DISEÑO DE UN CRONOTERMOSTATO PARA CALEFACCIÓN SOBRE TELÉFONOS MÓVILES. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas.

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Alfonso Sánchez Martin
hace 8 años
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1 DISEÑO DE UN CRONOTERMOSTATO PARA CALEFACCIÓN SOBRE TELÉFONOS MÓVILES Autor: Sánchez Gómez, Estefanía Dolores. Directores: Pilo de la Fuente, Eduardo. Egido Cortés, Ignacio. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO: Este proyecto consiste en el diseño de un sistema de programación y control de una calefacción mediante el uso de un teléfono móvil y una tarjeta de interfaz. En el móvil se incorporará un programa Java, que permitirá programar la calefacción y además servirá como interfaz con el usuario. El sistema de control o teléfono móvil, está constituido por: Interfaz de usuario. Gestión de configuración de la calefacción. Comunicación con la tarjeta de interfaz. La tarjeta de interfaz, por otro lado, se ocupa de: Un microcontrolador que controla todo el sistema. Un puerto de comunicaciones. Un actuador para encender o apagar la caldera. Un sensor de temperatura. Un reloj externo, que establece la hora del microcontrolador. Se ha de diseñar el hardware y el software que se ejecutará por un lado en el teléfono móvil y por otro en el microcontrolador. De esta forma se implementa un cronotermostato programable que regula el control de la calefacción, de forma que la interfaz con el usuario se realiza mediante el propio teléfono móvil. El microcontrolador gestiona y actúa en función de la información que le transmite el teléfono. 1

RESUMEN DEL PROYECTO: Este proyecto consiste en el diseño de un sistema de programación y control de una calefacción mediante el uso de un teléfono móvil y una tarjeta de interfaz.

2 La comunicación entre el teléfono móvil y el microcontrolador se realiza en forma de comunicación serie utilizando Bluetooth en el teléfono y el puerto serie RS-232 en la tarjeta. La adaptación entre ambas señales se realiza mediante un adaptador RS232- Bluetooth comercial. El teléfono móvil interactúa con el usuario a través de una interfaz sencilla que permite realizar toda la configuración del sistema. Además el móvil controla también toda la parte referente a las comunicaciones. Por otro lado la tarjeta de interfaz se encarga de interactuar con la información que le aporta el sensor de temperatura del habitáculo y de manejar el encendido o apagado de la caldera. En la Figura 1, se pueden ver las partes que constituyen el sistema y como están relacionadas. También las partes propias que se han desarrollado en este proyecto. Figura 1: Esquema de configuración del sistema. A continuación se comentan con más detalles cada una de las partes del sistema: INTERFAZ Y SISTEMA DE CONTROL: Está constituido únicamente por un teléfono móvil, en concreto el teléfono NOKIA Este teléfono y otros muchos permiten la ejecución de aplicaciones en Java y de comunicación Bluetooth. El lenguaje 2

El teléfono móvil interactúa con el usuario a través de una interfaz sencilla que permite realizar toda la configuración del sistema.

3 de programación utilizado ha sido J2ME (Java2 Micro Edition), con la configuración CLDC (Connected Limited Device Configuration), orientada a dispositivos dotados de conexión y con limitaciones en cuanto a capacidad gráfica, cómputo y memoria. El modo de funcionar del sistema de control puede ser automático o manual. El modo por defecto es el automático. Cada día actualiza el perfil de temperaturas que previamente el usuario ha tenido que configurar. Entre las acciones que el usuario puede realizar se encuentra el encendido y apagado de la calefacción, concretar una temperatura de referencia y crear un perfil para un día determinado. En cada perfil se pueden programar 4 consignas diferentes de temperatura para todo el día. TARJETA DE INTERFAZ: Se basa en un microcontrolador. Se ha utilizado el microcontrolador PIC 16F873A. Se ha programado utilizando el lenguaje C, empleando el entorno de desarrollo SourceBoost. La tarjeta de interfaz recibe la configuración enviada por el teléfono y en base a dicha configuración realiza el control de la caldera en función de la temperatura indicada por el sensor. Esta tarjeta se ha realizado con la placa MICRO Pic Trainer y posteriormente se construyó otra placa auxiliar de periféricos (reloj, etc ), que se acopla a la misma. En esta segunda placa se ha montado un reloj contador con un cristal de cuarzo, el sensor de temperatura y la circuitería necesaria para la comunicación RS-232. COMUNICACIÓN TELÉFONO MOVIL Y TARJETA DE INTERFAZ: Gran parte de los esfuerzos de este proyecto se han centrado en establecer la conexión entre el teléfono y la tarjeta. El teléfono utiliza el protocolo de comunicación serie Bluetooth: Serial Port Profile (SPP), para comunicarse con la tarjeta. La tarjeta utiliza una conexión serie, en concreto el protocolo RS-232 y dispone de un adaptador externo RS232- Bluetooth. La tarjeta recibe los datos que le llegan del teléfono y responde con la información solicitada por el mismo y confirmando la recepción integra de los mismos. Para comprobar el buen funcionamiento de la comunicación, se ha desarrollado un pequeño programa de prueba en C, que permite actuar como si fuera la tarjeta cuando se comunica con el teléfono y como teléfono cuando lo hace con la tarjeta. Como resultados del proyecto, se ha logrado desarrollar la parte correspondiente a la tarjeta de interfaz y sus comunicaciones. Se ha conseguido implantar el programa en el teléfono, habiendo podido comprobar el funcionamiento de las comunicaciones únicamente mediante simulación. 3

Cada día actualiza el perfil de temperaturas que previamente el usuario ha tenido que configurar.

4 DESIGN OF A HOURLY-THERMOSTAT FOR A CENTRAL HEATING SYSTEM USING A MOBILE PHONE Autor: Sánchez Gómez, Estefanía Dolores. Directores: Pilo de la Fuente, Eduardo. Egido Cortés, Ignacio. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. ABSTRACT This project consists of the design of a programming and control system of a central heating system, using a mobile phone and a interface card. A Java program will be incorporated in the mobile phone; it will allow programming the heating and will also implement the user interface. The control system in the mobile phone is constituted by: User interface. Heating configuration management. Communication with the interface card. On the other hand the interface card, takes care of: A microcontroller that will control the whole system. A communication port. An actuator to switch on/off the heating. A temperature sensor. An external clock, which establish time in the microcontroller. The hardware and the software that will be executed, on the other hand in the mobile phone and by the other in the microcontroller has to be designed. A programmed hourly-thermostat that will regulate/control the heating system is then implemented. The user interface will be performed by the mobile phone. The microcontroller manages the information transmitted by the telephone which determines its actions. The communication between the mobile phone and the microcontroller is implemented as a serial communication, using Bluetooth in the telephone and the serial port RS-232 in the card. A commercial RS232-Bluetooth adapter serves as the interface between those systems. 4

ABSTRACT This project consists of the design of a programming and control system of a central heating system, using a mobile phone and a interface card.

5 The user interacts with the mobile phone through a simple user interface that allows system configuration. The mobile phone also controls the communications. On the other hand the interface card interacts with the information received from the temperature sensor and manages the heating switching on/off. The different components of the system and how they are linked is shown in the Fig. 1. The components developed as part of this project has been indicated in the figure Also it can be seen the project s own parts Figure 1: Diagram of the system configuration. Each of the system s parts are next mentioned in more detail: INTERFACE AND CONTROL SYSTEM: It is constituted by a mobile phone, specifically the telephone NOKIA This telephone (and many other ones) allows the execution of Java applications and Bluetooth communication. The programming language used is J2ME (Java2 Micro Edition), with the configuration CLDC (Connected Limited Device Configuration), which is oriented to devices provided with connection and with limitations referring to graphic capacity and memory. The control system can work in two ways: automatic or manual. The default way is the automatic one. The profile of temperatures for the day which must be configured 5

The different components of the system and how they are linked is shown in the Fig. 1.

6 previously by the user is actualised daily. Among the actions can perform the user it is included the manual switching (on/off) the heating, establishing a reference temperature and creating a profile for each day. Four different reference temperatures for the whole day can be programmed in each profile. INTERFACE CARD: It is based in a microcontroller. The PIC 16F873A microcontroller has been used, which has been programmed in C language using the development environment SourceBoost. The interface card receives the configuration the telephone has sent. Among this configuration it makes the control of the heating system with the temperature given by the sensor. This card has been implemented in a MICRO Pic Trainer card and another auxiliary card for peripherals (clock, etc ), has been developed which is connected to the other. In this second card a counter clock with a quartz crystal, a temperature sensor and the circuit necessary to RS232 communications have been included. COMMUNICATION MOBILE PHONE AND INTERFACE CARD: Most of the efforts in this project have been focused on establishing the connection between the mobile phone and the card. The mobile phone uses the communication Bluetooth serial protocol: Serial Port Profile (SPP), to communicate with the card. The card uses a serial connection, specifically the RS232 protocol and has a Bluetooth serial port plug (RS232-Bluetooth commercial external adapter). The card receives data from the telephone and answers with the information required and confirming the data reception. To allow checking all the communications a tested program in C has been developed, which permits to act like the card when it is communicating with the telephone or as the telephone when the communication is with the card. As results of this project, the interface card and the communications have been developed. The program in the telephone has been implanted and its usage has been tested only by simulation. 6

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