Inteligencia Artifcial y Redes Neuronales
Inteligencia Artifcial y Redes Neuronales
Ing.
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Proyecto fnal
Proyecto fnal
Ventilador de encendido automático por temperatura
Ventilador de encendido automático por temperatura
F
Fernando Covarrubias
ernando Covarrubias Solís 14!"#1
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$ngel %avid &onsivais 'alderas 14(4#14
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Plan 4)1
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*ora
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Contenido
1. Introduccion
".Conceptos clave
0. &arco eorico
4. &ateriales a usar
(. %esarrollo
#. 2esultados
. eoria
!. Conclusion
Introducción
Para nuestro proyecto fnal3 aremos un ventilador de encendido automático por temperatura. $5uí e6plicaremos los pasos a seguir para
elaborar este e6perimento y daremos a conocer c7mo controlar el encendido y apagado de un ventilador de 8orma automática3 mediante
$rduino 9-: y un sensor %*113 el cual nos dará los datos de la temperatura.
9saremos ciertos temas de programaci7n y circuitos el;ctricos3 así como l7gica di8usa para dar a conocer los resultados obtenidos.
Conceptos clave
Programación
:
<a programaci7n in8ormática3 a menudo acortada como programaci7n3 es el proceso de dise=ar3 codifcar3 depurar y mantenerel c7digo 8uente de programas computacionales. >l c7digo 8uente es escrito en un lengua?e de programaci7n. >l prop7sito de la
programaci7n es crear programas 5ue e6iban un comportamiento deseado. >l proceso de escribir c7digo re5uiere 8recuentemente conocimientos en varias áreas distintas3 además del dominio del
lengua?e a utili@ar3 algoritmos especiali@ados y l7gica 8ormal. Programar no involucra necesariamente otras tareas tales como el análisis y dise=o de la aplicaci7n Apero sí el dise=o del c7digoB3 aun5ue
sí suelen estar 8usionadas en el desarrollo de pe5ue=as aplicaciones. %el proceso de programaci7n surge lo 5ue comnmente se conoce como so8tDare Acon?unto de programasB3 aun5ue estrictamente este
ltimo abarca muco más 5ue s7lo la programaci7n.
Circuitos eléctricos
:
9n circuito es una red el;ctrica Aintercone6i7n de dos o más componentes3 tales como resistencias3 inductores3 condensadores3 8uentes3 interruptores y semiconductoresB 5ue contiene al menos una trayectoria cerrada. <os circuitos 5ue contienensolo 8uentes3 componentes lineales Aresistores3 condensadores3 inductoresB y elementos de distribuci7n lineales Alíneas de transmisi7n
o cablesB pueden anali@arse por m;todos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. 9n circuito 5ue tiene componentes electr7nicos es denominado un circuito
electr7nico. >stas redes son generalmente no lineales y re5uieren dise=os y erramientas de análisis muco más comple?os. Logica difusa: <a l7gica di8usa Atambi;n llamada l7gica borrosa o l7gica eurísticaB se basa en lo relativo de lo observado como posici7n di8erencial.
>ste tipo de l7gica toma dos valores aleatorios3 pero conte6tuali@ados y re8eridos entre sí. $sí3 por e?emplo3 una persona 5ue mida " metros es claramente una persona alta3 si previamente se a tomado el valor de persona
ba?a y se a establecido en 1 metro. $mbos valores están conte6tuali@ados a personas y re8eridos a una medida m;trica lineal.
Arduino: $rduino es una plata8orma de ardDare libre3 basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo3 dise=ada para 8acilitar el uso de la electr7nica en proyectos multidisciplinares. >l ardDare consiste en una placa con un microcontrolador $tmel $V2 y puertos de entrada/salida.4 <os
microcontroladores más usados son el $tmega1#!3 $tmega0"!3 $tmega1"!)3 $mega! por su sencille@ y ba?o coste 5ue permiten el desarrollo de mltiples
dise=os. Por otro lado el so8tDare consiste en u n entorno de desarrollo 5ue implementa el lengua?e de programaci7n Processing/Eiring y el cargador de
arran5ue 5ue es e?ecutado en la placa.
$rduino puede tomar in8ormaci7n del entorno a trav;s de sus entradas anal7gicas y digitales3 puede controlar luces3 motores y otros actuadores. >l
microcontrolador en la placa $rduino se programa mediante el lengua?e de programaci7n $rduino Abasado en EiringB y el entorno de desarrollo $rduino Abasado en ProcessingB. <os proyectos ecos con $rduino pueden e?ecutarse
sin necesidad de conectar a un computador.
Marco Teorico
<a l7gica di8usa se adapta me?or al mundo real en el 5ue vivimos3 e incluso puede comprender y 8uncionar con nuestras e6presiones3 del tipo ace muco calor3 no es muy alto3 el ritmo del cora@7n está un poco acelerado3 etc. <a l7gica di8usa es muy usada en el mundo real3 esta puede comprender y 8uncionar con nuestras e6presiones mas comnmente usadas3 tales como son GHue calor ace3 etc.
<a clave de esto es la adaptaci7n a los di8erentes lengua?es y e6presiones 5ue usamos diariamente3 esto es basado en los Gcuantifcadores de cualidad para nuestras e6presiones.
>?+ G&uco G&uy G9n corro G9n poco.
>n la teoría de con?untos di8usos se defnen tambi;n las operaciones de uni7n3 intersecci7n3 di8erencia3 negaci7n o complemento en estos con?untos se basa esta l7gica.
Para cada con?unto di8uso3 e6iste asociada una 8unci7n de pertenencia para sus elementos3 5ue indican en 5u; medida el elemento 8orma parte de ese
con?unto di8uso. <as 8ormas de las 8unciones de pertenencia más típicas son Gtrape@oidales3 Glineales y Gcurvas.
Se basa en reglas de la 8orma SI AantecedenteB >-:-C>S AconsecuenteB3 estas usadas en la programaci7n de casi cual5uier idioma3 en donde el antecedente y el consecuente son tambi;n con?untos di8usos3 ya sea puros o el resultado de operar con ellos. $lgunos e?emplos de esta 8orma son+ Gmu císimo3 Gun
Si ace mucísimo 8río entonces aumento un corro la temperatura.
Si voy a llegar un poco tarde entonces aumento leve la velocidad. <os m;todos para usar esta base de reglas tienen 5ue ser 8aciles3 agiles y efcientes. <os resultados de dicos m;todos son 8ruto de un con?unto de áreas
5ue traba?an entre sí.
<as reglas de las 5ue dispone el motor de in8erencia de un sistema di8uso pueden ser 8ormuladas por e6pertos3 o bien aprendidas por el propio sistema3
aciendo uso en este caso de redes neuronales para 8ortalecer las 8uturas tomas de decisiones. <os datos de entrada suelen ser recogidos por sensores3
5ue miden distintos tipos de entrada de un sistema.
9n es5uema de 8uncionamiento típico para un sistema di8uso podría ser de la siguiente manera+
>n la imagen anterior el sistema de control ace los cálculos correspondientes en base a las reglas comentadas anteriormente. <a salida actua sobre el entorno 8ísico de las nuevas entradas3 por ende3 modifcando las salidas del sistema de control3 estas serán nuevamente tomadas por sen sores del sistema.
Por e?emplo3 si nuestro sistema 8uera el en8riamiento de un carro3 5ue se autorregula segn las necesidades de en8riamientoJ los sensores recogen los
datos de entrada3 5ue en este caso podría ser la temperatura simplemente3 este dato se somete a las reglas del motor de in8erencia Ase menciono anteriormenteJ SIK. >-:-C>SB resultando un gran numero de resultados. %e
todos los resultados obtenidos se escogerá el centro3 proporcionándolo como salida. %ependiento de este resultado el sistema de en8riamiento podría aumentar o disminur la temperatura Aen este caso un abanicoB3 todo esto
dependiendo del resultado obtenido.
Materiales a usar
Para llevar a cabo este experimento usaremos los siguientes materiales: 1. 'ateria de LV
0. 2esistencia de 1M N 4. ransistor C")0 (. Puentes #. Ventilador de 1"V . " 2esistencias de 00) N !. $rduino 9-: L. Sensor %* 11 1).Protoboard
Desarrollo
Con los materiales anteriormente mencionados vamos a acer la sig. Confguraci7n en nuestro ciruito.
$ora vamos a la programaci7n. $brimos $rduino I%> y copiamos las siguientes instrucciones+
Oinclude %*. Odefne %*PI- "
Odefne %*P> %*11 %* dtA%*PI-3 %*P>BJ
int empQ0"J //Parámetro de encendido de ventilador void setupAB R Serial.beginAL#))BJ dt.beginABJ pin&odeA!3:9P9BJ pin&odeAL3:9P9BJ pin&odeA1)3:9P9BJ void loopAB R Toat t Q dt.reademperatureABJ
//Serial.printlnAemperatura+ BJ Se imprimen las variables
//Serial.printlnAtBJ Huitar comentarios si desea imprimir la temperatura i8 At UQempBR digitalEriteA!3*I*BJ digitalEriteAL3*I*BJ digitalEriteA1)3<:EBJ i8At W empBR digitalEriteA!3<:EBJ digitalEriteAL3<:EBJ digitalEriteA1)3*I*BJ delayA0)))BJ
Estas instrucciones nos permiten utilizar el sensor DTH11, para registrar datos de temperatura, Los parámetros que se establezcan arán posible que se controle el !uncionamiento del ventilador"
El sensor registra la temperatura cada # segundos" $i la temperatura es ma%or o igual a #& '( el led ro)o se enciende en se*al de alerta % el ventilador empieza a !uncionar de manera automática" De otro modo si la temperatura registrada es menor de #& '( el led verde se enciende indicando que la temperatura es la adecuada en ese momento"
