caso de los actuadores hay muchas posibilidades. Por medio del Arduino se puede actuar sobre relés de 5 v o de 12 v y con ellos encender o apagar casi cualquier tipo de elemento, desde luces hasta sirenas. Para la maqueta del proyecto van a utilizar LEDs y zumbadores que simularán la activación de estos relés y por consiguiente el encendido de luces o activación de motores para, por ejemplo, cerrado o apertura de persianas.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 48.

(51) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 8 Resultados finales En este capı́tulo se explicará el funcionamiento general del sistema de seguridad basándose en lo visto hasta ahora en los capı́tulos anteriores. También se recoge un resumen del código que se utilizó para programar el Arduino. En este resumen se podrán ver las librerı́as que son necesarias para la realización del proyecto y las variables que se utilizaron(8.3). Además se incluye una guı́a sobre el ajuste del sistema por medio del menú controlado con el teclado y el LCD. Para realizar la maqueta del proyecto se optó por hacer el diseño utilizando el Solid Edge ST5 e imprimirla con una impresora 3D. Tanto los planos del diseño como la guı́a de montaje se pueden ver más adelante(2 y 16.4). Los gastos de impresión de la maqueta están dentro del computo de horas de ingenierı́a en el presupuesto de recursos humanos mientras que el de la bobina de plástico que se utilizó esta en el presupuesto de componentes.. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 49.

(52) E.U.P.. 8.1.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Funcionamiento del sistema. Como ya se comentó en capı́tulos anteriores, el sistema está pensado para ser instalado tanto en industrias como en cualquier tipo de viviendas. El funcionamiento básico del sistema se puede ver en el siguiente diagrama de flujo:. Figura 8.1.0.1 – Diagrama de flujo del funcionamiento del sistema. Para comprender perfectamente el funcionamiento hay que tener presentes varios aspectos: La alarma se puede encender desde el teclado y también remotamente desde, por ejemplo, un teléfono móvil. Si la alarma está apagada, los sensores permanecen desactivados pero la sonda de temperatura y humedad funciona siempre. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 50.

(53) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. El sistema dispone de una temporización de cortesı́a. Esta temporización, que permite salir de casa una vez se enciende la alarma o deja entrar en casa y apagarla, es de 15 segundos.. Si la alarma está encendida y uno de los sensores se activa, el sistema envı́a un mensaje de texto avisándo de que sensor se ha activado y facilita la dirección a la que se debe entrar para realizar la supervisión del sistema.. Una vez se activa la alarma y se envı́a el sms, se dispone de dos minutos para rearmar el sistema, ya sea remotamente o desde el teclado.. En caso de no realizarse dicho rearme dentro de los dos minutos el sistema realizará las acciones de respuesta que tenga programadas. Estas medidas pueden ir desde encendido de luces o cerrado de persianas hasta la realización de una llamada al servicio de emergencias utilizando el módulo GSM.. En caso de que se lleven a cabo las acciones de respuesta el sistema deberá ser rearmado.. Como ya se comentó con anterioridad, en la maqueta de implementación del proyecto, las acciones de respuesta estarán simuladas con LEDs y zumbadores.. 8.2.. Ajustes del menú de control. El menú de control dispone de tres opciones básicas:. 1. Encender o apagar la alarma. 2. Cambiar el PIN. 3. Cambiar el número de teléfono al que se envı́a el SMS de aviso. El control de estas tres opciones se puede observar en el siguiente diagrama. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 51.

(54) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Figura 8.2.0.2 – Diagrama de flujo del funcionamiento menú. Al igual que en el caso del diagrama de funcionamiento, se deben realizar algunas aclaraciones que ayuden a entender el control del sistema: Cuando el sistema se inicia, una vez chequea que están los módulos configurados correctamente, pasa a la pantalla principal. Mientras esté en la pantalla principal cualquier pulsación que no sean las teclas A, B o C no tendrán ningún efecto sobre el sistema. Las teclas A, B y C son las que dan acceso a las distintas opciones que disponibles. Una vez pulsada una de estas tres teclas la pantalla cambia y da paso a la propia del menú que se haya pulsado. Los menús son similares en los tres casos. Lo primero que se debe hacer es introducir el PIN si se quiere realizar algún cambio. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 52.

(55) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Esté dentro de la opción que esté, la tecla D lo lleva de nuevo a la pantalla principal, esto quiere decir que la tecla D hace de tecla ((EXIT)) del sistema.. En las siguientes imágenes se puede ver el aspecto que tienen los menús.. Figura 8.2.0.3 – Pantalla principal del display. Figura 8.2.0.4 – Menú para activar o desactivar la alarma SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 53.

(56) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Figura 8.2.0.5 – Menú para cambiar el número pin. Figura 8.2.0.6 – Menú para cambiar el numero al que el sistema manda el aviso cuando salta la alarma. Hasta aquı́ queda explicado el sistema de control por medio del teclado. Como ya se dijo, el sistema dispone de una opción de control remoto accediendo a través del módulo ethernet con el navegador de internet de un teléfono o tablet. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 54.

(57) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. La pantalla de control ha sido diseñada de forma que sea sencillo e intuitivo el control del sistema. El control remoto dispone de cuatro botones además de recoger toda la información del sistema. La página de control remoto tiene la siguiente apariencia.. Figura 8.2.0.7 – Pagina diseñada para realizar el control remoto del sistema. Los elementos de control que se pueden ver son los siguientes: Botón de encendido de alarma: Es el que enciende la alarma y después del paso de los 15 segundos de cortesı́a, arma el sistema. Botón de apagado: Apaga el sistema pero no rearma los sensores. Con esto podemos mantener la información de qué sensores se habı́an activado antes de apagarla. Botón de rearme: Este botón rearma todo el sistema. La alarma pasa a estar apagada y los sensores se rearman. En caso de querer que la alarma siga encendida deberemos darle al botón de encendido. Botón de disparo de alarma: Con este botón se manda al sistema tomar las acciones de respuesta comentadas anteriormente. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 55.

(58) E.U.P.. 8.3.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Librerı́as y variables utilizadas. En el siguiente fragmento de código se pueden ver las librerı́as que son necesarias para realizar este proyecto. La mayorı́a de ellas se pueden descargar directamente de la página de Arduino aunque varias ya vienen incorporadas cuando se instala el software de Arduino, en este caso sólo es necesario incluirlas al proyecto. Código 8.1: Librerias necesarias. 1. # include <SPI . h>. / / La u t i l i z a Arduino para r e a l i z a r / / comunicaciones maestro−e s c l a v o .. 2 3. # include <E t h e r n e t . h>. / / Para u t i l i z a r e l m ódulo E t h e r n e t .. 4. # include <Keypad . h>. / / L i b r e r i a del teclado .. 5. # include <L i q u i d C r y s t a l I 2 C . h>. / / Se usa para comunicarse con e l / / d i s p l a y con m ódulo I2C .. 6. # include <Wire . h>. / / Es n e c e s a r i a para usar e l m ódulo. # include ”DHT. h ”. / / L i b r e r ı́ a de l a sonda de t e m p e r a t u r a. 10. # include <TimerOne . h>. / / Para usar e l Timer1. 11. # include <GSM. h> # include <EEPROM. h>. / / L i b r e r ı́ a d e l m ódulo GSM / / Para poder guardar y l e e r en l a EEPROM. 7. / / I2C d e l d i s p l a y .. 8 9. 12. A continuación se pueden ver las variables de entradas y salidas que se utilizaron para la implementación del proyecto. Código 8.2: Entradas y salidas utilizadas. 1. # define PINNUMBER ” 6148 ”. / / PIN de l a t a r j e t a SIM. 2. # define DHTPIN 22. / / Entrada de l a sonda. 3. # define DHTTYPE DHT11. / / V a r i a b l e a u x i l i a r de l a sonda. 4. # define V i b r a c i o n I N 35. / / ENTRADA: Sensor de v i b r a c i o n. 5. # define Llama IN 31. / / ENTRADA: Sensor de l l a m a. 6. # define H a l l I N 33. / / ENTRADA: Sensor e f e c t o H a l l. 7. # define P r e s e n c i a I N 37. / / ENTRADA: Sensor de p r e s e n c i a. 8. # define Alarma OUT 24. / / SALIDA : Alarma a c t i v a d a. # define Alarma Sonando 30. / / SALIDA : A c t i v a n medidas r e s p u e s t a. 10. # define Alarma ON 26. / / SALIDA : Alarma armada. 11. # define A l a r m a C o r t e s i a 28. / / SALIDA : Periodo de c o r t e s ı́ a. 12. # define LED Vibracion 49. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r v i b r a c i ó n. 13. # define LED Hall 47. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r H a l l. 14. # define LED Llama 45. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r l l a m a. 15. # define LED Presencia 43. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r p r e s e n c i a. 9. SEPTIEMBRE 2015. MEMORIA. 56.

(59) TÍTULO:. DISEÑO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD CON CONTROL REMOTO. ANEXOS. PETICIONARIO: ESCOLA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA AVDA. 19 DE FEBREIRO, S/N 15405 - FERROL. FECHA:. AUTOR:. SEPTIEMBRE DE 2015. EL ALUMNO. Fdo.: DAVID MANUEL CASTRO MORLÁN.

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(61) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Índice de los anexos 9 Documentación de partida. 61. 10 Cálculos. 65. 11 Código fuente. 67. 12 Posibles mejoras a realizar. 89. SEPTIEMBRE 2015. ANEXOS. 59.

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(63) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 9 Documentación de partida En este apartado se incluye el documento de asignación del trabajo fin de grado donde se puede ver el tı́tulo del mismo, el tutor, el número de TFG y un breve resumen de los objetivos del mismo.. SEPTIEMBRE 2015. ANEXOS. 61.

(64) ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA ASIGNACIÓN DE TRABAJO FIN DE GRADO En virtud de la solicitud efectuada por: En virtud da solicitude efectuada por: APELLIDOS, NOMBRE: Castro Morlán,David Manuel APELIDOS E NOME: DNI: DNI:. Fecha de Solicitud: FEB2015 Fecha de Solicitude:. Alumno de esta escuela en la titulación de Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática, se le comunica que la Comisión de Proyectos ha decidido asignarle el siguiente Trabajo Fin de Grado: O alumno de esta escola na titulación de Grado en Enxeñería en Electrónica Industrial e Automática, comunícaselle que a Comisión de Proxectos ha decidido asignarlle o seguinte Traballo Fin de Grado: Título T.F.G:Diseño de un sistema de seguridad con control remoto. Número TFG: 770G01A85 TUTOR:(Titor) Rivas Rodriguez,Juan Manuel COTUTOR/CODIRECTOR:. La descripción y objetivos del Trabajo son los que figuran en el reverso de este documento: A descrición e obxectivos do proxecto son os que figuran no reverso deste documento. Ferrol a Jueves, 27 de Agosto del 2015. Retirei o meu Traballo Fin de Grado o dia _____. de ______ do ano ___________. Fdo: Castro Morlán,David Manuel. Documento Generado automaticamente el: 27/08/2015 a las: 21:25:22 desde https://www.eup.udc.es/trabajosfindegrado/.

(65) DESCRIPCIÓN Y OBJETIVO:Diseño de un sistema de alarma para viviendas que deberá incluir: - Un determinado número de entradas no temporizadas. Tendrán que poder ser identificadas e informar en que sector ocurre la alarma. - Podrá ser desactivada mediante entrada temporizada y/o control remoto. - Tendrá que diferenciar si se trata de una intrusión, incendio, etc. - A través de redes de telecomunicación deberá enviar la alarma así como podrá ser controlado su comportamiento. - Aconsejable utilizar la plataforma Arduino. - Se deberá implementar físicamente..

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(67) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 10 Cálculos Para la realización de este proyecto no fue necesaria la realización de ningún tipo de cálculo al tratarse de un proyecto basado en programación software.. SEPTIEMBRE 2015. ANEXOS. 65.

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(69) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. Capı́tulo 11 Código fuente En este capı́tulo se puede ver todo el código fuente que se utilizó para programar el proyecto. Para facilitar la comprensión del mismo se seccionó en 5 bloques. 1. Bloque principal: Es en el que están declaradas librerı́as y e/s, además de todas las variables que se usaron. También se encuentra dentro de este bloque toda la programación del “setup” y alguna parte de la del “loop” 2. Menú: Es el encargado de codificar lo que se ve en el LCD en cada uno de los menús 3. Sensores: En este se detecta si alguno de los sensores se activó y se realizan las acciones pertinentes 4. SMS Selección: Es el que decide que SMS se envı́a en función de que sensor se haya activado 5. Teclado: Este bloque es el que controla los menús del sistema Código 11.1: Bloque principal del codigo fuente. 1. # include <SPI . h>. / / La u t i l i z a Arduino para r e a l i z a r / / comunicaciones maestro−e s c l a v o .. 2 3. # include <E t h e r n e t . h>. / / Para u t i l i z a r e l m ódulo E t h e r n e t .. 4. # include <Keypad . h>. / / L i b r e r i a del teclado .. 5. # include <L i q u i d C r y s t a l I 2 C . h>. / / Se usa para comunicarse con e l / / d i s p l a y con m ódulo I2C .. 6 7. # include <Wire . h>. / / I2C d e l d i s p l a y .. 8 9 10. / / Es n e c e s a r i a para usar e l m ódulo. # include ”DHT. h ”. / / L i b r e r ı́ a de l a sonda de t e m p e r a t u r a. # include <TimerOne . h>. / / Para usar e l Timer1. SEPTIEMBRE 2015. ANEXOS. 67.

(70) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. TFG No : 770G01A85. 11. # include <GSM. h>. / / L i b r e r ı́ a d e l m ódulo GSM. 12. # include <EEPROM. h>. / / Para poder guardar y l e e r en l a EEPROM. 13 14. # define PINNUMBER ” 6148 ”. / / PIN de l a t a r j e t a SIM. 15. # define DHTPIN 22. / / Entrada de l a sonda. 16. # define DHTTYPE DHT11. / / V a r i a b l e a u x i l i a r de l a sonda. 17. # define V i b r a c i o n I N 35. / / ENTRADA: Sensor de v i b r a c i o n. 18. # define Llama IN 31. / / ENTRADA: Sensor de l l a m a. 19. # define H a l l I N 33. / / ENTRADA: Sensor e f e c t o H a l l. 20. # define P r e s e n c i a I N 37. / / ENTRADA: Sensor de p r e s e n c i a. 21 22. # define Alarma OUT 24 # define Alarma Sonando 30. / / SALIDA : Alarma a c t i v a d a / / SALIDA : A c t i v a n medidas r e s p u e s t a. 23. # define Alarma ON 26. / / SALIDA : Alarma armada. 24. # define A l a r m a C o r t e s i a 28. / / SALIDA : Periodo de c o r t e s ı́ a. 25. # define LED Vibracion 49. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r v i b r a c i ó n. 26. # define LED Hall 47. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r H a l l. 27. # define LED Llama 45. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r l l a m a. 28. # define LED Presencia 43. / / SALIDA : LED i n d i c a d o r p r e s e n c i a. 29 30. / /−−−−−−−−−−−−−−−−−− I n i c i a e l m ódulo GSM −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−. 31. GSM gsmAccess ;. 32. GSM SMS sms ;. 33 34. / /−−−−−−−−−−−−−−−−−− V a r i a b l e s d e l t e c l a d o −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−. 35. const b y t e rows = 4 ;. 36. const b y t e c o l s = 4 ;. 37 38. char keys [ rows ] [ c o l s ] = { { ’ 1 ’ , ’ 2 ’ , ’ 3 ’ , ’A ’ } ,. 39 40. { ’ 4 ’ , ’ 5 ’ , ’ 6 ’ , ’B ’ } ,. 41. { ’ 7 ’ , ’ 8 ’ , ’ 9 ’ , ’C ’ } ,. 42. { ’ ∗ ’ , ’ 0 ’ , ’ # ’ , ’D ’ }. 43. };. 44. b y t e c o l P i n s [ rows ] = { 8 , 9 , 1 1 , 1 2 } ;. 45. b y t e rowPins [ c o l s ] = { 3 , 4 , 5 , 6 } ;. 46 47. / /−−− V a r i a b l e s a u x i l i a r e s para c o d i f i c a r e n t r a d a s d e l t e c l a d o −−−. 48. Keypad keypad = Keypad ( makeKeymap ( keys ) , rowPins , c o l P i n s , rows , c o l s ) ;. 49. S t r i n g entradaKB = ” ” ;. 50. S t r i n g entradaKB2 = ” ” ; S t r i n g entradaKB3 = ” ” ;. 51 52. S t r i n g password ;. 53. char password char [ 6 ] ;. 54. String caracteres = ” ” ;. 55. S t r i n g caracteres Nuevo = ” ” ;. SEPTIEMBRE 2015. / / PIN d e l sistema. ANEXOS. 68.

(71) E.U.P.. GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA. 56. String caracteres tfno = ” ” ;. 57. i n t menu ;. 58. int cambiar pin ;. 59. i n t d i r e c c i o n =0;. TFG No : 770G01A85. / / D i r e c c i ó n i n i c i a l de l a eeprom donde / / guardar é datos .. 60 61. char remoteNum [ 2 0 ] ;. / / T e l e f o n o a l que se manda e l a v i s o. 62. char txtMsg [ 2 0 0 ] ;. / / Texto que se manda en e l a v i s o. 63. S t r i n g SMS text ;. 64. int envio unico = 0;. 65. i n t SMS Sel =0;. 66 67. / /−−−−−− V a r i a b l e s a u x i l i a r e s de f u n c i o n a m i e n t o d e l sistema −−−−−−. 68. S t r i n g Estado V ;. 69. S t r i n g Estado L ;. 70. S t r i n g Estado H ;. 71. S t r i n g Estado P ;. 72. S t r i n g Estado ALARMA ;. 73. S t r i n g Rearme ;. 74. S t r i n g Alarma Armada ;. 75 76. / /−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− V a r i a b l e s d e l t i m e r 1 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−. 77. i n t segundos = 3 0 ;. 78. i n t segundos cortesia = 10;. 79 80 81. L i q u i d C r y s t a l I 2 C l c d ( 0 x27 , 1 6 , 2 ) ; DHT d h t ( DHTPIN , DHTTYPE) ;. 82 83. / /−−−−−−−−−−−−−−−−−−− M ódulo E t h e r n e t −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−. 84. / / D i r e c c i ó n MAC d e l m ódulo E t h e r n e t. 85. b y t e mac [ ] = { 0xDE , 0xAD , 0xBE , 0xEF , 0xFE , 0xED. 86 87. };. 88 89. / / Esta es l a d i r e c c i ó n que se l e asigna. 90. / / a l m ódulo para comunicarse de forma l o c a l. 91 92. IPAddress i p (169 ,254 ,250 ,150) ;. 93 94. / / Estas son l a s dos l i n e a s n e c e s a r i a s para r e a l i z a r. 95. / / una conexi ón remota. 96 97. / / IPAddress i p ( 1 9 2 , 1 6 8 , 0 , 8 7 ) ;. 98. / / IPAddress GateWay ( 1 9 2 , 1 6 8 , 0 , 1 ) ;. 99 100. EthernetServer server (80) ;. SEPTIEMBRE 2015. //. I n i c i a l i z a e l m ódulo e t h e r n e t y. ANEXOS. 69.