proyecto alarma de gases toxicos

Prototipo detector de gases txicos

ContenidoOBJETIVOS1ALCANZE DEL PROYECTO2INTRODUCCION2Mdulo Bluetooth HC-052Sensor de temperatura MQ-56Requisitos mnimos para el funcionamiento de la aplicacin8DESARROLLO DEL PROYECTO8Materiales utilizados8Programacin en app inventor y en arduino8La programacin y la aplicacin se presentan a continuacin:8Programa implementado en arduino para el control de mdulo bluetooth, sensor de gas, display LCD y envio y recibo de datos desde/hacia la aplicacin.11Esquema, circuito1Costos del proyecto1Costos de los materiales1Costo de mano de obra1Costo total de prototipo1Manual de usuario1CONCLUSIONES1REFERENCIAS1

OBJETIVOS

Aplicar los conocimientos adquiridos en comunicaciones inalmbricas, as como hacer uso de conocimientos previos en programacin para desarrollar un proyecto orientado a la comercializacin del mismo.

Realizar una aplicacin que pueda ser utilizada en la vida cotidian

ALCANZE DEL PROYECTO

Implementar un prototipo que permita realizar la deteccin de gases txicos en la cocina del hogar y enviar la informacin de activacin de alarma de forma inalmbrica.

INTRODUCCION

MARCO TERICO

Mdulo Bluetooth HC-05

Los mdulos debluetooth HC-05 son mdulos muy populares para aplicaciones conmicrocontroladores PIC y Arduino. Son dispositivos relativamente econmicos y que habitualmente se venden en un formato que permite insertarlos en un protoboard y cablearlo directamente a cualquier microcontrolador, incluso sin realizar soldaduras.

El mdulo de bluetoothHC-05 es el que ofrece una mejor relacin de precio y caractersticas, ya que es un mdulo Maestro-Esclavo,quiere decir que adems de recibir conexiones desde una PC o tablet, tambin es capaz de generar conexiones hacia otros dispositivos bluetooth. Esto nos permite por ejemplo, conectar dos mdulos de bluetooth y formar una conexin punto a punto para transmitir datos entre dos microcontroladores o dispositivos.ElHC-05 tiene un modo de comandos AT que debe activarse mediante un estado alto en el PIN34mientras se enciende (o se resetea) el mdulo. En las versiones para protoboard este pin viene marcado como Key. En el modo de comandos AT, podemos configurar el mdulo bluetooth y cambiar parmetros como el nombre del dispositivo, password, modo maestro/esclavo, etc.

Para comunicarnos con el mdulo y configurarlo, es necesario tener acceso al mdulo mediante una interfaz serial. Podemos usar un arduino con un par de cables (aprovechando el puente USB-Serial del Arduino), un kit para XBee o un simple MAX232 en el puerto serie de la PC.

Figura 1. Modulo Bluetooth HC-05 [1]

Figura 2. Especificaciones generales del modulo HC-05 [2]

Sus principales pines son:

Figura 3. Distribucin de pines del modulo Hc-05 [2]

COMANDOS AT BASICOS

Los usuarios pueden utilizar los comandos AT para configurar el mdulo con las diferentes configuraciones. Todos los comandos AT deben estar seguidos de y caracter de control el cual es 0x0D y 0x0A en hexadecimal. Estos comandos seguirn con una respuesta OK. A continuacin algunos comandos bsicos:

1. AT: el comando AT es utilizado para probar que el mdulo est bien.

Figura 4. Comando AT [2]

2. AT+RESET: este comando permite resetear al mdulo para que regrese al estado de encendido.

Figura 5. Comando AT+RESET [2]

3. AT+ROLE?: este comando investiga el papel del mdulo, 0=Esclavo, 1=Maestro, 2= Realimentacin-Esclavo.

Figura 6. Comando AT+ROLE? [2]

4. AT+ROLE= : este comando es usado para configurar al mdulo con maestro o esclavo, 0=Esclavo, 1=Maestro, 2=Realimentacin-Esclavo.

Figura 7. Comando AT +ROLE [2]

5. AT+CMODE?: este comando investiga el modo de enlace. 0=Direccin especifica del enlace de bluetooth, 1= Cualquier direccin de enlace de bluetooth, 2= Realimentacin-Esclavo.

6. AT+CMODE=: este comando es utilizado para configurar el modo de enlace del mdulo. 0=Direccin especifica del enlace de bluetooth, 1= Cualquier direccin de enlace de bluetooth, 2= Realimentacin-Esclavo. Es mejor configurar el modo para 1 si se tiene solo un par de dispositivos porque es mucho ms fcil hacer de ellos un par.

Figura 8. Comando AT+CMODE [2]

7. AT+PSWD? : Este comando investiga la contrasea del mdulo.

8. AT+PSWD=: este comando es utilizado para configurar la contrasea de emparejamiento.

Figura 9. Comando AT+PSWD [2]

9. AT+UART?: este comando investiga las configuraciones uart.

Figura 10. Comando AT+UART

DEFINICIN DE PINES:

Figura 11. Definicin de pines [2]

CONFIGURACIONES DE LOS PINES:

Figura 12. Configuracin de pines [2]

Sensor de Gases MQ-5

En el desarrollo del presente proyecto se utiliz el sensor de gases MQ-5 el cual presenta una alta sensibilidad al GLP (Gas Licuado del Petrleo), gas natural, gases de la cuidad pero una baja sensibilidad ante alcohol o humo de cigarrillo.

Entre sus caractersticas este sensor presenta una rpida respuesta, un circuito de accionamiento simple y una larga vida til.

Una aplicacin para este mdulo es el de detectar fugas de gases dainos para la salud.

A continuacin se presenta algunas especificaciones tcnicas del sensor de gas MQ-5:

Figura 13. Especificaciones tcnicas del sensor MQ-5 [3]

A continuacin se muestra las curvas de sensibilidad de los distintos gases que el sensor puede detectar en funcin de la concentracin del gas en el aire (partes por milln), estas curvas fueron testeadas a 20C, con una humedad del 65%.

Este sensor dispone de un total de 4 pines VCC, GND, A0 y D0, donde A0 y D0 permiten obtener los datos de forma analgica y digital de los datos del sensor.

Figura 14 . Sensibilidad Caracterstica del sensor MQ-5 [3]

Requisitos mnimos para el funcionamiento de la aplicacin

El uso del App Inventor 2 asi como la programacin por bloques se detallan en el anexo 1.

Requisitos del sistemaComputador y Sistema Operativo

Macintosh (con procesador Intel): Mac OS X 10.5 o superior

Windows XP, Windows Vista, Windows 7

GNU/Linux: Ubuntu 8 o superior, Debian 5 o superior.

Browser

Mozilla Firefox 3.6 o superior

Apple Safari 5.0 o superior

Google Chrome 4.0 o superior

Microsoft Internet Explorer no es compatible

Telefono o Tablet

Sistema Operativo Andriod 2.3 (Gingerbread) o superior

DESARROLLO DEL PROYECTOMateriales utilizados

Arduino Uno

Mdulo Bluethoot HC-5

Sensor de Gases MQ-5

Diplay LCD

Dispositivo Andriod (Celular)

Caja de plstico

Cargador de 5V

Cables Macho-Hembra

Programacin en app inventor y en arduino

La programacin completa de la aplicacin y la programacin completa de arduino se muestran en el anexo 2.

La programacin y la aplicacin se presentan a continuacin:

Figura 15. Programacin de Bloques en App Inventor 2

Figura 16. Apariencia final de la aplicacin.

Primero al abrir la aplicacin se genera un proceso que se asegura que el bluetooth este encendido y si no lo est genera una peticin para que sea encendido por el usuario, en la pantalla inicial la aplicacin tiene tres botones, uno para conectar, uno para verificar el funcionamiento y otra para mostrar los dispositivos vinculados. Para poder usar el programa es necesario primero presionar el botn de conectar que establece una conexin entre el dispositivo bluetooth (cuya MAC address esta predefinido en el programa) y el celular

Una vez presionado este botn, aparece en su lugar un botn que realiza la funcin contraria (desconexin) y aparece otro botn cuya funcin se ver ms adelante. En trminos generales el programa tiene un conjunto de acciones que se ejecuta al presionar un botn mediante los bloques when button # y adems posee un temporizador que realiza una serie de verificaciones de los valores recibidos de una manera constante.

Programa implementado en arduino para el control de mdulo bluetooth, sensor de gas, display LCD y envio y recibo de datos desde/hacia la aplicacin.

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void setup(){

// put your setup code here, to run once:

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

if(Serial.available()==1)

{

dato=Serial.read();

}

lcd.setCursor(0,0); // set cursor to column 0, row 0 (the first row)

lcd.print("ESTADO: "); // change this text to whatever you like. keep it clean.

if(dato=='A')

{

Serial.print("A");

lcd.setCursor(0,1); // set cursor to column 0, row 1

lcd.print("Conectado ");

digitalWrite(7,LOW);

}

else if(dato=='B')

{

Serial.print("B");


lcd.print("PELIGRO ");

digitalWrite(7,HIGH);

}

else if(dato=='C')

{

Serial.print("C");


lcd.print("Desconectado ");


}

else if(dato=='D')

{


lcd.print("Conectado ");


}

else if(dato=='E')

{

sensor=0;

Serial.print("E");


lcd.print("Calibrando... ");

for(int i=0;i0)

{

alarma=analogRead(A0);

if(alarma>=(sensor+50))

{

Serial.print("G");


lcd.print("PELIGRO ");

digitalWrite(7,HIGH);

delay(1000);

}

}

dato='N';

delay(800);

}

Esquema, circuito

Costos del proyecto

Costos de los materiales

Articulo

Precio (USD)

Arduino

27

Modulo Bluetooth

15

Sensor de Gas

14.65

Display LCD

10

Caja de plstico

2

Cables

3

Cargador

5

Total1

76.65

Costo de mano de obra

Tipo

Nmero de horas

Precio (USD)

Programacin

6

12

Ensamblaje fsico

1

5

Total2

77

Costo total de prototipo

Para el futuro desarrollo del prototipo se puede mejorar en sensor de gas en cuanto a consumo de corriente y sensibilidad, en cuanto al bluetooth se podra considerar adquirir uno de mayor alcance para poder cubrir reas ms extensas. Finalmente se podra suprimir el display LCD ya que este detector se colocara en techos o zonas altas en las cuales la visualizacin del display no seria posible.

Manual de usuario

1. Abrir la aplicacin

2. En caso de tener apagado el bluetooth la aplicacin enva una solicitud para encenderlo

3. Presionar el botn de conectar, en el display LCD aparecer ESTADO: Conectado y se deshabilita el botn de conectar y se habilita los botones de desconectar y de calibrar sensor.

4. Se puede verificar los dispositivos vinculados al dispositivo mvil y observar el nombre y MAC address del dispositivo presionando el botn dispositivos vinculados.

5. Previo al uso del dispositivo se puede realizar una prueba de funcionamiento, en la cual el dispositivo detector de gases emitir un sonido y se mostrara en el display LCD la palabra peligro e igualmente en el dispositivo mvil.

6. Calibracin del detector de gases, al presionar el botn calibrar sensor se tomaran un total de 20 valores en intervalos de 10 segundos y se realizara un promedio de estos valores para obtener el valor normal de saturacin de oxgeno en el entorno.

7. En caso de detectar un aumento en la saturacin de oxgeno en el entorno se activara una alarma en el dispositivo detector de gases y en el dispositivo mvil, adicionalmente se enviara un mensaje de texto a un dispositivo mvil registrado en la base de datos.

CONCLUSIONES

REFERENCIAS[1] geekfactory, [En lnea]. Available: http://www.geekfactory.mx/radio/bluetooth-hc-05-y-hc-06-tutorial-de-configuracion/.[2] webtronico, [En lnea]. Available: http://www.webtronico.com/documentos/BlueTooth_Module_Datasheet.pdf.[3] seeedstudio, www.seeedstudio.com, [En lnea]. Available: http://www.seeedstudio.com/depot/datasheet/MQ-5.pdf.[4] aprendeaprogramarapps, [En lnea]. Available: http://aprenderaprogramarapps.es/2013/06/08/app-inventor-conociendo-los-bloques/.

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