Resumen DISEÑO DE UN CRONOTERMOSTATO PARA CALEFACCIÓN. Egido Cortés, Ignacio.

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1 Resumen DISEÑO DE UN CRONOTERMOSTATO PARA CALEFACCIÓN SOBRE TELÉFONOS MÓVILES Autor: Reynaldo Yus, José María. Directores: Pilo de la Fuente, Eduardo. Egido Cortés, Ignacio. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO: El Cronotermostato Bluetooth se concibe con la idea de mejorar los cronotermostatos actuales en aras de una mayor comodidad, eficiencia y portabilidad en el ámbito doméstico. Un cronotermostato es un termostato mejorado para que opere a las temperaturas y consignas horarias definidas por el usuario. Las dos funcionalidades más atractivas de la domótica hoy día son la seguridad y la climatización. El objetivo de este proyecto es la de ofrecer un servicio domótico de climatización a un precio asequible. Como la penetración que ha tenido la telefonía móvil ha sido espectacular, el proyecto trata de aprovechar este hecho, diseñando un cronotermostato de bajo coste que sea capaz de comunicarse con cualquier móvil. Para esta aplicación, con que el móvil tenga Bluetooth es suficiente, ya que todos los teléfonos actuales son compatibles con Java. La inclusión de J2ME (Java 2 Micro Edition) hace unos años permite que el software creado tenga portabilidad con todas las marcas y modelos. Además, esto permite un gran ahorro en hardware ya que los microprocesadores que tienen los móviles están sobradamente preparados para la aplicación. Todo esto hace atractivo el conjugar la tecnología que brindan los móviles y la domótica. Se controlará la temperatura de la casa a través de una interfaz muy amigable a la vez que se ahorran costes. El sistema que se ha desarrollado, tal y como se puede ver en la Figura 1, consta de dos partes principales: un teléfono móvil y una tarjeta de control con

2 Resumen microprocesador, sensor de temperatura y actuador. La tarjeta de control va a tener casi todas las funciones de un cronotermostato convencional, pero se va a diferenciar en que no se configura a través de botones y viendo el resultado en el display del cronotermostato. Para la configuración del cronotermostado se usa el móvil, que permitirá también la visualización del estado del sistema. TARJETA DE CONTROL Adaptador Bluetooth - Serie Comunicación serie Microcontrolador Sensor de temperatura Fin del móvil: Configuración Monitorización Actuador (Relé) CALDERA Figura 1. Esquema del sistema. Para conectar el móvil y la tarjeta se va a usar Bluetooth. El requisito que debe tener un móvil para funcionar en este sistema es que tenga el hardware y la librería de Bluetooth para J2ME (todos los modelos actuales con hardware Bluetooth la tienen). Para la tarjeta prototipo se ha usado un adaptador Bluetooth-Serie (Freetomove F2M01C1) para simplificar las comunicaciones del microcontrolador, de manera que el microcontrolador sólo gestione una comunicación serie RS232. El teléfono móvil que se ha usado es un Nokia En principio podría haber sido cualquier otro, ya que no se ha programado nada en especial por ser ese modelo. Para su programación se ha empleado la plataforma de Java genérica Eclipse y un plugin de Nokia de J2ME.

3 Resumen El programa del teléfono móvil se conectará con la tarjeta de control siempre que lo ejecutemos y en ese momento empezará a monitorizar el estado del sistema, es decir, a mostrar en pantalla datos de interés como pueden ser la temperatura actual, configuración actual, estado de la caldera, etc. También puede cambiar de modo de operación: automático, termostato sin programar, apagado y un modo de vacaciones. En éste modo, el sistema quedará en modo latente para volver a modo automático cuando se le indique. Como ya se ha indicado, cada vez que se modifique la configuración, el móvil enviará esa información a la tarjeta para que se actualice. Por lo tanto, será necesario que el móvil almacene la configuración entre ejecución y ejecución del programa. Esto se consigue en J2ME a través de bases de datos de bajo nivel. El corazón de la tarjeta de control es el microcontrolador Microchip PIC 16F873A. Éste ofrece una buena relación características/precio. Se ha programado en C usando el compilador Sourceboost. Para depurar y grabar el programa en el microcontrolador se ha usado la placa de pruebas PICDEM 2 PLUS y el software MPLAB, ambos de Microchip. La tarjeta de control va a funcionar independientemente del móvil, sólo necesitará recibir una primera configuración que actualice las consignas horarias, y la hora y el día actual. En base a la temperatura que mida con un sensor y a las consignas horarias encenderá o apagará la caldera a través de un relé. Durante el funcionamiento normal la tarjeta podrá recibir nuevas configuraciones que modifiquen su funcionamiento. Además, cuando sea posible se realizará una sincronización de la hora de la tarjeta con la del móvil. En conclusión, se ha conseguido implementar con éxito el software en el móvil y en la tarjeta. Se ha construido una tarjeta de periféricos que funciona dependiente de la placa de pruebas y que conjuntamente con ella hace la función de tarjeta de control. La tarjeta de periféricos tiene un sensor de temperatura LM35DZ y un relé de 5V que permitiría el encendido y apagado de la caldera.

4 Abstract DESIGN OF A HOURLY-THERMOSTAT FOR A CENTRAL HEATING SYSTEM USING A CELL PHONE Author: Reynaldo Yus, José María. Directors: Pilo de la Fuente, Eduardo. Egido Cortés, Ignacio. Collaborating Organization: ICAI Universidad Pontificia Comillas. ABSTRACT: This project was conceived in order to improve the present hourlythermostats for the sake of a greater comfort, efficiency and portability in the domestic scope. A hourly-thermostat is an improved thermostat which operates in previously defined by the user hours. Nowadays, domotics' most attractive features are security and HVAC heating, ventilation and air-conditioning-. As mobile technologies penetration into market has been spectacular, this project attempts to take advantage of this, designing a hourly-thermostat of low cost that is able to communicate with any cellular phone. For this application, whereupon the cell has Bluetooth is sufficient, since all the present mobile phones are compatible with Java. The inclusion of J2ME (Java 2 Micro Edition) years ago has allowed since then portability between all brands and models for the created software. In addition, this allows a great saving in hardware since the microprocessors incorporated in most of the cellphones are prepared for the application. In these circumstances, it s very attractive to combine mobile phones technology and domotics. The temperature of the house will be controlled through a very friendly interface at a very low cost. The system, as seen in Figura 2, consists of two main parts: a cellphone and a control board with a microcontroller, a sensor of temperature and an actuator. The control board will almost have all the functions of a conventional hourlythermostat, but it differs in that it is not set up through buttons and the result is visible in the hourly-thermostat built-in display. This hourly-thermostat will be

5 Abstract set up through the mobile phone, which will also allow to view the system's status. Serial- Bluetooth Adapter CONTROL BOARD Serial Communication Microcontroller Temperature sensor Phone s capabilities: Set up Monitoring Actuator (Relay) BOILER Figura 2. Developed system scheme. Connections between the cell and the control board will be made through Bluetooth. This requires the cellphone to have the Bluetooth hardware and software for J2ME (all the present models with Bluetooth hardware have it). For the prototype board, a Serial-Bluetooth adapter has been used (Freetomove F2M01C1) to simplify the communications of the microcontroller, so that the microcontroller only manages a serial communication RS232. The used cell is a Nokia It could have been any other, since no special coding has been made for that specific model. The software part of the project has been developed in the Eclipse IDE, along with the generic Java platform and Nokia's J2ME plugin. Cellphone's software will connect to the control board whenever it is executed and then it will begin to monitor the system status, this being showing in screen data of interest: current temperature and configuration, state of the boiler, etc. The operation mode may be changed: automatic, unprogrammed thermostat, off, and "holiday mode". In the latter, the system will be in a state of

6 Abstract latency to return to the automatic mode when it is indicated to do so. Whenever the configuration is modified, the cell sends that information to the board to update it. Therefore, it will be necessary that the cell stores the configuration between each program execution. This is achieved in J2ME through low level data bases. Control board's core is the Microchip PIC 16F873A microcontroller. This one offers a good capabilites/price relation. The Sourceboost compiler has been used for programming in C. In order to debug and write the program in the microcontroller the demo board PIC DEM 2 PLUS and software MPLAB were used, both from Microchip. The control board will work independently of the cellphone, it needs to receive one first configuration that updates it's one, and the hour and the present day. Based upon the measured temperature with a sensor, and the configuration, it will ignite or extinguish the boiler through a relay. The board will be able to receive new configurations that modify its operation. In addition, when the cell program is executed, control board will synchronize its hour settings with those of the mobile phone. In conclusion, cell phone and control board software has been implemented successfully. A peripherals board that needs the demo board to work has been built. The resulting device acts as control board. The peripherals board features a LM35DZ temperature sensor and a 5V relay that would allow the boiler ignition.