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Orientación Universidad
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investigacion de aplicaciones iot, Resúmenes de Tecnología de Máquinas

aplicaciones iot en el entorno tic

Qué aprenderás

  • ¿Cómo funcionan los sensores analógicos y qué tipos existen?
  • ¿Qué son sensores analógicos y en qué se diferencian de sensores digitales?
  • ¿Cómo se programan y leen los valores de sensores analógicos en Arduino?
  • ¿Cómo se conectan sensores analógicos a Arduino?
  • ¿Qué tipos de sensores analógicos se utilizan en robótica y en la industria?

Tipo: Resúmenes

2019/2020

Subido el 29/09/2021

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Universidad Tecnológica del Sureste de Veracruz
Tecnologías de la Información y Comunicación
Resultado de aprendizaje
INVESTIGACION ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE
DATOS
PRESENTA
ISAI ALEGRIA VIDALES
ASIGNATURA
Aplicaciones IOT
CUATRIMESTRE Y GRUPO
SEXTO, GRUPO 701 DESPRESURIZADO
NOMBRE DEL DOCENTE
ING. KARINA GLADIS GARIZURIETA ORTIZ
Cd. Nanchital, Ver., 11 de septiembre de 2021.
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Universidad Tecnológica del Sureste de Veracruz

Tecnologías de la Información y Comunicación

Resultado de aprendizaje

INVESTIGACION ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE

DATOS

PRESENTA

ISAI ALEGRIA VIDALES

ASIGNATURA

Aplicaciones IOT

CUATRIMESTRE Y GRUPO

SEXTO, GRUPO 7 01 DESPRESURIZADO

NOMBRE DEL DOCENTE

ING. KARINA GLADIS GARIZURIETA ORTIZ

Cd. Nanchital, Ver., 1 1 de septiembre de 2021.

¿Qué es el almacenamiento de datos?

El almacenamiento de datos es el proceso mediante el cual la tecnología de la información archiva, organiza y comparte los bits y bytes que conforman los sistemas de los que dependemos todos los días, desde las aplicaciones hasta los protocolos de red, los documentos, el contenido multimedia, las libretas de direcciones y las preferencias del usuario. Es un elemento fundamental del big data. Analógicos Por otro lado, los sensores son analógicos muestran más abanico de estados en función de la magnitud física que detectan haciendo que esta se pueda escalar y obtener el valor real. Parece algo siempre, como que un sensor de temperatura te diga los grados que hacen actualmente en grados centígrados, por ejemplo. Sin embargo, los sensores deben transformar ese cambio que detectan en un voltaje analógico para que pueda ser utilizado por la electrónica que le acompaña, y de ese modo mostrarnos el valor y si queremos actuar en consecuencia con nuestro circuito. Por ejemplo, encendiendo una refrigeración al llegar a 25ºC. Una señal analógica puede ser una sinusoide, donde conforme va pasando el tiempo el valor va pasando de un valor máximo a un valor mínimo de manera cíclica.

Sensores magnéticosSensores de caudalSensores de nivel de fluidoSensores meteorológicosSensores de corrienteSensores de distancia, proximidad IR y ultrasonidosSensores de distancia y proximidad inductivosSensores de luz y de colorSensores de sonidoSensores de presiónSensores de gasSensores de reflexiónSensores de movimientoSensores de humedadLectores de Huellas Dactilares sos de un sensor analógico La manera más habitual de trabajar con estos sensores es conectándolos a alguna placa de desarrollo tanto para captar las medidas del entorno, como para conectar a esta los actuadores necesarios. Estas placas de desarrollo se programan en entornos de programación sencillos, siendo la plataforma más habitual Arduino. Si es tu primer proyecto con sensores, es desde luego la plataforma que te recomendamos. Ejemplo Todo se ve mejor con un ejemplo, por lo que vamos a ver la conexión de un sensor de lluvia. Con este ejemplo veremos el funcionamiento de un sensor que tiene tanto salida analógica como digital, como obtenemos los valores mediante la placa de desarrollo Arduino UNO.

Este sensor de lluvia detecta mediante una sonda las gotas de agua que caen sobre este, para así cerrar el circuito. La sonda consta de una espira de pistas conductoras por la que estará pasando una corriente, y otra pista igual conectada a tierra (GND). Estas pistas están sobre una placa de baquelita no conductora. Cuando cae una gota de agua, liquido que es conductor eléctrico, conecta dos partes de las espiras ya que tienen una separación muy pequeña. El agua hace que se cree un camino de baja resistencia entre las pistas con polaridad positiva y las pistas conectadas a GND. Este sensor tiene también un amplificador, el encargado de amplificar el pequeño diferencial de voltaje que se general cuando una gota de agua cae sobre las pistas del módulo. Este módulo se alimenta directamente de Arduino, así que no necesitamos una fuente de energía externa debido a su bajo consumo, pero es posible que otros módulos si necesiten una alimentación externa. El módulo se conecta a la placa Arduino UNO del siguiente modo:

A0 - Salida analógica A 0 Azul D0 – Salida digital 2 Verde del sensor se conectan a la sonda de medición mediante los cables suministrados amarillo y naranja. La salida digital viene fijada por el potenciómetro, donde regulamos el valor a partir de el cual la salida digital pasara de desactivada (0) a activada (1). Este valor se llama umbral. En cuanto a la salida analógica puede ser conectada a un puerto Analógico de nuestro microcontrolador Arduino para detectar la intensidad de la humedad y la precipitación. Los valores que indicará serán una referencia de la diferencia de voltaje después de haber sido amplificado, y tendrá una correlación lineal con la resistencia a la corriente que hay entre las pistas de la sonda. Una vez programado el microcontrolador Arduino UNO mediante el entorno que hayamos decidido, habitualmente el Arduino IDE, podremos obtener visualmente los valores a tiempo real que va captando el sensor, tanto digital (D0) como analógicos (A0). Por ejemplo, en nuestro código nos muestra la siguiente imagen, donde podemos intuir que el valor umbral de la salida digital debe estar en torno a 800, a partir del cual la salida digital pasa a ser 1. Recuerda que este umbral se cambia con el potenciómetro del módulo.

Digitales Esto quiere decir que, si un sensor es digital, los cambios en el entorno y los eventos que notarán se mostrarán digitalmente. Por lo tanto, tendrá dos estados: cambio detectado o cambio no detectado. Lo que es lo mismo: si o no, 1 o 0, activado o desactivado. La señal de salida eléctrica que genera va a depender de la fuente de alimentación, por ejemplo, podría ser 5VDC o 0VDC. Esto quiere decir que saldrán 5V cuando el sensor haya detectado un cambio en la magnitud física y 0V mientras no lo haya detectado, por ejemplo, hay o no hay luz.

Periférico es la denominación genérica para designar al aparato o dispositivo auxiliar e independiente conectado a la unidad central de procesamiento o en este caso a Arduino. Se consideran periféricos a las unidades o dispositivos de hardware a través de los cuales Arduino se comunica con el exterior, y también a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal. Ejemplos de periféricos:

  • Pantallas LCD
  • Teclados
  • Memorias externas
  • Cámaras
  • Micrófonos
  • Impresoras
  • Pantalla táctil
  • Displays numéricos
  • Zumbadores
  • Indicadores luminosos, etc…

Protocolos de comunicaciones.

IoT está creciendo rápidamente, existen una gran cantidad de dispositivos conectados a internet, y su número aumenta exponencialmente. Estos dispositivos están equipados con baterías, un mínimo de almacenamiento y capacidad de proceso. Debido a estas restricciones, la comunicación entre estos dispositivos acarrea varios desafíos:

  1. Direccionamiento e identificación.
  2. Comunicaciones con bajo consumo de energía.
  3. Protocolos de enrutamiento eficientes y bajos requerimientos de memoria.
  4. Alta velocidad y comunicaciones sin pérdida.
  5. Movilidad. Los dispositivos IoT, generalmente se conectan a Internet a través de la pila TCP/IP, esta pila es muy compleja y necesita gran cantidad de memoria y energía. También pueden conectarse localmente a través de redes no IP, en la que el consumo de energía es menor y conectarse a internet a través de una pasarela (Gateway). Algunas redes no IP, como Bluetooth, RFID y NFC son muy populares pero con un alcance reducido, por lo que las aplicaciones están limitadas a redes PAN (personal área network). Para aumentar el alcance, es necesario modificar la pila TCP/IP con el objetivo de reducir el consumo de energía. Las organizaciones de desarrollo de estándares (standards developmentorganizations, SDO) definen una visión común de la arquitectura, protocolos y funcionalidad. Los protocolos de comunicación se pueden clasificar en función del rango o consumo de los dispositivos en: sistemas M2M capilares y sistemas M2M celulares. M2M (machine to machine), hace referencia al intercambio de datos entre dos máquinas conectadas entre sí, a través de un enlace directo o a través de una red, para enviar y recibir datos. Las regulaciones del espectro radioeléctrico no permiten el uso de todo el espectro, lo clasifican en distintas bandas para regular su uso, dejando algunas para uso libre de acuerdo a unas normas. Estas son lasllamadas ISM (industrial, scientific and medical). Suelen ser las de 433 MHz, 868 MHz o 905 MHz y la de 2,4 GHz. Por encima de esta última hay mas bandas libres (5 GHz para WIMAX, Wi-Fi con especificación 802.11a, n, y ac). También