Instrumental científico con Hardware Libre
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- Ángeles Gallego Acuña
- hace 8 años
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1 1/29 Instrumental científico con Hardware Libre Emiliano López Centro de Estudios Hidro-Ambientales Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas Universidad Nacional del Litoral 25 de abril de 2015
2 2/29 Medir para entender La Importancia de contar con registros Para el análisis de fenómenos ambientales se requiere de registros continuos con una adecuada cobertura espacio-temporal Monitoreo manual Operarios especializados Insumo de tiempo considerable Baja frecuencia de mediciones Instrumental automático Mejora en la frecuencia Costo elevado Dependencia tecnológica
3 2/29 Medir para entender La Importancia de contar con registros Para el análisis de fenómenos ambientales se requiere de registros continuos con una adecuada cobertura espacio-temporal Monitoreo manual Operarios especializados Insumo de tiempo considerable Baja frecuencia de mediciones Instrumental automático Mejora en la frecuencia Costo elevado Dependencia tecnológica
4 2/29 Medir para entender La Importancia de contar con registros Para el análisis de fenómenos ambientales se requiere de registros continuos con una adecuada cobertura espacio-temporal Monitoreo manual Operarios especializados Insumo de tiempo considerable Baja frecuencia de mediciones Instrumental automático Mejora en la frecuencia Costo elevado Dependencia tecnológica
5 3/29 Monitoreo con instrumental automático Alternativa comercial Estaciones listas para usar Transmisión de datos a Internet (3g, Wifi, Satelital) Configuración remota Servicios en la nube de almacenamiento y visualización Costo elevado Díficilmente adaptables Atenta contra la mejora en la resolución espacial
6 4/29 Monitoreo con instrumental automático Alternativa comercial
7 5/29 Monitoreo con instrumental automático Alternativa comercial: componentes y esquema de funcionamiento
8 6/29 Monitoreo con instrumental automático Alternativa comercial: componentes y esquema de funcionamiento
9 7/29 Monitoreo con instrumental automático Alternativa comercial: equipos abiertos y cerrados Solución parche: usando SL y router liberado
10 8/29 Monitoreo con instrumental automático Desarrollo propio Otra alternativa sería realizar el desarrollo a medida Desde cero Recursos humanos especializados Dificultad para el desarrollo a gran escala
11 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
12 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
13 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
14 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
15 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
16 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
17 9/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Una alternativa intermedia es el Hardware Libre Plataforma de hardware reprogramable Lenguaje de programación de alto nivel (similar a C++) Entradas y salidas analógicas y digitales Completamente modular Cientos de sensores y módulos disponibles y sumando... Cientos de librerías de software libres Libre no significa gratis Free hardware means hardware with an available free design. Richard Stallman.
18 10/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Con el costo de tres estaciones de monitoreo comerciales (datalogger + vel. viento + temp + humedad) pasamos de esto
19 11/29 Monitoreo automático con Hardware Libre Con el costo de tres estaciones de monitoreo comerciales (datalogger + vel. viento + temp + humedad) pasamos de esto, a esto otro...
20 12/29 Objetivo Desarrollar un dispositivo de monitoreo abierto con transmisión inalámbrica para variables básicas: Humedad y temperatura ambiente Temperatura de suelo Velocidad y dirección de viento Altura de ríos Evaporación de tanque Humedad de suelo
21 13/29 Plataforma Arduino Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Arduino es la plataforma de Hardware Libre mas utilizada, en forma resumida, cuenta con 3 componentes: Placa principal Shields Sensores Arduino UNO, Mega, Nano, LilyPad... Datalogger, celular, WiFi, motores... Velocidad de viento, temperatura, humedad, distanciómetros acústicos/infrarojos...
22 14/29 Placa Principal Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Arduino UNO R3 Características: μp Atmega328 de 16MHz 14 I/O digitales 6 Analógicas 32 KB de memoria flash Conversor A/D 10 bits 5v o, 7v.. 12v SDI12, RS232...
23 15/29 Shields Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado De funcionalidad específica y acoplables a la placa principal: Ethernet, celular, datalogger
24 16/29 Sensores Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado
25 17/29 Dispositivo desarrollado Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado
26 18/29 Dispositivo desarrollado Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Aún en laboratorio... Datalogger Transmisión WiFi, USB, Cel Humedad de suelo Temperaturas de agua y aire Humedad ambiente Velocidad de viento Altura hidrométrica Evaporación
27 19/29 Datalogger Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Datalogger = Reloj + Almacenamiento en SD.
28 20/29 Comunicación Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado USB, Wifi, Celular,
29 21/29 Sensores Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Nivel: altura hidrométrica, evaporación, precipitación
30 22/29 Sensores Plataforma Arduino Dispositivo desarrollado Humedad y temperatura de suelo: interfaz con hydra probe ii
31 23/29 Resultados preliminares Resultados preliminares Conclusiones Validación en laboratorio Contraste con sensores comerciales conocidos y ampliamente utilizados Arduino vs... Campbell Eddy Covariance Manual Red Prov. Santa Fe (Sistema de alerta hidrológico) Stevens Hydra Probe II Spectrum
32 24/29 Resultados preliminares Conclusiones Resultados preliminares: temperatura ambiente
33 25/29 Resultados preliminares Conclusiones Resultados preliminares: humedad ambiente
34 26/29 Resultados preliminares Conclusiones Resultados preliminares: temperatura suelo y nivel
35 27/29 Conclusiones Resultados preliminares Conclusiones El ahorro económico es significativo: USD 1000 vs USD 100 Datalogger Stevens/Campbel 2MB: USD 700 Arduino UNO + Datalogger + tarjeta SD de 4GB: USD 70 (0.017 USD/MB) Arquitectura abierta asegura el constante desarrollo de componentes Comportamiento esperable y robusto. Solución atractiva Variados campos de aplicación. Desarrollo libre (licencia GPL)
36 28/29 Actualmente trabajando... Resultados preliminares Conclusiones Validar / contrastar / calibrar Protocolos de envío eficientes (MQTT) Ahorro de energía (modo sleep) Redes de sensores en malla (WSN, Wireless Sensor Networks) Pruebas en campo
37 29/29 FIN Resultados preliminares Conclusiones Gracias por su atención!
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