Diseño e Implementación de un Sistema Domótico para control y monitoreo de consumo energético con Arduino

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- Estudiar la plataforma Arduino aplicado a la domótica.

Se profundizará el estudio de la plataforma Arduino, sus principales características, su arquitectura, periféricos de control y su plataforma de desarrollo.

- Diseñar e implementar sistema domótico integral

- Modulo Central: es en esencia el modulo que sirve de puente entre el bajo nivel (elementos físicos como los sensores y actuadores) y el alto nivel (interfaz de control), permitiendo la interacción entre los usuarios con el sistema.

- Modulo software: es el que se encarga de controlar el sistema entero. Es el que manda solicitudes de datos y medidas a los diferentes dispositivos del módulo domótica y el módulo energético para almacenar en una base de datos central. Este módulo va a disponer de una interfaz gráfica amigable, fácil e intuitiva de usar. Por otra parte la comunicación de este módulo con el modulo central será a través de una red WIFI, en el caso de que el usuario se encuentre en la vivienda o vía Internet en el caso de encontrarse fuera de la vivienda y de la red inalámbrica local.

- Modulo domótica: este módulo permitirá la interacción entre los dispositivos de bajo nivel (sensores y actuadores) y el modulo central. La comunicación de los mismos será en forma inalámbrica de acuerdo a la programación de la placa Arduino.

- Modulo energético: este módulo cumplirá la función de controlar y monitorear el consumo energético brindando a información en tiempo real del comportamiento del sistema en la vivienda. A su vez el usuario podrá obtener reportes detallados de periodos de tiempos solicitados para tomar decisiones apropiadas de acuerdo a las posibilidades existentes en tal situación.

La gestión de la energía se encargara de:

- Racionalizar el uso de la energía

- Priorizar en la conexión de cargas: establecerá una tasa máxima de consumo simultáneo y un orden de prioridades en los actuadores para desconectarlos en orden cuando se sobrepasa. Se necesita un sistema que lea los consumos de cada circuito. Permite la desconexión de cargas eléctricas n función del consumo eléctrico instantáneo.

- Usar tarifas especiales: permitirá el aprovechamiento de la energía en horas valle, donde es más barato el Kwh y utilizar sistemas receptores que tengan funcionamiento acumulador (sistemas acumuladores y sistemas de energías alternativas como lo es el uso de paneles solares). Deriva el funcionamiento de los equipos a zonas horarias con tarifas más económicas.

- Analizar estudio de costo - beneficio utilizando el sistema

Se llevara a cabo un análisis detallado de la inversión realizada para la elaboración del sistema y su posterior instalación, así como los beneficios obtenidos de la misma.

- Conclusión final

Para finalizar el proyecto se realizará una conclusión, mencionando si se lograron los objetivos planteados al comienzo del mismo. Se mencionarán aquellos problemas y soluciones inmediatas que surgieron.

6. Institución, empresa u organización sobre la que se referenciará el trabajo, si correspondiere:

La realización de este proyecto y su aplicación será en una “vivienda tipo” de la ciudad de Salta.

7. Metodología y/o procedimiento a utilizar:

- Revisión bibliográfica

Se profundizaran los conceptos relacionados a la temática de redes de computadoras y datos, servidores, microcontroladores, sistemas embebidos, simulación de sistemas, plataforma Arduino aplicada a sistemas de domótica.

- Análisis de la situación actual

Se llevarán a cabo entrevistas a los propietarios de la vivienda para determinar la situación actual en cuanto a la demanda y uso de la energía eléctrica. A su vez se analizaran los aspectos económicos, energéticos y de confort como punto de partida

- Análisis de Consumo Energético

Se pretende a través de las tarifas emitidas por el proveedor de los servicios de energíaeléctrica (desde un periodo no menor a un año antes del inicio del proyecto) analizar el consumo energético para ver beneficios obtenidos desde la implementación del Sistema domótico en el hogar.

- Determinar elementos a automatizar e integrar al sistema domótico

Será necesario identificar los elementos que serán automatizados teniendo en cuenta la relación confort (a mayor confort, mayor gasto económico), ahorro económico y ahorro energético.

- Programación de la Plataforma de hardware Arduino

Se realiza la programación de la plataforma de hardware Arduino a través de un C#. La ventaja de este lenguaje es que dispone de forma nativa objetos para usar de forma muy sencilla los puertos serie y de este modo facilitar la programación de la placa Arduino.

- Programación de la Plataforma de Software Integral

Luego de la programación de la plataforma Arduino, se procede a realizar el desarrollo del software. La plataforma de desarrollo elegida será Visual Studio 2015 y el lenguaje de programación nuevamente será C# Esto permitirá gestionar el control total de los dispositivos vinculados con la placa Arduino.

- Análisis del Comportamiento del Sistema

Luego de la instalación del sistema, el siguiente paso es analizar el comportamiento del sistema y su interacción con el medio, los usuarios, sus necesidades y el confort de los mismos.

- Análisis de Costo-Beneficio

Teniendo en cuenta la información obtenida en los análisis anteriores, se procede a comparar estas observaciones e identificar los beneficios de la aplicación del sistema, desde el punto de vista energético y sus beneficios en el aspecto de ahorro monetario.

- Conclusiones

Una vez realizados los diferentes análisis, lo siguiente será dejar un registro de todos aquellos puntos en los cuales los objetivos planteados no llegaron a cumplir las expectativas y cuáles serían las posibles soluciones.

8. Plan de trabajo indicando tareas y tiempos para cada actividad:

Tareas