Diseño de un sistema IoT de bajo coste para accionamiento automático/manual bajo protocolo Wifi 802.11

UNIVERSIDAD DE SEVILLA. ESCUELA POLIT´ ECNICA SUPERIOR Trabajo Fin de Grado en Ingenieria Electr´onica Industrial Dise˜no de un sistema IoT de bajo coste para accionamiento automatico/manual bajo protocolo Wifi 802.11 Realizado por Pablo P´erez Fern´andez Dirigido por Daniel Guti´errez Gal´an Juan Pedro Dom´ınguez Morales Departamento Arquitectura y Tecnolog´ıa de Computadores Sevilla, (06/2022) Resumen Este TFG se centra en al ´ambito de la dom´otica, es decir, el conjunto de tecnolog´ıas y sistemas capaces de automatizar una vivienda con el fin de aportar seguridad, bienestar y confort. En este caso, el proyecto se basa en la creaci´on de una placa de circuito impreso o PCB. Los componentes m´as relevantes que conforman el dise˜no del circuito impreso son: Un m´odulo ESP-12E basado en el SoC ESP8266, un convertidor AC\DC HLK-PM03 y un rel´e SRD-05. La funci´on de este sistema ser´a poder controlar, de forma manual o usando una conexi´on inalambrica tipo WiFi, un elemento de la instalaci´on dom´estica, por ejemplo una bombilla. Cabe destacar que el formato creado para la PCB es gen´erico lo que implica que permite controlar cualquier componente que cumpla las especificaciones operativas del sistema. A lo largo de la memoria se detalla la elecci´on de componentes para cumplir los objetivos del sistema, el dise˜no del mismo a trav´es del software Eagle, el ensamblado y finalmente las pruebas realizadas para comprobar el correcto funcionamiento del dispositivo. Teniendo en cuenta la conectividad de todo el ecosistema a trav´es de WiFi, se implementar´a en paralelo un servidor dom´estico propio a trav´es de una Rasperry Pi 4. Para esta labor se utilizar´a Home Assistant, software gratuito y de c´odigo abierto dise˜nado para ser un sistema de control central de dispositivos inteligentes con un enfoque en el control local y la privacidad. I Resume This TFG focuses on the field of home automation, that is, the set of technologies and systems capable of automating a home in order to provide security, well-being and comfort. In this case, the project is based on the creation of a printed circuit board or PCB. The most relevant components that make up the printed circuit design are: An ESP-12E module based on the ESP8266 SoC, an HLK-PM03 AC\DC converter and an SRD-05 relay. The function of this system will be to be able to control, manually or using a WiFi-type wireless connection, an element of the domestic installation, for example a light bulb. It should be noted that the format created for the PCB is generic, which means that it allows controlling any component that meets the operating specifications of the system. Throughout the report, the choice of components to meet the objectives of the system, its design through the Eagle software, the assembly and finally the tests carried out to verify the correct operation of the device are detailed. Taking into account the connectivity of the entire ecosystem through WiFi, a home server of its own will be implemented in parallel through a Rasperry Pi 4. For this task, Home Assistant will be used, free and open source software designed to be a central control of smart devices with a focus on local control and privacy. III Agradecimientos Sobre todo agradecer a mi familia la paciencia y la comprensi´on sin la cual no hubiera sido posible superar aquellas situaciones adversas que han surgido a lo largo de la realizaci´on de este proyecto. Y por supuesto a todos esos amigos que han soportado las charlas acerca de algo tan desconocido para ellos como la dom´otica, muchas gracias a todos. V ´ Indice general ´ Indice general VII ´ Indice de cuadros IX ´ Indice de figuras XI ´ Indice de c´odigo XIII 1 Definici´on de objetivos 1 2 Descripci´on del proyecto 3 2.1 Introducci´on ............................ 3 2.2 Motivaci´on ............................. 6 2.3 Estadodelarte........................... 7 2.3.1 Entornos dom´oticos comerciales . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3.2 Protocolos de comunicaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 Ejecuci´on del proyecto 13 3.1 Dise˜no del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2 Implementaci´on .......................... 17 3.2.1 Tecnolog´ıas empleadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.2.2 Desarrollo........................... 20 4 An´alisis temporal y costes de desarrollo 39 4.1 An´alisistemporal ......................... 39 4.2 Costes de desarrollo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.1 Costes de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.2 Costes de hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2.3 Costes indirectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.4 Costes de personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.5 Presupuesto.......................... 44 VII VIII ´ Indice general 5 Pruebas y conclusiones 45 5.1 Pruebas............................... 45 5.2 Conclusiones ............................ 50 Bibliograf´ıa 53 CAP´ ITULO 1 Definici´on de objetivos Para la realizaci´on de este trabajo de fin de grado ha sido necesaria una labor de investigaci´on y desarrollo para obtener un sistema dom´otico propio y de c´odigo abierto. En lo que respecta a esta tarea es importante mencionar que, para llegar a este resultado final, fue necesario establecer una serie de objetivos y requerimientos iniciales que podr´ıamos encuadrar en dos bloques. En primer lugar nos encontramos con los objetivos pertenecientes al sistema de control central del entorno dom´otico. Dentro de este bloque podr´ıamos enumerar los siguientes: •Presencia de una interfaz web que permita al usuario controlar el sistema. •Posibilidad de ver en tiempo real el estado de los dispositivos pertenecientes al entorno automatizado. •Posibilidad de conectar varios dispositivos inteligentes y poder utilizarlos de forma simultanea. •Obligaci´on de ser capaz de vincular cualquier dispositivo de c´odigo abierto del mercado. Por otro lado nos encontramos con los objetivos propios de la creaci´on de un interruptor inteligente, tanto a niveles de hardware como software. •Capacidad de conexi´on a la red dom´estica, es decir, posibilidad de admitir una tensi´on trif´asica de 230 Voltios. •Dimensiones reducidas, idealmente similares a la de los interruptores convencionales del hogar. •Posibilidad de conexi´on con el sistema de control. 1 21. Definici´on de objetivos •Facilidad de uso. •Seguridad e integridad del dispositivo. Adem´as, se han definido una serie de hitos que son necesarios para la realizaci´on de este proyecto. De entre la cuales podr´ıamos destacar las siguientes: 1. Elecci´on de componentes. 2. Dise˜no de esquem´atico. 3. Dise˜no de placa de circuito impreso o PCB. 4. Soldadura de componentes. 5. An´alisis y pruebas. 6. Programaci´on del microcontrolador ESP 12E. 7. Programaci´on Rasperry Pi 4. 8. Dise˜no de interfaz web. 9. Tests. 10. Prueba en entorno real. CAP´ ITULO 2 Descripci´on del proyecto 2.1– Introducci´on A d´ıa de hoy la dom´otica est´a presente en la mayor´ıa de hogares. Desde un altavoz inteligente hasta casas completamente automatizadas, el abanico de opciones es realmente extenso. Sin embargo, no todo era as´ı en sus inicios. En 1966 se comercializa el primer dispositivo capaz de controlar varias tareas del hogar por s´ı solas. Se trata de un ordenador del tama˜no de una habitaci´on llamado ECHO IV (Ve´ase figura 2.1). Era capaz de controlar la televisi´on, la temperatura del hogar o programar el despertador, entre otras tareas. A pesar de ello, resultaba muy aparatoso por el gran espacio que ocupaba y por la dificultad de uso. Por esa raz´on el producto nunca lleg´o a triunfar y qued´o como un intento memorable. A partir de los a˜nos 90 se popularizan servicios como la teleasistencia, conectada a centralitas remotas. Este tipo de servicios vieron su esplendor gracias al ((boom)) de Internet en 1998, que permiti´o mejorar una gran cantidad de servicios. Desde ese momento hasta el a˜no 2006, e incluso hasta la actualidad, todos los electrodom´esticos del hogar han ido adapt´andose al Internet de las Cosas (IoT). Es decir, se han adaptado para poder conectarse a Internet de modo que muchos cuenten con funciones remotas y se adapten a determinadas variables, ya sean predeterminadas o modificables. Un ejemplo son los aires acondicionados que seg´un la previsi´on del tiempo en determinadas p´aginas web adaptan la humedad y temperatura del hogar. Si bien Internet revolucion´o el mundo en 1998, la aparici´on del primer smartphone revolucion´o Internet en 2007. Desde entonces todos los servicios del hogar y de la vida cotidiana se han pensado en torno a las ventajas de los dispositivos inteligentes. 3 42. Descripci´on del proyecto Figura 2.1: Echo IV. As´ı pues, desde que llegase el primer smartphone hasta hoy en d´ıa han surgido infinidad de apps y funciones que permiten hacer todo lo que un usuario se pueda imaginar. No en vano, en la actualidad una casa se puede controlar casi en su totalidad desde el m´ovil o desde un ordenador. Se estima que para el 2050, la mayor parte de la poblaci´on mundial vivir´a en las grandes ciudades. Por este motivo, el ser humano no tendr´a m´as remedio que crear espacios m´as sostenibles, ahorrar energ´ıa y aprovechar de manera m´as eficiente los recursos que nos quedan. Ya no ser´a una cuesti´on de innovaci´on tecnol´ogica solamente, sino tambi´en de cuidar el medio ambiente y sus recursos. 2.1. Introducci´on 5 Figura 2.2: Primer tel´efono inteligente comercializado en el a˜no 2007. El principal objetivo de la dom´otica es mejorar nuestra calidad de vida, creando hogares m´as sostenibles, ahorrando recursos y usando las energ´ıas de forma responsable. Las principales ´areas donde se est´a aplicando la dom´otica son: 1. Seguridad: en un hogar automatizado, cualquier intruso va a ser detectado por c´amaras de seguridad y micr´ofonos conectados al smartphone de su usuario. A´un estando de vacaciones vas a poder controlar la seguridad de tu hogar, bloquear las puertas, llamar a la polic´ıa y, en algunos casos, hasta encerrar a los intrusos. 2. Ahorro energ´etico: se podr´a controlar el encendido y apagado de todos los electrodom´esticos con opciones que cuiden al medio ambiente. Adem´as, vas a poder programarlos para los horarios que prefieras, por ejemplo, que la calefacci´on se prenda para cuando est´as llegando a tu casa. 3. Conexi´on en toda la casa: todos tus objetos van a estar interconectados por lo que vas a tener un control remoto para todo que funcionar´a en toda la casa. 4. Iluminaci´on: la iluminaci´on tanto interior como exterior podr´a ser controlada por un control remoto, as´ı tambi´en las alarmas de seguridad y c´amaras. 5. Etiquetas RFID: estos dispositivos de identificaci´on por radiofrecuencia permitir´an crear etiquetas que podr´an ser le´ıdas por cualquier dispositivo. Podr´as, por ejemplo, crear tu lista de compras del supermercado habl´andole a la heladera. 6. Control remoto: cuando sabemos que vamos a llegar tarde a casa o salimos de la ciudad podemos programar al sistema para que haga cosas en nuestra ausencia. Desde alimentar a una mascota, a regar las plantas o grabar programas de televisi´on. 62. Descripci´on del proyecto Los electrodom´esticos inteligentes y el Internet de las Cosas van a jugar un rol muy importante en el futuro de los hogares y oficinas. Y el papel m´as importante va a ser el de los smartphones que servir´an de paneles de control de todos los dispositivos, como una especie de controles remotos. Desde cualquier locaci´on, las personas van a poder controlar todos los dispositivos conectados a la red. Adem´as de comodidad la dom´otica brindar´a soluciones a los problemas energ´eticos y de contaminaci´on porque los electrodom´esticos ser´an m´as eficientes y ahorrar´an m´as energ´ıa. A lo largo de esta memoria se detalla el procedimiento que he seguido para realizar el proyecto de final de grado, el cual se basa en la creaci´on de un interruptor inteligente y un sistema dom´otico propio, ambos conectados a trav´es del protocolo Wifi 802.11 [VFC13]. Para alcanzar estos objetivos, he utilizado la placa de desarrollo Raspberry Pi 4b y el software open-source Home Assistant [BSSM21] para definir el sistema dom´otico. A su vez he desarrollado desde cero el interruptor inteligente. Esto implica tanto el dise˜no de la placa de circuito impreso o PCB, como su posterior ensamblado y programaci´on. El pilar fundamental del dispositivo, as´ı como de su conexi´on con el sistema de control remoto, es la placa de desarrollo ESP12-E, basada en el SoC ESP8266 y una antena Wifi integrada. 2.2– Motivaci´on Mi motivaci´on para elegir este proyecto fue el auge de este tipo de sistemas en la actualidad y la tendencia de la sociedad hac´ıa la automatizaci´on de procesos cotidianos. Me resulta muy inspiradora la idea de poder desarrollar un dispositivo que permita mayor confort y bienestar en la vida diaria de las personas. Otro punto que tambi´en tuve en cuenta y empuj´o a´un m´as este proyecto hacia su desarrollo fue la posibilidad de crear un sistema competitivo a niveles econ´omicos, es decir, concibo muy atrayente el reto de conseguir crear un producto capaz de competir en precio de venta al p´ublico con las empresas actuales que se dedican al desarrollo y/o venta de dispositivos similares en cuanto a funcionalidad. En el ´ambito de este trabajo nos encontramos competidores como Amazon, Google o Apple, con los que nuestro producto se diferenciar´ıa ofreciendo una configuraci´on de c´odigo abierto y una compatibilidad con todos los dispositivos de uso dom´estico disponibles en el mercado. 2.3. Estado del arte 7 2.3– Estado del arte Actualmente podemos encontrar en el mercado una amplia variedad de productos o sistemas dom´oticos. Esto es debido al aumento de la demanda de forma exponencial que esta sufriendo este nicho hoy en d´ıa. Las grandes empresas han visto esta oportunidad y han realizado fuertes inversiones para innovar en este campo. Los entornos dom´oticos comerciales mas conocidos son: Google Home, Amazon Echo y Apple Homekit. Las principales caracter´ısticas de estos dispositivos son la capacidad de automatizar y/o controlar tareas del hogar, as´ı como su f´acil instalaci´on de cara al usuario. No son de c´odigo abierto y, aunque cada vez mejoran m´as la vinculaci´on con dispositivos de otras marcas, no son compatibles con todos los dispositivos disponibles en el mercado. De igual forma, existe una extensa variedad de protocolos de comunicaci´on en el mundo de la dom´otica. Sin embargo, solamente algunos est´an muy extendidos, son fiables y robustos, y suelen ser utilizados por los fabricantes y empresas de este sector. A fecha de la redacci´on de este proyecto, los m´as relevantes ser´ıan: Z Wave, ZigBee, ModBus, BACnet, KNX, LonWorks [HBE11] [DCVK16]. 2.3.1. Entornos dom´oticos comerciales Google Home Basado en la inteligencia del asistente de voz de Google y utilizado del mismo modo, solo hay que empezar las frases con las palabras “ok, Google” seguido de nuestra petici´on. Google Home es capaz de entender un gran n´umero de ´ordenes, acatarlas y aplicarlas. Adem´as, gracias a que se puede usar con otros dispositivos compatibles, como por ejemplo una bombilla inteligente ((Yeelight)) de Xiaomi, es posible realizar diferentes acciones en nuestro hogar y nuestra rutina diaria. Por el momento contamos con 3 dispositivos diferentes. Sus caracter´ısticas son muy similares, el modo de utilizarlo tambi´en, por el contrario, su aspecto es bastante diferente. Google ha dise˜nado el Google Home Mini, Max y otro intermedio. Todos ellos tienen varias versiones personalizables. Los precios correspondientes a dichos dispositivos ser´ıan: 34€, 239€y 100€respectivamente. Amazon Echo Alexa es un asistente virtual desarrollado por Amazon, utilizado por primera vez en el altavoz inteligente Amazon Echo. Puede controlar varios dispositivos inteligentes que sean compatibles con este sistema, como focos, interfonos, c´amaras de videovigilancia e interruptores inteligentes. 82. Descripci´on del proyecto Figura 2.3: Dispositivos pertenecientes al ecosistema dom´otico de Google Los usuarios pueden extender las habilidades de Alexa instalando ”skills”desde la app Alexa, este t´ermino hace referencia a funcionalidades adicionales desarrolladas por terceros. Tambi´en pueden crear rutinas para automatizar sus dispositivos inteligentes en funci´on de un comando de voz, hora o ubicaci´on. Los dispositivos compatibles con Alexa permiten a los usuarios activar el sistema utilizando una palabra de activaci´on (como Alexa, Echo o Amazon); otros dispositivos (como la app de Amazon Alexa y la app de Amazon Music para Android y iOS) requieren que el usuario pulse un bot´on para activar el modo de escucha de Alexa. Existen en la actualidad 5 modelos de este producto: Echo, Echo Dot, Echo Show 8, Echo Studio, Echo Spot. El precio correspondiente a estos dispositivos ser´ıa: 79.99€, 29.99€, 94.99€, 199.99€y 74.99€respectivamente. Apple Homekit HomeKit es un framework de software de Apple que permite a los usuarios configurar, comunicar y controlar aparatos inteligentes para el hogar utilizando dispositivos de Apple. Al dise˜nar habitaciones, art´ıculos y acciones en el servicio HomeKit, los usuarios pueden habilitar acciones autom´aticas en la casa a trav´es de un simple comando de voz a Siri o a trav´es de la aplicaci´on Home. HomeKit utiliza los protocolos Bluetooth y Wi-Fi. Los fabricantes de dispositivos habilitados con HomeKit deben inscribirse en un Programa MFi 1, e inicialmente todos los productos basados en HomeKit deb´ıan 1MFi significa Made For iPhone / iPad / iPod. (Hecho para iPhone / iPad / iPod). Los productos certificados por MFi significa que est´an calificados para numerosas prue- 2.3. Estado del arte 9 Figura 2.4: Dispositivos pertenecientes al ecosistema dom´otico de Amazon incluir un coprocesador de cifrado. Este ´ultimo requisito se modific´o m´as tarde en el iOS 11, que a˜nadi´o soporte para la autenticaci´on basada en software. Los equipos fabricados sin el soporte de HomeKit pueden habilitarse para su uso a trav´es de un producto ”gateway”, un puente que conecta esos dispositivos al servicio HomeKit. HomeKit compite principalmente con los est´andares de hogares inteligentes de Amazon y Google. En octubre de 2019, Apple lista 450 dispositivos compatibles con HomeKit, comparado con 10.000 para Google y 85.000 para Amazon. Los iPads, HomePods y los Apple TV de cuarta generaci´on y m´as recientes pueden ser usados como un centro dom´estico para controlar remotamente los aparatos HomeKit, conceder acceso a los invitados y configurar automatizaciones. El Apple TV de tercera generaci´on es compatible con funciones limitadas. El precio de HomePod es de 99€. 2.3.2. Protocolos de comunicaci´on Z Wave El protocolo de dom´otica Z-Wave es un sistema de comunicaci´on inal´ambrico que funciona a trav´es de la comunicaci´on RF (Radiofrecuencia). Est´a desarrollado especialmente para utilizar herramientas de control, monitoreo y an´alisis de ambientes cerrados como viviendas o centros comerciales. Este tipo de sistema dom´otico trabaja con tecnolog´ıa de radiobas rigurosas dise˜nadas por Apple. 10 2. Descripci´on del proyecto Figura 2.5: Dispositivos pertenecientes al ecosistema dom´otico de Apple frecuencia de baja potencia y soporta redes de malla. Opera con banda sub-1 Ghz, protegi´endola de la interferencia de redes inal´ambricas 2,4 Ghz; Wifi, Bluetooth, ZigBee, entre otras. Se caracteriza por soportar velocidades de hasta 100 kbps y es compatible con IPv6. Algunos de los fabricantes m´as relevantes que utilizan Z-Wave son: LG SmartThinQ, Logitech Home Harmony Hub Extender o Samsung SmartThings entre otros. Protocolo de dom´otica ZigBee En comparaci´on a otros protocolos implementados en la dom´otica casera, el ZigBee es un est´andar. Funciona con IEEE 802.15.4 para redes inal´ambricas personales como Wireless Personal Area Network (WPAN). Su principal objetivo es que los controladores que est´an conectados a la red dom´otica funcionen con un bajo tr´afico de datos para incrementar la vida ´util de las bater´ıas. La tecnolog´ıa ZigBee posee un mejor desempe˜no a la hora de enviar informaci´on, gracias que posee rangos de alcance hasta los 80 metros. Su capa MAC est´a dise˜nada para soportar m´as de 64.000 nodos de red siempre y cuando todos los sensores y/o actuadores tengan una direcci´on IEEE 2de 8bytes. Otra de sus caracter´ısticas m´as representativas es que trabaja con bandas libres ISM (Industrial, Scientific & Medical) de 2,4 Ghz, 868 Mhz y/o 915 Mhz. Gracias a que el protocolo ZigBee posee un identificador de red ´unico, pueden coexistir hasta 16.000 redes diferentes en un mismo canal de comunicaci´on y cobertura. Productos como el Amazon Echo Plus, las bombillas inteligentes Philips Hue o los enchufes inteligentes de Osram incorporan este tipo de 2Estas siglas hacen referencia al est´andar 802 de normas inal´ambricas creada por el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)[DC99]. 3.2. Implementaci´on 17 3.2– Implementaci´on 3.2.1. Tecnolog´ıas empleadas Con relaci´on a las plataformas y elementos utilizados para el desarrollo es importante hacer una separaci´on entre la parte software y hardware. Pese a que ambas est´an interconectadas de cara al funcionamiento del sistema, se va a realizar una descripci´on de ambas partes de forma separado para facilitar la compresi´on del lector as´ı como para obtener una visi´on m´as espec´ıfica de cada campo. En el caso de la parte hardware, el dise˜no tanto del esquem´atico como de la placa de circuito impreso se ha realizado a trav´es del software ((Eagle)). Programa espec´ıfico destinado al dise˜no de PCBs, actualmente no es un software libre, sin embargo, para la realizaci´on de este proyecto y gracias a la licencia de estudiantes que la empresa AutoDesk 2ofrece si te registras con el correo de la universidad es posible acceder a una versi´on limitada que cumple perfectamente las caracter´ısticas que requiere esta tarea. Figura 3.5: Interfaz principal del software Eagle. 2www.autodesk.es 18 3. Ejecuci´on del proyecto A continuaci´on se listar´an los componentes que se han utilizado para llevar a cabo el desarrollo del interruptor inteligente. Los motivos de la elecci´on de los mismos se detallar´an en posteriores apartados de esta memoria. Tipo de componente Nombre comercial y/o magnitud N´umero de unidades Microcontrolador ESP8266-12E/ESP-12E 1 Rel´e SRD-05VDC 1 Optoacoplador TLP621 1 Convertidor AC-DC HLK-PM03 1 Convertidor DC-DC LTC3525ESC6 1 Diodo 1N4001 1 Switch 1825910-2 3 Transistor BC547B 1 Resistencia SMD 10KΩ5 Resistencia SMD 4K7Ω1 Resistencia SMD 910Ω1 Condensador SMD 1µF 1 Condensador SMD 22µF 1 Condensador SMD 100F 1 Bobina 10µH 1 Alojamiento de cables TSW-101-20 1 Alojamiento de cables MKDSN2,5/3-5.08 1 Cuadro 3.1: Lista componentes PCB Tras seleccionar los componentes necesarios fue imprescindible la creaci´on de la placa de circuito impreso una vez dise˜nada. Existen empresas que se dedican la creaci´on de dichas placas por encargo, conforme se solicitan mayor n´umero de unidades el precio del servicio se vuelve m´as econ´omico. Sin embargo, para la elaboraci´on de este proyecto utilizaremos una fresadora propia, disponible para su uso acad´emico e investigador, perteneciente al departamento de Arquitectura y Tecnolog´ıa de Computadores (ATC) de la Universidad de Sevilla. Descritos hasta este punto todos los materiales del interruptor inteligente, pasamos a la parte hardware del servidor local. Se ha optado por la utilizaci´on de una Raspberry Pi 4b [MVD+14], un ordenador de placa reducida (SBC) de bajo coste. 3.2. Implementaci´on 19 Figura 3.6: Rasperry Pi modelo 4B. Esta versi´on cuenta con USB 3.0, el puerto Ethernet ya no est´a limitado a 300 Mbps como en los modelos anteriores y posee una memoria RAM de 4GB. El software es de c´odigo abierto y posee una extensa comunidad de usuarios. Existe una gran variedad de proyectos orientados a la dom´otica realizados con esta tecnolog´ıa por lo que es una muy buena opci´on de cara al desarrollo de este trabajo. Adem´as de la implementaci´on del servidor local y del interruptor inteligente se necesitar´a una toma de conexi´on a la red Wifi. Al estar trabajando en un entorno del hogar podr´ıa servirnos cualquier toma de la casa con esta funci´on, directamente el router Wifi principal o en su defecto, un amplificador del mismo que tenga posibilidad de conexi´on por cable. Cabe a˜nadir que para realizar esta conexi´on ser´a necesario un cable Ethernet. Desde el punto de vista de software, el servidor local se alojara y gestionar´a a trav´es de la propia Raspberry. Esta configuraci´on se ha realizado a trav´es de la plataforma Home Assistant, software open-source para controlar las automatizaciones del hogar. Se opta por elegir una soluci´on de c´odigo abierto debido a que ofrece mucha mayor flexibilidad y nos permite una interconexi´on de todos los dispositivos mucho m´as eficiente [BSSM21]. En el mercado existe una gran variedad de elementos automatizados para ser controlados de forma dom´otica (v´ıa WiFi, zigbee, etc), sin embargo, muchos de ellos poseen limitaciones de control y cada uno de estos elementos desconoce el accionamiento del resto. Home Assistant presenta una serie de ventajas que van acordes con los objetivos del proyecto, entre ellas se encuentran la posibilidad de ser instalado de forma local, manejo de interfaces m´oviles, web y permite adaptar nuevos elementos codificados bajo la plataforma de Arduino IDE e implementados en el chip ESP8266. Adem´as posee una biblioteca especifica para toda la familia de dispositivos ESP. 20 3. Ejecuci´on del proyecto Figura 3.7: Ejemplo de interfaz Home Assistant versi´on m´ovil. La programaci´on tanto de la Raspberry como del microcontrolador ESP-12E perteneciente al m´odulo de control de la placa de circuito impreso, se realiza dentro del entorno de desarrollo propio de Home Assistant. Utilizando para ello lenguaje tipo ((YAML)). 3.2.2. Desarrollo A lo largo de esta secci´on se mostrar´a una descripci´on del sistema desarrollado, entrando en detalle en el dise˜no, la toma de decisi´on y el modo de funcionamiento as´ı como de los problemas encontrados y las soluciones aportadas para cada una de las partes que conforman el proyecto. M´odulo de control El dise˜no del interruptor inteligente se realiz´o teniendo en cuenta de forma prioritaria los requisitos y las imposiciones del sistema de control (V´ease figura 3.3). C´omo su propio nombre indica, este m´odulo ser´a el encargado de controlar el sistema. Debe ser capaz de recibir las indicaciones del usuario y posteriormente actuar en consecuencia. Llegados a esta fase de dise˜no, el principal punto a tener en cuenta es el modo de comunicaci´on con el usuario, en nuestro caso a trav´es de protocolo WiFi 802.11. A ra´ız de este requerimiento basamos el dise˜no de esta parte del sistema en el chip ESP8266 3, un microcontrolador con conexi´on Wi-Fi y compatible con el protocolo TCP/IP. Una de las grandes ventajas de este dispositivo es su bajo consumo, oscila entre 10µA y 180mA [Sch16]. Hay 3https://drive.google.com/file/d/1DiWGWoG1yZXYRN9Sk1G70nrTvtXb8nbJ/view?usp=sharing 3.2. Implementaci´on 21 que tener en cuenta que este chip no posee antena Wi-Fi integrada por lo que en este punto tenemos dos posibles opciones de dise˜no: 1. Elegir una antena Wi-Fi del mercado que cumpla las necesidades del sistema y posteriormente dise˜nar el entorno de vinculaci´on con el chip ESP866. Esto incluye elementos de seguridad, programaci´on del dispositivo y requerimientos propios del fabricante. 2. Utilizar modelos de la serie ESP que el fabricante proporciona para diferentes usos. Son sistemas integrados que basan su funcionamiento en el chip ESP8266 y que, adem´as, poseen elementos o caracter´ısticas adicionales. A su vez, de estos mismos m´odulos existen diferentes placas de desarrollo en el mercado, por ejemplo la muy conocida NodeMCU. Figura 3.8: NodeMCU V2. Teniendo en cuenta estas alternativas y los requerimientos que debe cumplir nuestro sistema descritos en el cap´ıtulo 1 de esta memoria, nos decantamos por utilizar el microcontrolador ESP12-E 4. Posee antena WiFi integrada y es de tama˜no reducido, lo que facilitar´a mucho poder lograr un dispositivo acorde a las exigencias del mercado. Un detalle importante de este dispositivo es que ofrece la posibilidad de trabajar de forma aut´onoma, esto implica que una vez programado ejecutar´a el software sin necesidad de estar conectado al PC, lo que favorece mucho su elecci´on de cara a su funci´on dentro del proyecto. Una vez seleccionado el componente principal del m´odulo es necesaria una correcta configuraci´on del mismo para que cumpla con los requerimientos del proceso. Tal y como se indica en el punto n´umero 2 de la hoja de datos del fabricante, este microcontrolador cuenta con 22 pines. Puede verse la definici´on de los mismos en la tabla 3 de dicho documento o en la figura 3.9 de esta memoria. 4https://drive.google.com/file/d/1KqDnjxOYgmKnBg4Y0puUWgcxceMsscRh/view?usp=sharing 22 3. Ejecuci´on del proyecto Figura 3.9: Designaciones de pines ESP-12E. Antes de analizar c´omo programar el dispositivo necesitamos conocer cu´ales son sus diferentes modos de funcionamiento y que factores producen que pase de uno a otro. Para esta labor necesitamos extraer informaci´on del datasheet, exactamente de la tabla n´umero 4: Figura 3.10: Tabla 4 correspondiente al Datasheet del componente ESP12E. Adem´as de los pines indicados debemos tener en cuenta los correspondientes a RESET y ENABLE, ya que son entradas de alta prioridad. Corresponder´ıan a los pines n´umero 1 y 3 del dispositivo (Ver figura 3.9). Por tanto, podemos indicar que para un funcionamiento normal, el m´odulo ESP-12E necesita lo siguiente: •EN, RST y GPIO 0 deben estar en estado HIGH. •GPIO15 debe estar en estado LOW. •Alimentaci´on de 3.3 V y una corriente aproximada de 250 mA. 3.2. Implementaci´on 23 Para conseguir este estado de manera correcta a˜nadiremos a nuestro dise˜no una resistencia pull up con valor de 10 KΩpara los pines EN, RST y GPIO 0; Y una resistencia pull down con valor de 10 KΩpara el pin GPIO 15. Tambi´en incluiremos un condensador con valor de 100 µF entre VCC y GND como protecci´on para posibles picos de voltaje. Con esta configuraci´on, cuando se alimente el dispositivo, entrar´a directamente en modo de funcionamiento normal y ejecutar´a las tareas que se hayan programado en ´el. Para pasar al modo programaci´on observamos de nuevo la tabla 4 mostrada en la figura 3.10. GPIO 0 debe estar en estado LOW cuando el dispositivo se este iniciando. Para lograr esta asignaci´on de valores de forma sencilla, en este proyecto se ha optado por incorporar botones a GPIO 0 y en el pin RST que se conectan a tierra cuando se presionan. Por tanto, el procedimiento a seguir para que el microcontrolador ESP-12E entre en modo programaci´on ser´a: •Mantener presionado el bot´on GPIO. •Presionar el bot´on RST. •Soltar ambos botones. Figura 3.11: Configuraci´on ESP-12E. Una vez que el dispositivo est´e en modo programaci´on permanecer´a en ese estado hasta que se vuelva a reiniciar el sistema. El modo de programaci´on del ESP-12E es mediante puerto serie por lo que necesitaremos un adaptador de USB a serie. La mayor´ıa de adaptadores de este tipo no pueden proporcionar suficiente corriente al ESP8266 por lo que es recomendable alimentar el dispositivo con una fuente externa de 3.3 V. 24 3. Ejecuci´on del proyecto Para conectar correctamente el adaptador es necesario conectar los siguientes pines (procedimiento tambi´en mostrado en figura 3.12): •Conectar TX del adaptador a RX del ESP-12E (No es un error de escritura, las conexiones est´an invertidas). •Conectar RX del adaptador a TX del ESP-12E. •Conectar GND del adaptador a GND del ESP-12E. Figura 3.12: Configuraci´on ESP-12E con adaptador Serial-USB. Todo este procedimiento puede desarrollarse con ayuda de una protoboard o una placa de desarrollo espec´ıfica, por ejemplo Arduino UNO o NodeMCU. Sin embargo para el desarrollo de este proyecto se ha optado por incluir todos estos componentes dentro de la propia PCB (Ve´ase figura 3.13 y figura 3.14 ). Adem´as, se ha a˜nadido a la placa de circuito impreso una tira de tres pines macho conectados de forma interna a los pines RX, TX y GND del microcontrolador ESP-12E. De esta forma dotamos al sistema de m´as versatilidad, con estas propuestas no existir´a la necesidad de extraer el m´odulo ESP-12E de la PCB para su programaci´on ya que este aspecto sera posible con un adaptador Serial-USB y realizando el procedimiento necesario en los pulsadores incorporados en la propia placa. La funci´on principal del software que implementemos en el dispositivo debe ser la de activar o desactivar una de sus salidas. Este cambio de estado desencadenar´a que se accione o no la siguiente etapa de nuestro dise˜no. Emplearemos el lenguaje de programaci´on YAML ya que es el que se utiliza dentro de la extensi´on ((ESP HOME)) disponible en la plataforma de Home Assistant. 3.2. Implementaci´on 25 Figura 3.13: Esquem´atico m´odulo de control 26 3. Ejecuci´on del proyecto Figura 3.14: M´odulo de control en PCB 3.2. Implementaci´on 33 Con estos ajustes en el dise˜no, el m´odulos ser´ıa capaz de suministrar una tensi´on alterna de magnitud 230V. Para incorporar la capacidad de decisi´on en funci´on del valor recibido mediante el bloque de control, en este proyecto se ha optado por incorporar un transistor NPN, exactamente el modelo BC547B 12. Figura 3.19: Transistor BJT NPN BC547B Para la elecci´on de este transistor en concreto se han analizado los requerimientos del rel´e SRD05 el cu´al, para un funcionamiento normal, precisa una intensidad del orden de 71.4 a 89.3 mA. Por su parte, teniendo en cuanta los datos del transistor podemos calcular su punto cr´ıtico: hfe = 100 I(base) = 89,3 100 = 0,893mA Por tanto, para que el transistor entre en estado de saturaci´on la corriente suministrada a su base deber´a ser mayor a 0.893 mA. Para conseguir mayor velocidad en el sistemas se incorporar´a tambi´en una resistencia de pull-down con valor de 4.7KΩa la entrada del transistor. 12https://drive.google.com/file/d/1ECupu4ehJbCHi4htOzln2wKj66V9QJ3/view?usp=sharing 34 3. Ejecuci´on del proyecto Una vez definidos estos par´ametros es necesario asegurar que el optoacoplador es capaz de suministrar la corriente necesaria que solicita el transistor elegido. En este caso: 0.893 mA + 0.2 mA (Correspondiente a la intensidad de la resistencia de pull-down), lo que precisar´ıa de una corriente del orden de 1.093 mA. En definitiva, debemos asegurar que el microcontrolador ESP-12E alimenta correctamente el sistema opto-acoplado, que no deja de ser un simple LED. Por lo que ´unicamente tenemos que colocar una resistencia en serie para limitar la corriente, v´ease figura 3.20. Figura 3.20: Esquema configuraci´on sistema con opto-acoplador Para calcular la resistencia en serie a colocar necesitamos conocer 3 par´ametros del circuito: •Tensi´on de alimentaci´on (Vcc). •Tensi´on de polarizaci´on directa del LED (Vd). •Corriente nominal del LED (If). En el caso de este proyecto la tensi´on de alimentaci´on proviene de una salida digital del microcontrolador ESP-12E, esto conlleva a que el valor de esta salida cuando se active ser´a de 3.3V. Por su parte la tensi´on de polarizaci´on inversa del LED correspondiente al elemento TLP621 podemos encontrarla en el datasheet del fabricante. El valor t´ıpico de esta tensi´on es del orden de 1.15V y ser´a el que se utilice para los c´alculos correspondientes a este proyecto. 3.2. Implementaci´on 35 Del mismo modo, para conocer el valor de la corriente nominal del sistema es necesario utilizar el valor del radio de transferencia de corriente (CTR) incluido en la hoja de datos del fabricante. En nuestro caso utilizaremos un CTR del 50 %. Por tanto: CT R =Ic If ∗100 →50 = 1,093 If ∗100 →If = 2,186mA Aplicando la ley de Ohm, el valor de la resistencia resulta: V=V cc −V d =If ∗R→R=V cc −V d If →R=3,3−1,15 2,186mA = 983,53W Puesto que necesitamos seleccionar una resistencia comercial y adem´as, para que el sistema pueda entrar en modo saturaci´on la intensidad debe ser mayor a la indicada, elegiremos para nuestro proyecto una resistencia con valor de 910 Ω. En este punto el sistema ya cumplir´ıa los requisitos impuestos y por tanto, quedar´ıa definido el m´odulo de accionamiento, v´ease el esquem´atico en la figura 3.21. Figura 3.21: Esquema correspondiente al m´odulo de accionamiento Respecto a la parte software correspondiente al servidor dom´otico vinculado a la Raspberry Pi. Es posible analizar todos los pasos necesarios para su configuraci´on en la p´agina propia de Home Assistant: 1. Alojar en una tarjeta SD la imagen de Home Assistant a trav´es del programa ”Balena Etcher13”. Es necesario copiar el enlace al 13https://www.balena.io/etcher/ 36 3. Ejecuci´on del proyecto repositorio donde se encuentra la imagen GitHub14, seleccionar el elemento de memoria donde se instalar´a (En nuestro caso una tarjeta SD) y seguidamente el programa realizar´a todo el proceso. 2. Insertar la tarjeta SD en la Raspberry Pi, conectar un cable ethernet y el cable de alimentaci´on de la misma. Pasados unos minutos se abrir´a el entorno de instalaci´on de Home Assistant en la direcci´on local ”homeassistant.local:8123’. 3. Seguir las indicaciones del entorno para poder crear el usuario y la contrase˜na para poder guardar la configuraci´on para los pr´oximos inicios de sesi´on. Una vez realizada la instalaci´on del mismo es necesario dotar al entorno de la capacidad de conexi´on del dispositivo ESP-12E, para ello utilizamos el complemento ’´ ESP HOME”. Gracias a esta extensi´on podemos vincular una amplia variedad de dispositivos de la familia ESP, entre ellos el m´odulo ESP-12E. Para ello utilizaremos el tipo de lenguaje YAML. En una primera instancia es necesario realizar la programaci´on del dispositivo de forma directa, es decir, a trav´es del modo USB-SERIAL explicado en esta misma secci´on. Sin embargo, una vez programado, la extensi´on ((ESP HOME)) permite la actualizaci´on del mismo v´ıa OTA. Este aspecto es de gran importancia ya que facilita la mejora del dispositivo y permite al usuario poder ubicar el dispositivo en un lugar fijo, por ejemplo tras la pared, teniendo la posibilidad de no necesitar moverlo para implementar nuevos cambios. 1esphome: 2name:esp12e 3 4esp8266: 5board:esp01_1m 6 7#Enable logging 8logger: 9 10 #Enable Home Assistant API 11 api: 12 13 ota: 14 password: "100773fba249bc9a5eb0a10929670e3f" 15 16 wifi: 17 ssid: !secret wifi_ssid 14https://github.com/home-assistant/operating-system/releases/download/ 8.0/haos_rpi4-64-8.0.img.xz 3.2. Implementaci´on 37 18 password: !secret wifi_password 19 20 #Enable fallback hotspot (captive portal)in case wifi connection fails 21 ap: 22 ssid: "Esp12E Fallback Hotspot" 23 password: "RVXC3MgGfQxT" 24 25 captive_portal: 26 27 binary_sensor: 28 -platform:gpio 29 pin: 30 number: 10 31 mode: 32 input:true 33 pullup:true 34 inverted:true 35 id:button_1 36 on_press: 37 then: 38 -light.toggle:light_1 39 40 output: 41 -platform:gpio 42 id: "my_little_led" 43 pin: 4 44 45 light: 46 -platform:binary 47 output: "my_little_led" 48 id:light_1 49 name: "Bombilla" C´odigo 3.1: Programaci´on correspondiente al dispositivo ESP-12E. CAP´ ITULO 4 An´alisis temporal y costes de desarrollo 4.1– An´alisis temporal En los apartados anteriores hemos descrito fielmente todo el proceso que ha dado como resultado la creaci´on de un sistema dom´otico de bajo coste. Una vez cubierta la descripci´on del proceso, pasaremos a tratar en detalle la planificaci´on seguida para la realizaci´on de este proyecto, as´ı como un desglose de las labores m´as importantes. Dicha tarea la desarrollaremos a lo largo del cap´ıtulo que nos ocupa en este instante. Para comenzar con el an´alisis temporal, hemos de distinguir todas las etapas que nos han ocupado durante la elaboraci´on de este proyecto. Un desglose de estas etapas ser´ıa: 1. Aprendizaje y an´alisis de tecnolog´ıas utilizadas en la actualidad. Al comienzo del desarrollo de este proyecto fue necesaria una labor de aprendizaje sobre el ´ambito de la dom´otica. Desde el conocimiento de las herramientas m´as usadas por desarrolladores propios como los ecosistemas generados por grandes marcas en el mercado actual. Es de vital importancia adquirir la capacidad de entender como funcionan estos sistemas, como se comunican entres si y adem´as, como el usuario puede interactuar con ellos. Para esta labor se realiz´o una gran b´usqueda de documentaci´on as´ı c´omo de proyectos relevantes en dicha materia que pudieran ser de utilidad. 2. Elecci´on de componentes Una vez hemos adquirido los conocimientos necesarios durante la fase anterior, en esta etapa procedemos a la elecci´on de los componentes que integraran nuestro proyecto. Para esta labor es necesario hacer an´alisis de las opciones disponibles en el mercado, compararlas 39 40 4. An´alisis temporal y costes de desarrollo y elegir la que mas se adecue a nuestro tipo de sistema. Teniendo en cuenta dos factores principales: funcionalidad y econom´ıa. 3. Desarrollo del esquem´atico Una vez seleccionados los componentes es necesario incluirlos de forma correcta en circuito de nuestro sistema. Para esta actividad fue necesario adquirir conocimientos de dise˜no de esquem´aticos en la plataforma Eagle. Es necesario tener conocimientos de an´alisis de circuitos as´ı como del uso de diferentes voltajes dentro del mismo, en el caso de este proyecto incluso de alta tensi´on ya que se trabajar´a con r´egimen trif´asico de 230 V. 4. Desarrollo de la placa de circuito impreso Durante esta fase se desarrolla el dise˜no del circuito correspondiente a la placa de circuito impreso o PCB. Para esta labor es necesario adquirir conocimientos de dise˜no de PCBs en la plataforma Eagle, tambi´en fue de suma utilidad conocer las formas m´as ´optimas de realizar estos dise˜nos as´ı como los errores m´as comunes que se suelen cometer. En este punto fue importante organizar los componentes de forma que la placa quedar´a lo m´as compacta posible. 5. Soldadura de los componentes Durante esta etapa se ha realizado la fabricaci´on de la misma y, una vez creada, se ha procedido a la soldadura de todos sus componentes as´ı c´omo a pruebas unitarias para comprobar que los niveles de tensi´on son correctos en cada elemento. 6. Programaci´on En este punto se ha realizado el c´odigo de programaci´on correspondiente a dos partes del proyecto: configuraci´on de Raspberry Pi como servidor local y programaci´on del microcontrolador ESP-12E. Para esta labor fue necesario adquirir conocimientos de programaci´on en la plataformas Arduino y Home Assistant. 7. Vinculaci´on y pruebas Llegados a este ´ultimo punto se realiz´o una prueba de todo el sistema para comprobar su correcto funcionamiento. 8. Redacci´on de la memoria Dedicaci´on a realizar esta memoria, para ello fue necesario un aprendizaje de la plataforma Overleaf1. Se a˜nade el diagrama de Gantt correspondiente a las estimaciones temporales iniciales para la realizaci´on de dichas tareas, ve´ase la figura 4.1. De forma complementar´ıa se a˜nade el diagrama de Gantt correspondiente a la duraci´on real de las actividades, ve´ase la figura 4.2. 1https://es.overleaf.com/ 4.1. An´alisis temporal 41 Tarea Est. Inicial Est. Final RE Aprendizaje inicial 20 d´ıas 25 d´ıas 20 % Elecci´on de componentes 8 d´ıas 12 d´ıas 33.3 % Dise˜no del esquem´atico 10 d´ıas 10 d´ıas 0 % Dise˜no de PCBs 10 d´ıas 15 d´ıas 33.3 % Soldadura de los componentes 2 d´ıas 2 d´ıas 0 % Programaci´on 2 d´ıas 2 d´ıas 0 % Vinculaci´on y pruebas 1 d´ıas 1 d´ıas 0 % Redacci´on de la memoria 15 d´ıas 20 d´ıas 25 % Cuadro 4.1: Planificaci´on del proyecto Figura 4.1: Diagrama de Gantt de estimaciones iniciales La planificaci´on temporal consistir´a en una estimaci´on del tiempo dedicado a cada una de las fases de desarrollo del proyecto. Para ello asignaremos a cada una de esas fases las dos estimaciones siguientes: 1. Estimaci´on Inicial la cual es empleada en los inicios del desarrollo. Suele ser poco exacta, pero se usan como primera aproximaci´on para la viabilidad del proyecto. 2. Duraci´on Final la cual expresa la duraci´on y el esfuerzo real empleado. Para realizar una evaluaci´on de la exactitud de la estimaci´on se realiza una comparaci´on de los valores reales con los valores estimados, teniendo en cuenta el error relativo medio. Tomando RE =A−E A, donde A representa el valor real y E el valor estimado previamente, calculamos el error relativo medio mediante la expresi´on: 42 4. An´alisis temporal y costes de desarrollo Figura 4.2: Diagrama de Gantt final 1 nn X i=1 RE Las estimaciones de cada fase se han realizado en d´ıas, considerando una dedicaci´on de una persona durante una media de 4 horas al d´ıa. Dicho esto obtendr´ıamos las estimaciones mostradas en la Tabla 4.1. Analizando los datos de la misma obtenemos un error relativo medio de 13.95 %. 4.2– Costes de desarrollo En esta secci´on estudiaremos detalladamente los costes que ha supuesto la realizaci´on del proyecto. 4.2.1. Costes de software En lo que respecta los costes de software usado para el desarrollo del proyecto, hemos de indicar primeramente que todo el software empleado es free software, o lo que es lo mismo software libre. Esto supondr´a un coste cero en lo que respecta a este apartado. Adem´as del coste cero, el sofware libre tambi´en nos proporciona muchas otras ventajas. Este tipo de software brinda libertad a los usuarios sobre su producto adquirido y por tanto, una vez obtenido, puede ser usado, copiado, estudiado, modificado y redistribuido libremente. Seg´un la Free Software Foundation, el software libre se refiere a la libertad de los usuarios para ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, cambiar y mejorar el software; de modo m´as preciso, se refiere a cuatro libertades de los usuarios del software: la libertad de usar el programa, con cualquier prop´osito; de estudiar el funcionamiento del programa, y adaptarlo a las necesidades; de distribuir copias, con lo que puede ayudar a otros; de mejorar el 5.1. Pruebas 49 Ahora s´ı se dispuso de nuevo el sistema en la PCB, teniendo especial cuidado con la correcta conexi´on de los cables de alimentaci´on. En esta prueba el sistema funcion´o de forma correcta. V´ease las figuras 5.5 y 5.6 que muestran una visi´on real del sistema final. Tambi´en se a˜nade a modo de complemento el dise˜no de una PCB mucho m´as compacto y teniendo en cuenta los requerimientos finales necesarios frente a las adversidades encontradas durante la etapa de pruebas. V´ease la figura 5.4. Figura 5.4: Dise˜no final PCB con adaptaciones para funcionamiento con 3.3V. 50 5. Pruebas y conclusiones Figura 5.5: PCB Final capa GND. 5.2– Conclusiones En este trabajo se ha realizado la creaci´on de un interruptor inteligente y el despligue de un servidor dom´otico propio por medio de protocolo WiFi 802.11. Se ha conseguido un dispositivo de bajo coste. Finalmente, el dispositivo ha sido sometido a una serie de pruebas que han verificado el correcto y esperado funcionamiento del ecosistema. Como colof´on a esta memoria, se describir´an en este apartado las distintas conclusiones que he obtenido durante la elaboraci´on de este proyecto. La elecci´on de realizar una placa de circuito impreso me ha brindado la oportunidad de poder realizar un dise˜no compacto y realista, as´ı como dotarme de mejoras en la capacidad de soldado. La oportunidad de poder desarrollar este proyecto tambi´en ha contribuido a adquirir conocimientos m´as profundos de la dom´otica as´ı como experimentar los pasos para realizar una tarea de esta magnitud. En definitiva pienso que ha sido un trabajo muy provechoso que me ha dotado de muchas habilidades y ganas de seguir desarrollando mi carrera en torno al mundo IoT, que a´un le queda mucho por crecer y, quien sabe lo que nos deparar´a el futuro. 5.2. Conclusiones 51 Figura 5.6: PCB final capa neutra. Bibliograf´ıa [BSSM21] Blacio, Manuel Asdruval Monta˜no; Sarmiento, Johana Elizabeth Brice˜no; Sarango, Oscar Geovany Jim´enez; y Malla, Edgar Emanuel Gonz´alez, ‘Sistema integral de hogar inteligente basado en home assistant y raspberry pi.’Pa´ul Balde´on Egas, Grisel P´erez, Julio C. Riascos, Brigitte Gonz´alez, Eduardo Jos´e Campechano, Bertha Ulloa Rubio, Ruth Elena Cuasialpud, Cristian Samir Ulloa y Jonnathan Opazo Hern´andezEcuador: Editorial UISRAEL, agosto 2021. 284 p´aginas; 21, 0 x 29, 7 cm. Libro digital-PDF, (2021), 101. [DC99] Deng, Jiunn y Chang, Ruay-Shiung, ‘A priority scheme for ieee 802. 11 dcf access method.’ IEICE transactions on communications,82 (1999)(1), 96–102. [DCVK16] Domingues, Pedro; Carreira, Paulo; Vieira, Renato; y Kastner, Wolfgang, ‘Building automation systems: Concepts and technology review.’ Computer Standards & Interfaces,45(2016), 1–12. [HBE11] Hersent, Olivier; Boswarthick, David; y Elloumi, Omar, 2011; The internet of things: Key applications and protocols. John Wiley & Sons. [MVD+14] Maksimovi´c, Mirjana; Vujovi´c, Vladimir; Davidovi´c, Nikola; Miloˇsevi´c, Vladimir; y Periˇsi´c, Branko, ‘Raspberry pi as internet of things hardware: performances and constraints.’design issues,3(2014)(8), 1–6. [S´an12] S´anchez, E, ‘Dise˜no de un sistema de control dom´otico basado en la plataforma arduino.’ Master’s thesis. Escuela T´ecnica Superior de Ingenier´ıa Inform´atica. Universidad Polit´ecnica de Valencia, (2012). [Sch16] Schwartz, Marco, 2016; Internet of Things with ESP8266. Packt Publishing Ltd. 53 54 Bibliograf´ıa [VFC13] Verma, Lochan; Fakharzadeh, Mohammad; y Choi, Sunghyun, ‘Wifi on steroids: 802.11 ac and 802.11 ad.’ IEEE Wireless Communications,20 (2013)(6), 30–35. [Wik21] Wikipedia, 2021. ‘Electricidad dom´estica — wikipedia, la enciclopedia libre.’[Internet; descargado 14-marzo-2022].