INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LOPEZ MATEOS”

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

“Estufa inteligente”

PROYECTO TERMINAL

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

PRESENTAN:

Alejandro Gudiño Zamora Francisco Mendoza Sánchez

Oscar Pérez Ramos

ASESORES:

M. en C. Edgar Román Calderón Díaz M. en C. Pedro Martin Becerra Morales

MEXICO, D.F. a 14 de enero de 2016

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Índice

INTRODUCCIÓN………..Vl Planteamiento del problema

Objetivo general

Objetivos especificos o particulares.

Justificación.

Resumen del Capitulado o Metodología

GLOSARIOS de acronimos y terminos ………..…..……..Xll INDICE

Capítulo 1 , ANTECEDENTES……….……….………...1

Capítulo 2 , FUNDAMENTOS TEÓRICOS……….…8

2.1. Tecnologia de identificación por radiofrecuencia (RFID)……9

2.2. Breve descripción de los elementos del sistema ……....…..10

2.2.1. Etiqueta RFID………..…………..…….….10

2.2.1.1.

Caracteristicas físicas

……….…...………..………….10

2.2.1.2.

Descripción de elementos que componen una etiqueta

....………….10

2.2.1.3.

Tipos de etiquetas

………..………...12

2.2.2.

Código electrónico de producto (EPC) …

………...……...15

2.2.3. Lector de RFID...………...………..16

2.2.3.1.

Características físicas

…………...………....16

2.2.3.2.

Funcionamiento básico de un lector RFID

……….………..17

2.2.3.3.

Modos de lectura

………..……….…………17

2.2.4. Frecuencia………..…….………..18

2.2.5. Antena de RFID………..……….……….19

2.2.5.1

Características físicas

……….…………19

2.2.5.2

Especificaciones de uso

……….…….…...19

2.2.6. Host u Ordenador………..…..22

2.3. Funcionamiento de la tecnología RFID………….………..23

2.4. Cualidades del sistema RFID……….………….…24

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Capítulo 3, ARMADO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA…....26

3.1 Parte Mecánica… ………..………30

3.1.1. Servomotor..…………..………...30

3.2. Parte electrónica………..31

3.2.1.Fuente regulada ………..31

3.2.2.Sensores de gas ………..32

3.2.3.Sensores de temperatura………...33

3.2.4.Microcontrolador ATMEGA 328P………..33

3.2.5.Bluethooth ………35

3.3.Factores que se involucraron para la elección del tipo de sistema de RFID………..36

3.4.Descripción del proceso de creación de la aplicación ..…..37

3.5.Descripción del proceso de armado ……..………38

3.5.Descripcion del proceso de funcionamiento del sistema (una vez integrado)………...………...43

3.6.Mejoras del sistema….……….…...……….44

Capítulo 4, RESULTADOS DE LAS OPERACIONES DEL SISTEMA……

………

……….45

4.1.Identificacion del personal autorizado para el uso del sistema……….46

4.2.Detección de un intruso .……….48

4.3.Habilitacion remota del sistema………….………...50

Conclusiones……..………..……….54

ANEXOS ……….………….56

Anexo 1………57

Anexo 2………59

Anexo 3………61

Anexo 4………62

Anexo 5………63

Anexo 6………64

Biblografía ……….67

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“Estufa inteligente”

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“ Introducción ^”

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Instituto Politécnico Nacional E S I M E

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INTRODUCCION

Es la cocina el área más insegura del hogar, por ello el presente proyecto está encaminado a reducir esta inseguridad mediante un sistema de identificación, detección de fugas de gas en una estufa, y una continua notificación a dispositivos móviles Android, de este modo se tendrá un conocimiento pleno de lo que ocurra alrededor de la estufa.

Los beneficios que presenta este proyecto son la prevención de quemaduras, incendios e intoxicaciones que a largo y corto plazo se traducen en un bienestar familiar, así mismo se presentara un análisis en costos y ganancias en cuanto a la realización de este proyecto, él cual está contenido en la parte de los anexos.

En el presente trabajo se intenta plasmar los aspectos más importantes para el diseño y armado de una estufa inteligente, que permita a los lectores tener los conocimientos teórico y técnicos necesarios; así mismo que les sea de utilidad para sus propósitos.

Planteamiento del problema

Los accidentes constituyen situaciones causales que están presentes en nuestro vida diaria, lo preocupante es que la cantidad de estos, ocurren cada vez con mayor frecuencia, particularmente los accidentes domésticos, los cuales tienden a aumentar alarmantemente con respecto a otros percances, según las estadísticas, en México cada 24 segundos ocurre un accidente, la mayor parte de sus víctimas son niños, mujeres y ancianos. En este trabajo va a tratar sobre los accidentes, que de acuerdo a las estadísticas se presentan con mayor frecuencia en el área de la cocina.

La estufa por sus características y funciones es un sistema peligroso que representa una potencial causa de fugas de gas, explosiones, incendios; que por consecuencia producen quemaduras. A pesar de las terribles consecuencias, aun la industria de los electrodomésticos carece de sistemas de seguridad que puedan garantizar la seguridad de los usuarios, son por estas razones las que impulsaron a realizar un sistema de control y seguridad para una estufa, que posee las siguientes cualidades:

 La identificación de usuarios,

 Él envió de mensajes, en tiempo real en caso que presenten fugas de gas o un aumento de temperatura inesperado lo que aumentaría la posibilidad de un incendio, o alguna explosión.

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O B J E T I V O

“Diseño de un sistema que permita convertir a una estufa de gas

licuado de propano (LP) en una estufa inteligente, capaz de tomar

decisiones para brindar seguridad y protección, hacia todos los

usuarios con el uso de tecnología de identificación por

radiofrecuencia (RFID), y permite el envió de notificaciones a

dispositivos Android, que cuenten con la aplicación “Estufa

Inteligente”, así mismo ésta permitirá el control a distancia de cada

quemador de la estufa

.

”

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Objetivos especificos o particulares

 Conocer el proceso histórico de una estufa, para conocer los cambios que se han realizado.

 Conocer la características del RFID.

 Diseñar circuitos electrónicos de alimentación adquisición de datos, comunicación y control, el acondicionamiento de la estufa para el montaje del sistema.

 Realizar pruebas para comprobar el funcionamiento correcto del sistema integrado a la estufa.

Justificación

Las estufas de gas son las más comunes en México, principalmente al combustible que utilizan y a los recipientes en los que se realiza la cocción de los alimentos ya que puede ser de cualquier material, por ello siguen predominando en el mercado.

Pero en cuanto al tema de seguridad no se ha tenido grandes avances, ya que se emplean sistemas mecánicos que son fáciles de evadir por los niños pequeños o simplemente no brindan protección en situaciones particulares que comúnmente causan accidentes. Los problemas que actualmente se presentan en los hogares en donde se usan este tipo de estufas son los siguientes:

 Intoxicación por fugas de gas LP o gas natural

 Incendios

 Seguridad hacia los niños

 Quemaduras causadas por derrames de líquidos hirviendo

Existen algunos métodos de seguridad, uno de ellos son: los que se crearon antes de la invención de la misma estufa, éste fue la incorporación de etyl mercaptano en el gas, produciendo un olor a huevo podrido y así lograr percibir la presencia del combustible, ya que en un principio el gas no presentaba ningún olor lo que provocaba que las personas murieran por intoxicación debido a inhalar el gas, sin saber, esta técnica fue uno de las primeras formas de seguridad empleadas y fue un acierto indirectamente dirigido a la estufa, debido a la implementación del gas como combustible. En la actualidad existe una segunda técnica de seguridad, puesto que

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las estufas modernas presentan un pequeño seguro en las perillas, lo que es eficiente hasta cierto punto debido a que en ocasiones los niños se percatan de como es el funcionamiento de dicho seguro y llegan a violarlo.

Con base a los problemas que se presentan en la actualidad con la implementación de las estufas de gas, este proyecto surge para dar solución a los problemas como fuga de gas y seguridad hacia los niños que se encuentran en contacto con las estufas, en ocasiones no necesariamente las fugas son provocadas por alguien, sino por el olvido de cerrar las llaves de gas adecuadamente o un niño al estar jugando con ellas, también puede ser ocasionadas cuando la presión del gas no es la suficiente y ocasiona que se apague la flama con una pequeña corriente de aire o el derrame de algún líquido que esté hirviendo provocando que la flama se apague y el gas continúe fluyendo causando intoxicaciones o quemaduras al intentar prender la estufa nueva mente debido a que el gas continua fluyendo por un determinado tiempo, concentrándose en toda la cocina o en toda la casa dependiendo la distribución del lugar.

El alcance del proyecto que se plantea, es reducir al máximo los accidente provocados por la fuga de gas, realizando el control a distancia del funcionamiento de la estufa y limitando el acceso a ella por medio de la identificación de las personas que podrán manipularla; también sabemos que la vida en la ciudad es muy demandante y hay momentos que se quieren aprovechar para descansar, por lo que proponemos un monitoreo de la estufa a través de un Smartphone, al cual llegarán notificaciones en cuanto se intente utilizar la estufa ya sea con permiso o sin él, todo esto vía inalámbrica.

El problema de fugas provocado por la falta de presión se evita monitoreando la temperatura de los quemadores y que en caso de que suceda, se cerrarán las llaves y se notificara al usuario. Se tiene por objetivo, que en un futuro se implemente el proyecto a nivel local y posteriormente introducirlo poco a poco en el mercado nacional, ya que estos problemas son en la mayoría cotidianos en los hogares.

Metodología

En el primer capítulo se constituye en un resumen de los antecedentes del proceso del desarrollo histórico de la estufa, también se plantea la problemática y la solución propuesta.

En el segundo capítulo se presentan los elementos teóricos que corresponden a explicar el funcionamiento de los distintos dispositivos que se utilizaron.

En el capítulo tres se dan a conocer los criterios de elección que se tomaron en cuenta para la selección de los elementos que componen al sistema, se hará una

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breve descripción del proceso del armado, y ensamblaje de las distintas partes que constituyen este proyecto; por último se mencionan las posibles mejoras que se le pueden realizar.

El capítulo cuatro está constituido por la descripción de las pruebas que se realizaron para comprobar la operatividad y funcionalidad del sistema.

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GLOSARIO de acrónimos y términos

Accidente: acontecimiento que sucede sin intención y que genera un daño a un ser vivo o a una cosa.

App inventor: es una plataforma de Google Labs para crear aplicaciones de software para el sistema operativo Android.

APP: el término app es una abreviatura de la palabra en inglés application. Es decir, una app es un programa. Pero con unas características especiales como son un tiempo de descarga inmediata y un dinámica muy gráfica a comparación de los programas tradicionales.

Blue Term: es un emulador de terminal (terminal emulator 100) para conectarse a cualquier dispositivo con puerto serie mediante un adaptador bluetooth-serie.

Bluetooth: es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz.

Estufa: es un aparato que produce y emite calor destinado a calentar un local.

Fuente regulada: es el dispositivo electrónico que convierte la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta.

Intoxicación: es una Reacción fisiológica causada por un veneno, o por la acción de una sustancia tóxica o en mal estado; el tóxico puede introducirse oralmente o a través de los pulmones o la piel.

Microcontrolador: es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria.

Polarización Circular: una polarización en la que el campo eléctrico de la onda de paso no cambia la fuerza, sino sólo de dirección de una manera rotativa.

Polarización lineal: es un confinamiento del vector del campo eléctrico o vector del campo magnético a un plano dado a lo largo de la dirección de propagación.

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Punto de equilibrio: es aquel punto de actividad (volumen de ventas) en donde los ingresos son iguales a los costos, es decir, es el punto de actividad en donde no existe utilidad ni pérdida.

Quemaduras: Una quemadura es un tipo de lesión en la piel causada por diversos factores. Las quemaduras térmicas se producen por el contacto con llamas, líquidos calientes, superficies calientes y otras fuentes de altas temperaturas; aun con el contacto con elementos a temperaturas extremadamente bajas. También existen las quemaduras químicas y quemaduras eléctricas.

RFID: por sus siglas en inglés (radio frequency identification) que significa identificación por radiofrecuencia, es una tecnología de identificación remota e inalámbrica en la cual un dispositivo lector vinculado a un equipo de cómputo, se comunica a través de una antena y un tag o etiqueta mediante ondas de radio.

Sensores: es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas

Servomotor: es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.

Sistemas de seguridad: es un conjunto de dispositivos colocados estratégicamente en el perímetro de un sitio específico para detectar las presencia, irrupción, o invasión de un desconocido o de un individuo que no posea un acceso permitido.

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C ^APÍTULO 1

“Antecedentes”

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CAPITULO 1 ANTECEDENTES

Con el fogón fue la primera forma en que el ser humano pudo controlar el fuego para utilizarlo en la cocción de sus alimentos, que muestra en la figura 1.1. Ésta constaba de tres piedras que se utilizaban como soporte para colocar la olla y leña que se empleaban como combustible.

Fig. 1.1 Fogón.

Hubo una evolución muy pequeña en el fogón rudimentario, pues de utilizar piedras pasaron a ser planchas de argamasa, sobre las cuales se colocaban los recipientes, de esta forma se evitaba un contacto directo con el fuego, lo que evitaba que ahumaran los utensilios, esta evolución se observa en la figura 1.2.

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Fig. 1.2 Fogón con planchas de argamasa.

La estufa Castrol consistió en una construcción de mampostería de un fogón cubierto que, encerraban totalmente el fuego, estaba cubierto por chapas perforadas de hierro, en la figura 1.3 se muestra esta estufa.

Fig. 1.3 Estufa Castrol.

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Como una consecuencia de la alfarería se desarrollo la estufa de alfarería que se caracterizo por una abertura de carga de combustible y contaba con un ducto que servía para expulsar el humo producido por la combustión de la madera, de esta manera se evitaba la dispersión del humo dentro la habitación, como se muestra en la fig. 1.4.

Fig. 1.4 Estufa de alfarería.

Con la revolución industrial y la mayor explotación de metales, se introdujo el hierro como principal elemento de construcción en las estufas lo que dio lugar a la estufa de hierro, que eran artefactos robustos, de gran peso, que poseían un depósito de combustible y un ducto para la salida de humo, se observa en la fig. 1.5.

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Fig. 1.5 Estufa de hierro.

Las estufa alimentadas por combustibles líquidos derivados del petróleo como el queroseno, generalmente requerían un mecanismo que vaporizara el combustible y lo mezclara con el oxigeno, para que el combustible se quemara de manera eficiente, una vez que el combustible se evaporizara, se dirigía en a una placa de dispersión o un quemador, donde se encendía y formaba una llama adecuada para cocinar, este tipo de estufas requería de un cebado un calentamiento previo para ser usadas, como se presenta en la Fig. 1.6.

Fig. 1.6 Estufa de petróleo.

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La primera estufa de gas, el inglés James Sharp patento la primera estufa de gas propano, la cual no tuvo mucha aceptación debido a que se consideraba a dicho gas un combustible venenoso, con potencial explosivo, y se creía que era capaz de alterar la textura y sabor de los alimentos, se observa en la Fig. 1.7.

Fig. 1.7 Estufa de gas.

Con el desarrollo de la electricidad, ésta se aplico como una fuente de alimentación sustituyendo a la leña y al queroseno, por medio del efecto empleando para el calentamiento se implemento a las parrillas mediante el resistencias enrolladas helicoidalmente, con una base de material cerámico y más adelante mediante resistencia blindadas o embutidas en una placa metálica, como se muestra en la Fig. 1.8.

Fig. 1.8 Estufa eléctrica

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Las estufas de inducción no necesitan de combustibles fósiles para su funcionamiento, emplea energía eléctrica la cual funciona generando un campo magnético y eléctrico que al estar en contacto con los recipientes metálicos generan calor y por ende se puede cocinar.

La ventaja de este tipo de estufas sobre las anteriores es el funcionamiento que al generar el campo electromagnético no provocan accidentes relacionados con quemaduras o fugas, la principal desventaja es el consumo de energía eléctrica que en ocasiones resulta más costoso que una estufa de gas tradicional, se muestra en la Fig. 1.9.

Fig. 1.9. Estufa de inducción.

Las estufas híbridas combinan elementos entre las estufas de gas tradicionales y las estufas de inducción. Generalmente las estufas hibridas cuentan con quemadores de inducción y un horno es la parte en la que se integra el funcionamiento de la estufa de gas para realizar la cocción de los alimentos [1].

Las estufas actuales varían según el combustible que utilice puede ser eléctricas o de gas, aunque son las últimas las más comunes debidos sus costos y a los utensilios que se pueden emplear para su uso, a continuación se muestran los distintos tipos.

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CAPÍTULO 2

“Fundamentos teóricos”

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CAPITULO 2 2.1.Tecnología RFID

El RFID es un sistema de comunicación, tiene como objetivo la identificación, administración, y transmisión de la información de un elemento que es reconocible bajo una frecuencia específica, esta tecnología se basa en el uso de ondas de radio; es una fuente que envía una señal, la cual al ser recibida por un elemento, compatible a esta frecuencia, éste como respuesta envía información a la fuente donde se generó tal señal, la fuente la recibe, procesa tal señal y decide.

RFID es una tecnología, que por su grado de integración se considera como un sistema, éste sistema está constituido por cuatro componentes principales que son:

 Etiquetas RFID

 Lectores

 Antenas

 Host

Por la vinculación de estos elementos posee una característica esencial, la cual es una identificación automática de elementos-miembro al sistema, esta característica define al sistema y en ella están implícita las partes o elementos que la componen [2], como se muestra en la figura 2.1.

Figura 2.1 Esquema general de un sistema RFID

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2.2.Breve descripción de los elementos del sistema

A continuación se darán a conocer los aspectos mas importantes de los elementos que componen un sistema RFID.

2.2.1.Etiqueta RFID

Esta etiqueta es un transponedor muy particular, es decir, es un dispositivo que al recibir una señal de excitación genera una señal de radiofrecuencia, la cual contiene información, y a su vez un código para su identificación.

Las etiquetas también conocidas como “etiquetas inteligentes” se usan para la identificación de cajas o tarimas. Estas son hechas con impresoras y codificadores de acuerdo a las necesidades.

Estos circuitos son de baja potencia manejan la conversión de energía, el control lógico, el almacenamiento y recuperación de datos, y la modulación para la devolución de los datos al lector [6].

2.2.1.1.Características físicas

Estos objetos pueden ser insertados, adheridos o incluso transportados por los elementos de la aplicación específica, por tanto son portátiles; otra característica especifica es su volumen, ya que estos son componentes no voluminosos, se pueden encontrar etiquetas de 2 por 2 cm hasta 10 por 10 cm; otra característica es su flexibilidad dada por el sustrato, bajo el cual se imprime la antena; la resistencia al contacto de cierto líquidos, esta cualidad está dada por recubrimiento (Fig. 2.2).

2.2.1.2.Descripción de elementos que componen una etiqueta

Concretamente este dispositivo está integrado por los siguientes elementos:

 Circuito Integrado (CI): es un encapsulado que se encarga del almacenaje y transmisión de información, dependido del tipo de memoria que se emplee, pueden clasificarse como:

 Solo lectura: el código de identificación que contiene es único y es personalizado durante la fabricación de la etiqueta.

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 De lectura y escritura: la información de identificación puede ser modificada por el lector.

 Anticolisión: se trata de etiquetas especiales que permiten que un lector identifique varias al mismo tiempo (habitualmente las etiquetas deben entrar una a una en la zona de cobertura del lector) [7].

 Sustrato: es el material sobre el cual se imprime la etiqueta, puede ser de diversos polímeros que no posean características eléctricas conductivas, como son el polietileno, etileno acrílico.

Figura 2.2 Componentes de tarjeta RFID

 Antena: estas tienen diferentes diseños dependiendo de la optimización para aplicaciones específicas (Fig. 2.3). Las antenas pueden ser fabricadas de aluminio, cobre u otros materiales, y son creadas por técnicas de depósito de materiales, es decir, por impresión. La cantidad de material conductivo utilizado y el tamaño de la antena esta determinado por la frecuencia a la cual va a operar [7].

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Figura 2.3 Diferentes tipos de antenas y etiquetas

La duración de las etiquetas RFID varía de acuerdo al entorno y la aplicación. Las etiquetas utilizados de una manera permanente se pueden escapular para que soporten altas temperaturas, humedad, asidos, pintura y disolventes [8].

2.2.1.3.Tipos de etiquetas

En las tarjetas RFID también se clasifican en pasivos, semi activas, activas.

 Etiquetas Pasivas: este tipo de etiquetas no cuenta con una fuente de alimentación, Fig. 2.4, por lo cual utiliza la energía inductiva en la antena por la señal de escaneo de radiofrecuencia, esto ocasiona que la señal de respuesta tenga una duración muy pequeña, con un alcance aproximado de 6 metros, la ventaja de estos etiquetas es el tamaño, este tipo de etiquetas operan generalmente a frecuencias de 124,125 o 135 KHz.

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Figura 2.4 Diferentes tipos de etiquetas pasivas

 Etiquetas semi activas: este tipo de etiquetas, Fig. 2.5, cuenta con una batería la cual proporciona la alimentación de su circuito integrado (CI), pero la comunicación de respuesta hacia el lector se realiza con la misma señal de radio frecuencia que llega a la fuente, este tipo de etiquetas tiene una mayor distancia debido a que la potencia que utilizaban los etiquetas pasivos para realizar la alimentación de su circuito se invierte en es este tipo de etiquetas para aumentar el rango.

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Figura 2.5 Etiquetas semi activas

Etiquetas activas: las etiquetas RFID activas poseen su propia fuente de poder. Una batería incorporada energiza el circuito del microchip y el transmisor. Las etiquetas activas son capaces de recibir y transmitir señales en largas distancias [2], se muestra en la Fig. 2.6.

Figura 2.6 TAG activa

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2.2.2.Código electrónico del producto (EPC)

El código EPC está dividido en números que identifican el fabricante y un número serial correspondiente al producto y su versión. Los rangos de memoria del código EPC van desde los 64 a los 256 bits.

EPC es un formato abierto capaz de describir entidades físicas a partir de un número de propósitos, incluyendo las aplicaciones de la etiqueta RFID en la cadena de abastecimiento.

El formato general, se muestra en la Fig. 2.7, para los datos de la etiqueta EPC incluyen las siguientes secciones:

 Encabezado: Identifica la longitud, el tipo, la estructura, la versión y generación del EPC.

 Administrador EPC: Identifica a la empresa que es responsable de mantener la categoría de objeto y Número serial.

 Categoría de Objeto: Se refiere al tipo exacto de producto, la Categoría de Objeto es usado por una entidad de gestión EPC para identificar ítems de mercado. Estos números de categoría de Objeto, por supuesto, deben ser únicos dentro de cada dominio del Número de Administrador General.

 Número Serial: Representa un único identificador para el ítem dentro de cada categoría de objeto. La entidad administradora es responsable por la asignación unívoca de números seriales no repetitivos para cada instancia dentro de cada categoría de objeto [2].

Figura 2.7 Formato de EPC

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2.2.3. Lector de RFID

Es un dispositivo electrónico, que envía señales de excitación de modo periódico y, simultáneamente, tiene la capacidad de recibir la respuesta, procesarla y extraer la información, se muestra en la Fig. 2.8.

También llamado interrogador, se encarga de trasmitir energía suficiente a la etiqueta y de leer los datos que esta le envié. Está construida por un módulo de radio frecuencia para trasmitir/recibir (transceptor), una unidad de control y su antena para leer el etiquetas por radiofrecuencia. Los lectores tienen equipado interfaces de comunicación, que permiten enviar datos recibidos por las etiquetas a un subsistema de procesamiento de datos el cual puede ser un host o una base de datos [8].La distancia que existe para que la etiqueta sea leída se llama rango de lectura, esta distancia se halla en función de tipo de etiqueta. Las comunicaciones entre lectores y etiquetas están regidas por diversos protocolos y estándares (ver en anexo protocolo SPI).

Figura 2.8 Esquema de lector RFID

2.2.3.1. Características físicas

Los lectores se hallan en distintos tamaños, dependiendo de la aplicación del sistema, pueden ser montados sobre elevadores, es decir, pueden realizar una lectura móvil; o tener una estación permanente, con esto una lectura fija, su gran diversidad provee una variada interconexión con otros dispositivos (pantallas, sensores, más de una antena), permitiéndole ser más complejo y completos.

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Algunos lectores llevan consigo la capacidad de escribir, para las etiquetas que tienen la capacidad de lectura/escritura, se muestran algunos lectores en la figura 2.9.

Figura 2.9 lector RFID fijo y lector RFID móvil

2.2.3.2.Funcionamiento básico de un lector RFID

El funcionamiento del lector de RFID presenta dos maneras para la lectura de etiquetas de RFID, una es el modo fijo y el modo dinámico.

2.2.3.3. Modos de lectura

Son las distintas formas que un lector puede hacer su funcionamiento, que a continuación se exponen.

 Modo fijo: El lector bajo una determinada secuencia establece periodos de tiempo, en forma de una lista de códigos, en los cuales deberá reportarse una etiqueta y enviar su código, para ser identificado, de modo contario éstos se eliminan de la lista [8].

 Modo directo o interactivo: este bajo respuesta de un código es corroborado por el lector, para su autorización correspondiente, de este modo se logra una identificación a partir del usuario y host.

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2.2.4. Frecuencia

La radiofrecuencia es asociada para comunicaciones a largas distancia pero para el caso del RFID lo utilizaremos para distancias relativamente cortas.

Las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia en la que operan. Ya que a bajas frecuencias las ondas atraviesan los objetos, pero su potencia cae fuertemente cada vez que se aleja de la fuente. Mientras que a altas frecuencias las ondas tienden a viajar en líneas rectas y rebotar en los obstáculos

En la tabla 2.1 se muestran las diferentes frecuencias a las que opera la tecnología RFID, mencionando las aplicaciones de cada una de las diferentes frecuencias [9].

Tabla 2.1 frecuencias de uso

Frecuencia de Trabajo Aplicaciones

LF: 135 KHz  Control de acceso

 Identificación de animales

 Control antirrobo en vehículos

HF: 13.56 MHz  Control de acceso

 Bibliotecas y control de documentación

 Pago en medios de transporte

 Control de equipaje en aviones

UHF: 860-960 MHz  Cadenas de suministro

 Trazabilidad de objetos de valor

 Control anti falsificación

 Automatización de tareas relacionadas con inventario

 Pago de peaje en autopistas Microondas: 2.4 GHz, 5.8 GHz  Pago de peaje en autopistas

 Rastreo de vehículos

Por lo tanto con la tabla anterior se muestra que la aplicación de la tecnología RFID se encuentra condicionada por la frecuencia a la que trabaja el lector y la etiqueta debido a que condiciona las características de propagación del campo electromagnético y, por tanto la transmisión de datos: tipo de acoplamiento, velocidad de transmisión. Estas características condicionan también las aplicaciones comerciales de RFID mencionadas en la tabla 2.2.

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Tabla 2.2 Características generales de frecuencia

Frecuencia LF 125 KHz HF 13.56 MHz UHF 860 – 960 MHz Microondas 2.4,

5.8 GHz

Rango máximo de lectura

(valores típicos en tags pasivo)

<0.5 m ~1 m ~3 m ~1m

Características

Es relativamente caro, necesita una antena de cobre mayor, más cara.

Es de menor costos que los etiqueta empleados en LF con un rango de lectura corto con tasa de

datos menor

comparado con los etiqueta de mayor frecuencia

Cuentan con el potencial de ser mucho más baratos que los etiqueta de LF y HF debido al diseños de sus circuitos

Cuenta con

características muy similares a los etiqueta de UHF pero con mayor tasa de lectura

Tipo de

alimentación del tag

Generalmente pasiva General mente pasiva con acoplamientos

inductivos o

capacitivos

Pasivos con

acoplamiento electromagnético capacitivo o activa

con batería

integrada

Pasivos con acoplamiento electromagnético capacitivo o activa con batería integrada

2.2.5. Antena de RFID

Las antenas son dispositivos que tienen la capacidad de radiar o recibir ondas electromagnéticas.

2.2.5.1. Características físicas

Las antenas de RFID tienden a ser prismas rectangulares, su tamaño depende de la frecuencia a operar, su color es indiferente y presentan distintas particularidades dependiendo de su aplicación.

2.2.5.2. Especificaciones de uso

La mayoría de las antenas están alojadas en recintos que son fáciles de montar, y suelen verse como racks protegidos. Variar la ubicación de la antena del lector es una de las formas más fáciles de ajuste cuando se localizan y solucionan problemas de un sistema, y al mismo tiempo resulta una de las tareas más difíciles de llevar a cabo en forma correcta [2].

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La antena del lector debe ser colocada en una posición donde tanto la transmisión de energía hacia la etiqueta, como la recepción de los datos emitidos sean óptimas. Debido a que existen regulaciones gubernamentales que limitan el nivel de potencia de un lector, la ubicación de las antenas es vital para alcanzar un alto grado de lectura, como se muestra en las figuras 2.12 y 2.13.

Figura 2.12 Antenas colocadas en plataforma de carga

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Figura 2.13 antenas colocadas en plataforma

Características de legibilidad de una antena de RFID:

 Patrón: Se refiere al campo de energía tridimensional creado por la antena. Esto es también conocido como el área de lectura.

 Ganancia y atenuación: La ganancia de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de potencia que radiaría una antena isotrópica, a igualdad de distancias y potencias entregadas a la antena. Mientras la atenuación es la disminución de la potencia transmitida por efectos del medio de transmisión.

 Polarización: Se refiere a la orientación de la transmisión del campo electromagnético. En este tipo de antenas presentan dos tipos de polarización:

o Lineal: presenta un rango de lectura mayor, pero la tag debe poseer una posición constante, que a continuación se muestra en la figura 2.14.

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Figura 2.14 antena de polarización lineal

 Circular: es una antena que radia en distintas direcciones la energía de modo simultaneo y presenta la ventaja que, la etiqueta, pueda tener una posición variable, así como evitar obstáculos, como se muestra en la figura 2.15 [2].

Figura 2.15 antena de polarización circular

2.2.6.

Host u Ordenador

Es el que recibe la información de uno o vario lectores de RFID y se encarga de comunicarse con el sistema de información. Es capaz de transmitir órdenes al lector [2].

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2.3.Funcionamiento de la tecnología RFID

La etiqueta es colocada sobre una superficie plástica, en la cual el lector puede leer o escribir información. Para leer una etiqueta, el lector está constantemente emitiendo una onda de radio dentro de un rango determinado y al pasar la etiqueta dentro del campo de emisión esta se identifica a sí misma, este proceso dependerá directamente de un etiqueta activo o pasivo, en cuanto a la forma de respuesta que presente. La tecnología RFID permite leer a distancia sin contacto físico o en línea de vista del lector, que puede llamarse tecnología inalámbrica, su funcionamiento consiste en los siguientes tres pasos:

1.- el lector envía señales de radiofrecuencia en forma de ondas a la etiqueta, que es capaz de captar la señal por su antena.

2.- las ondas alimentan al chip por medio de la antena, por radiofrecuencia, transmite al lector la información que está contenida en la memoria.

3.- el lector recibe la información que contiene la etiqueta, y lo envía a una base de datos, que previamente se han registrado el código EPC.

En la figura 2.16. que se esquematiza este proceso.

Figura 2-16 Sistema de RFID

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2.4.Cualidades del sistema RFID

Método de Lectura: es la forma en que identifica a las etiqueta, en este sistema es por medio de radiofrecuencia, La lectura por RFID no requiere línea de visión para obtener la información de la etiqueta. La señal de la frecuencia de radio (RF) es capaz de viajar a través de la mayoría de los materiales. Esto es particularmente ventajoso en las operaciones de recepción de mercaderías en depósitos y en aplicaciones donde la información debe ser recolectada a partir de ítems que tengan una orientación heterogénea. Un lector RFID es capaz de distinguir e interactuar con una etiqueta individual a pesar de que múltiples etiquetas se encuentren dentro del rango de lectura dado.

Velocidad de Lectura: Las etiquetas RFID pueden ser leídas más rápidamente que las etiquetas de código de barras en grados teóricos de 1.000 por segundo o más.

Durabilidad: Para mayor protección, las etiquetas RFID pueden ser insertadas en sustratos de plástico duro u otros materiales.

Almacenamiento de Datos: el EPC permite identificar un código en forma individual a través de un número serial asignado. Las etiquetas RFID de alto valor contendrán varios kilobits de memoria (miles de caracteres). Este incremento de información en la capacidad de almacenamiento de datos crea una base de datos de información portátil.

Flexibilidad de Información: Con respecto a la información dinámica, las etiquetas RFID son capaces de realizar operaciones de lectura y escritura, permitiendo la actualización de información en tiempo real de un ítem que se mueve a lo largo de la cadena de abastecimiento.

Redundancia de Información: Las etiquetas RFID retienen información en forma cautiva, ofreciéndola únicamente a través de un lector reiniciado para recibir esos datos. La integridad del sistema no es lineal (se puede aceptar o rechazar lo que el lector transmite).

La combinación de etiquetas RFID conteniendo código de barras y caracteres humanamente legibles ofrece la mejor alternativa de redundancia e integridad de la información.

Seguridad: Algunas etiquetas RFID soportan la combinación de palabras claves que pueden hacerlas ilegibles para los sistemas de lectura que no usan las claves de acceso del código EPC [7].

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Costo: RFID requiere inversiones en capital. Los principales costos están representados por el equipamiento (impresoras, lectores, antenas y etiquetas) y por los servicios profesionales (relevamientos, ingeniería de proyectos, instalación y puesta en marcha, capacitación de los usuarios) siendo conscientes que todo esto dependerá de la aplicación en particular [8].

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C ^APÍTULO 3

“Armado e implementación

del sistema”

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CAPITULO 3

ARMADO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA

En la figura 3.1 se muestra un diagrama a flujo que ilustra del funcionamiento del sistema, el cual satisface la problemática planteada.

Figura 3.1 Diagrama de flujo del funcionamiento del sistema

Inicio

Cerrar llaves de paso

Comprobar si está funcionando Si=funcionando

No= no funcionando

Abrir llaves de paso durante 8 seg

Instrucciones recibidas de la

Tablet Si=Abrir No=cerrar

Identificar con RFID Si=usuario No= intruso

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A continuación se explica el diagrama de flujo de la figura 3.1:

La primer acción que realiza el sistema al comenzar a funcionar es cerrar las llaves de paso, después se pregunta si se tienen instrucciones del dispositivo con Android, en caso de no haber ninguna, checa si hay información del lector RFID con el cual se reconocerá al usuario permitido o intruso, si es un intruso se cierran inmediatamente las llaves.

En el caso de que se mande una instrucción de apertura de llaves con el dispositivo Android o teniendo la tarjeta de RFID permitida, estas se abrirán y permanecerán abiertas durante 8 segundos; en caso de que no se enciendan los quemadores se cierra la llave de paso correspondiente y para volver a utilizar la estufa se requerirá repetir cual quiera de las dos acciones mencionadas anteriormente.

Una vez funcionando una o las dos parrillas, estarán en un monitoreo constante que permita detectar si se apagaron los quemadores por derrame de alimentos o por falta de presión del tanque de gas, en caso de que se apagaran, el sistema cerrara la llave de paso correspondiente. Así mismo se activan o desactivan los quemadores desde el dispositivo Android, para ver el código del programa dirigirse en la parte final del Anexo, donde se encuentra éste. En la figura 3.2 se muestra un diagrama a bloques del sistema, donde se observa como es la comunicación entre cada componente del sistema

Todo el sistema esta energizado por la misma fuente como lo muestran las líneas cafés.

La estufa puede ser utilizada en cualquier momento, por lo que se tiene una adquisición constante de datos, estos datos se obtienen a través del RFID, los sensores de temperatura, sensores de gas, para ser transmitidos vía alámbrica hacia el microcontrolador (representados con las líneas y flecas rojas), para su interpretación y realizar la acción correspondiente. Toda acción tomada se envía una notificación al usuario a través del Bluetooth; esta comunicación es full-dúplex (como lo muestran las líneas y flechas rojas), ya que el usuario puede enviar información para tomar control de cada quemador debido a que son independientes.

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Figura 3.2 Diagrama a bloques del sistema

Una vez ya analizados los datos obtenidos, se toma una decisión, que es ejecutada por los servomotores, esta comunicación solo es una dirección (como lo muestran las líneas y flechas rojas).

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3.1.Parte mecánica

La parte mecánica está conformada por los servomotores, que son nuestros transductores de señal eléctrica a mecánica, por lo tanto ejecutores de las decisiones tomadas por el micro controlador.

3.1.1.Servomotor

Es un dispositivo electromecánico que controla el posicionamiento para el cierre y apertura de una llave de paso, por medio de la modulación del ancho de pulso (PWM) [4].

Consideraciones para la elección del Servomotor.

 La cantidad de inercia rotacional que presentó la llave de paso fue 1.8 kg, esta es la cantidad mínima que debe presentar el torque del servomotor, poder moverla. Con esta característica de la llave se eligió un servomotor de 2.5 kg para que no estuviera forzado al abrir o cerrar la llave.

 La cantidad de grados que debe presentar el giro del servomotor debe ser de 90°, respecto a la referencia, para el cambio de estados en el sistema (cerrado o abierto de las llaves de gas). Debido al montaje realizado y a las imperfecciones que presenta servomotor debe moverse de 0 a 100° para lograr lo ya mencionado, por esto se eligió un servomotor de 180°.

 El material del que esté compuesto el servomotor debe soportar temperaturas promedio a los 80° C (al estar encendida la estufa). Ya que fue la lectura máxima que se registró en el lugar que se colocaron los servomotores, con esto temperatura se deben de poner servomotores con engranes metálicos

El servomotor que reúne todas estas características es mostrado en la figura 3.3

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Fig. 3.3 Servomotor utilizado

3.2.Parte electrónica

Es conformada por los sensores, lector RFID y micontrolador, así mismo es la encargada de proporcionar las condiciones adecuadas para el óptimo desempeño, como voltajes, circuitos para mejorar de sensibilidad.

3.2.1.Fuente de alimentación regulada

La fuente de alimentación es un dispositivo que cambia el voltaje de corriente alterna en voltaje de corriente directa, en nuestro caso se necesitó un voltaje de 5 volts (V) en CD a 2 amperes (A) , debido que el micocontolador, el RFID y los sensores del sistema son alimentadas con ese voltaje. Se requirió de 2 A para que los servos funcionaran adecuadamente por lo que se diseñó la fuente de la figura 3.4. Para mayor información sobre el regulador de volteja revisar la parte correspondiente del Anexo del LM350k

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Fig. 3.4 diagrama de la fuente de alimentación

3.2.2.Sensores de gas

Es un dispositivo electrónico que permite la medición en por partes por millón de gas LP convirtiéndolo en niveles de voltaje significativos, de este modo se vuelve una fuente de información para la toma de decisiones por parte del sistema [4].

El sensor de gas a colocar debe ser capas se detectar diferentes combinaciones de gases, leer las concentraciones de gas en partes por millo, y que sea muy sensible. Todas estas características las tiene el sensor de gas MQ2, que se utilizó en el sistema. Para mayor información sobre el circuito y las característica revisar el Anexo del MQ-2.

Fig. 3.4 Sensor de gas

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3.2.3.Sensores de temperatura

Es un dispositivo electrónico que permite la medición del cambio de temperatura por grado centígrado, convirtiéndolo en 10 mV por grado. De este modo se vuelve en una fuente de información para la toma de decisiones por parte del sistema [4].

Los requerimientos para este dispositivo fueron: tener una rápida recuperación, rango con la menor incertidumbre posible y evitar la mayor cantidad de ruido posible. El sensor que cumple con estas cualidades es el LM35, ya que posee las siguientes características: Una incertidumbre de 0.5 [mV] Presenta una tasa de ruido aceptable de X, respecto a Y, la recuperación no es rápida, pero esto se presenta en todos los sensores. Este sensor es en la figura 3.5. Para mayor información de las características y el circuito revisar el Anexo del sensor de temperatura.

Fig. 3.5 Sensor de Temperatura LM35

3.2.4.Microcontrolador ATMEGA 328P

Es un circuito integrado programable que permite la ejecución de las siguientes tareas:

 Toma de decisiones en base a los datos obtenidos por los sensores de gas y temperatura para el control de dispositivos.

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 Permite y mantiene la comunicación entre el celular y la estufa, adecuando los datos a cada elemento.

 Contiene una base de datos de la identidad de los miembros autorizados a utilizar la estufa.

Se buscó un microcontrolador que tuviera las siguientes especificaciones:

 5 puertos analógicos

 8 Puertos digitales

 Bajo costo

El factor determinante para la selección del microcontrolador fue el costo, pues diversos proveedores presentaban las mismas funciones, pero su precio aumentaba, en la figura 3.6 se muestra el dispositivo mencionado.

Fig.3.6 MicrocontroladorATMEGA28P

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3.2.5.Bluetooth

Es una tecnología inalámbrica estándar para el intercambio de datos a través de distancias cortas (con corta longitud de onda, para ondas de radio UHF, se muestra en la figura 3.7, en la banda de 2,4 a 2,485 GHz) que permite interconectar la comunicación bidireccional entre el celular y el microcontrolador, manifestándose en el control de la apertura y cierre de las llaves de gas y en envió de mensajes, como consecuencia, de una violación de seguridad, por parte del microcontrolador al celular [5].

Funciones específicas que desempeña:

 Envió de mensajes de seguridad entre el microcontrolador y el dispositivo con Android, basados en la toma de decisiones por parte del microcontrolador durante la recolección de datos de modo continuo en los sensores.

 Envió de instrucciones de apertura o cierre, por parte del usuario, entre el celular y el microcontrolador.

El Bluetooth no interfiere con el RFID ya que trabajan a diferentes frecuencias y se muestra en la figura 3.7

Fig. 3.7 Bluetooth

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3.3.Factores que se involucraron para la elección del tipo de sistema de RFID

El elemento determinante para este sistema fue el tipo de la tarjeta RFID, por las circunstancias en las que se está en la estufa se necesitó que fuera pasivo, porque no se tiene problemas de mojarse o mancharse

Sensibilidad: la habilidad de un circuito integrado (CI) para ser energizado y poder enviar una señal de suficiente potencia al lector, a lo que corresponde que el sistema posee una baja sensibilidad, debido a los altos costos que se presentan en equipos con mayor sensibilidad, esto implica poner muy cerca la etiqueta de RFID del lector para poder identificar al usuario.

Ubicación y orientación: la tasa de lectura es afectada por la orientación de la etiqueta en una caja en relación al lector. Lo que genera que su ubicación con respecto al lector resulta determinante. El sistema utilizado se muestra en la figura 3.8.

Fig. 3.8 Sistema de RFID

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Forma y tamaño: en general, los lectores más grandes poseen rangos de lectura más extensos. El lector utilizado al tener poca sensibilidad, el tamaño y la forma serán pequeños 4X7 cm.

Colisiones: depende del número de etiquetas que deben ser leídas simultáneamente en un determinado rango de cobertura, en lo particular el sistema utiliza un miembro, con la capacidad de extenderse a un mayor número de usuarios autorizados, según su necesidad.

Lector: por la característica de ubicación y orientación, lo que hace que el lector tenga un solo modo de lectura, el directo y fijo [2].

Identificación: esta característica es específica y única para la identificación de miembros.

3.4. Descripción del proceso de creación de la aplicación

1. Se utilizó plataforma “App Inventor” creada por Google, debido a que presenta un ambiente de programación muy accesible tanto para los programadores como a los usuarios. Tomando en consideración, la función específica que debía realizar, el control de manera remota por vía Bluetooth y la comunicación entre un dispositivo móvil y la parte del sistema restante.

2. Para la integración final de la aplicación se realizaron diversas versiones en la misma plataforma para verificar el funcionamiento y tener diferentes referencias para posteriores modificaciones en caso de obtener resultados negativos al realizar la aplicación definida.

3. Se verificó la correcta comunicación entre el dispositivo con sistema operativo Android y el módulo Bluetooth implementado, obteniendo algunos fallos en la comunicación con la aplicación desarrollada en App Inventor.

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3.5. Descripción del proceso de armado

1. Todo el armado giró alrededor de las dimensiones de la parrilla en la cual se ensambló el sistema. Entre los aspectos que se tuvieron que corregir, fueron la tubería de gas, ya que no era la adecuada para la implementación de los servomotores, lo que originó que fuera rearmada la tubería. Como se muestra en la figura 3.9.

Fig. 3.9 Modificación de la tubería

2. Para montar las llaves de paso, se consideraron los dos aspectos siguientes: ser soldables como se muestra en la figura 3.10 a), y que al giro de apertura y cierre

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fuera de 90°, esta función es realizada por los servomotores, los cuales se instalaron junto con las llaves de paso como se muestra en la figura 3.10 b).

Fig. 3.10 a) Instalación de llaves de paso

Fig. 3.10 b) Llave de paso con servomotor instalado

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3. Se instalaron las conexiones de tipo T en la salida hacia los quemadores para colocar los sensores de gas como se muestra en la figura 3.11 a) y el lector de RFID en la parte frontal de la estufa como se muestra en figura 3.11 b)

Fig. 3.11 a) Instalación de conexión tipo T para sensores de gas

Fig. 3.11 a) instalación del lector de RFID

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4. Se hicieron pruebas de conectividad entre el celular y el microcontrolador para el montaje del Bluetooth, de modo individual para el establecimiento correcto entre la comunicación de estos elementos, esto se observa en las figuras 3.12a) y 3.12b).

Fig. 3.12 a) Verificación de la conexión entre dispositivo móvil y la estufa inteligente

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Fig. 3.12 b) Verificación de la conexión entre dispositivo móvil

5. Se realizaron lecturas, a partir de distintas pruebas, para comprobar el correcto desenvolvimiento de los sistemas de gas y de temperatura de modo aislado para la detección de algunas fallas, se muestra en la figura 3.13.

Fig. 3.13 Pruebas de medición de temperatura

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6. Para la adecuación del posicionamiento y giro de los servomotores, se controlaron por medio de la aplicación desarrollada y fueron ejecutadas por el microcontrolador, esta aplicación estuvo basada en la información que era recibida de los sensores.

3.6. Descripción del proceso de funcionamiento del sistema (una vez integrado)

Una vez instalado el sistema de detección en la estufa, para accionarlo se necesitó realizar la comunicación por medio de la aplicación conectando el dispositivo con el módulo Bluetooth de la estufa, para así estar monitoreando constantemente el estado de los sensores. Al terminar se realizó la comunicación entre la estufa y el dispositivo móvil, para ello se requirió de la identificación del usuario por medio de la tarjeta RFID que se encuentran autorizada, al verificar la identidad de la tarjeta RFID, el microcontrolador posicionará los servomotores a 110° respecto a la vertical, para que pueda fluir el gas y se utilice la estufa; si por lo contrario si se intentará ingresar con un etiqueta no válido, el microcontrolador por medio del módulo Bluetooth, que tiene conectado, enviará un mensaje avisando que se encuentra un miembro no autorizado tratando de hacer uso de la estufa.

Cuando se active el sistema con una etiqueta válido las perillas estarán 100% funcionales, en caso de que se presente una alteración en el estado del sensor de gas y no se presenta un cambio de temperatura, entonces el sistema cancelará de inmediato el suministro de gas y en consecuencia enviará mensajes por medio del Bluetooth para que el usuario este informado de lo que esté sucediendo.

El tiempo máximo de flujo de gas sin que se registre un cambio de temperatura es de 15 segundo; debido a que por lo general antes de encender el quemador se alejan la personas por las cosas que pondrían a cocinar; es por ello que se tomó la decisión de

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implementar un tiempo de espera antes de que se cancele el suministro de gas, posibles alternativas:

 Utilización de un sistema de RFID con mayor alcance para lograr una mayor distancia entre el lector y la etiqueta de identificación.

 Uso de sensores con mayor sensibilidad, para la aumentar la seguridad y detección de fugas de gas, por parte del sistema.

3.7. Mejoras del sistema

 Integrar una base de datos que pueda estar ligada a internet para poder tener un sistema de avisos posibles en cualquier lugar.

 Extender a un mayor número de usuarios como miembros autorizados, este caso provocaría realizar un sistema más completo de tarjetas, así como una posibilidad de cambio del sistema RFID debido a posibles lecturas simultáneas o confusión de identidades con otros sistemas.

 Realización de un sistema de toma de decisiones por parte de la aplicación, al integrar más de un administrador, en caso de hacer una estructura jerárquica de éstos, para la discriminación de ciertos mensajes.

 En caso de un incidente de mayor percance, un incendio o una fuga de gas, estar enlazada con la central de bomberos, policía y cruz roja.

 Establecer un sistema de auto detección de errores y envió de mensajes al administrador del sistema en caso de una falla o un mantenimiento preventivo.

 Establecimiento de un protocolo en base a las mejoras instaladas.

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C ^APÍTULO 4

“Resultados de la

operación del sistema”

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CAPÍTULO 4

“RESULTADOS DE LAS OPERACIONES DEL SISTEMA”

A continuación se presentará una descripción detallada de las cualidades del sistema, las ventajas que ofrece y el correcto funcionamiento de éstas.

4.1. Identificación del personal autorizado para el uso del sistema

La prueba consiste en hacer pasar un conjunto de etiquetas, en donde solo una es la autorizada para poder acceder al sistema. Este conjunto de etiquetas que se evalúan se muestran en la figura 4.1.

Fig. 4.1 Conjunto de etiquetas a identificar

Además esta prueba permite comprobar la comunicación entre el microcontrolador- Bluetooth-dispositivo móvil, lo que nos permite verificar de modo rápido toda esta parte del sistema. En base a la etiqueta que detectada el microcontrolador, éste enviara un mensaje al dispositivo móvil, a continuación se muestran los diferentes respuestas que tendrá el sistema:

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 “Intruso detectado” lo que significa que la etiqueta identificada no es la correcta, se observa en la figura 4.2.

Fig. 4.2 Identificación de una etiqueta invalida.

 “Usuario permitido” significa que la etiqueta corresponde al sistema y permite habilitarlo, se ve en la figura 4.3.

Fig. 4.3 Identificación de una etiqueta válida

Con la detección de una tarjeta autorizada también se logra probar la apertura de las llaves del gas, es decir, que la tarjeta permite al usuario acceder al sistema sin ningún problema, se observa en la figura 4.4.

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Fig. 4.4 Habilitación del sistema por medio de la etiqueta

Lo anterior ocurre gracias a que la parte mecánica del sistema, que constituyen los servomotores controlados por el microcontrolador, rotarán 135°, permitiendo así el paso del flujo de gas. De esta forma se comprueba el correcto control de la parte electrónica sobre la parte mecánica.

Con esta prueba se muestran las siguientes cualidades del sistema:

 La identificación de una etiqueta autorizada, permitirá el uso de la estufa.

 El envió de notificaciones cada vez que se detecte una etiqueta tanto valida como no valida.

 La habilitación de la parte mecánica siempre que una etiqueta sea válida.

4.2. Detección de un intruso

Esta prueba consiste en una lectura continua de la concentración de gas y la temperatura con el objetivo de evitar fugas de gas.

Una vez habilitado el sistema y se accione una o ambas parrillas, se esperará 15 segundo para que ocurra un cambio de temperatura, de modo contrario se cancelará el flujo de gas.

En forma consecutiva se envía un mensaje al dispositivo móvil, en el cual indique el cierre de la parrilla del flujo de gas de la parrilla correspondiente, “Parrilla X cerrada”, donde X significa el número de la parrilla a la que se halla cerrado.

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Fig. 4.5 Identificación del intruso

En el caso que en ambas parrillas no ocurra un cambio de temperatura se cancelarán ambos flujos de gas y enviará de forma inmediata un mensaje que indique tal acontecimiento “Parrilla 1 y 2 cerradas”, esto se observa en la figura 4.6.

Fig. 4.6 Identificación del intruso en ambas parrillas