Mota sensora para monitorización de obras de arte

REALIZADO POR:

Fernando Pérez BuenoDIRIGIDO POR:

Alberto J. Palma López y Fernando Martínez Martí

ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓNPROYECTO FIN DE CARRERA

Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores

Índice

Introducción:•Conservación preventiva•Solución propuesta•Motivación

Desarrollo•Elección del controlador•Elección del dispositivo móvil•Elección del canal de comunicación•Sensores y adecuación•Flujo del programa Arduino•Control de parámetros•Aplicación ArtSense•Protocolo de comunicaciones

Evaluación y resultados

•Cumplimiento de objetivos•Pruebas de alcance•Estudio de capacidad de transmisión•Encuesta sobre aplicación ArtSense•Trabajo futuro

Índice:

ºC % HR lux

Control del ambiente en contacto con la obra

Parámetro Diario Anual

Humedad ±5-10 % HR 30-70 % HR

Temperatura ±2-5 ºC 17-27 ºC

Luminosidad 200-500 lux 150.000 lux·hora/año

Otros factores:• Materia particulada: eliminación del 80%• SO2 y NO2 : inferior a 10µg/m3

• O3 : inferior a 2µg/m3

Conservación preventiva

Planteamiento inicial del sistema

Solución propuesta

Aportación cultural al PIB 2,5%

Patrimonio, archivos y bibliotecas (7,3%)1.900 millones de euros

Junto con las Artes plásticas (21,7%)5.648 millones de euros

0,54% PIB total

Importancia económica del patrimonio cultural

Fuente: Anuario de Estadísticas Culturales 2014. Ministerio de Educación y Cultura.

Motivación

Microcontrolador Mini ordenador

Orientado a hardware Orientado a software

Lectura directa de sensores Lectura analógica a través de hardware extra

Multitarea NO Multitarea SI

Mayor sencillez Mayor capacidad de procesamiento

Mayor robustez Mayor memoria

Elección del controlador

Conexión sencilla de sensores

Amplia oferta de hardware compatible

Capacidad de procesamiento suficienteNo necesita ser configurado por el usuario finalComienza a funcionar con solo conectarlo a la alimentaciónDifícil de dañar

Arduino Mega ADK

Factores clave de Arduino

Elección del controlador

Tipo smartphone o tablet• Versátiles• Muy extendidos• Amplia gama de opciones• No incrementa el coste del proyecto

Elección del dispositivo móvil

Cuota de mercado sobre el 80%

Mayor número de usuarios

Mayor versatilidad

Libre

Facilidad de desarrollo

Factores clave de Android

Elección del dispositivo móvil

Implementación sencilla en Arduino

Capacidad de transmisión suficiente

Independencia de redes o dispositivos de tercerosFácil de conectar

Consumo reducido

Factores clave de BluetoothUSB Bluetooth dongle

Elección del canal de transmisión

Sensores digitales con salida I2C

HIH 6130Humedad y temperatura 2&1 compensado

TSL2561 Sobre PCB de adaptación a DIPSensor de luz ambiente

Sensores

Humedad y temperatura Luz ambiente

Adaptación de sensores

Flujo del programa Arduino

•Se fija un valor Inicial•Se compara valor actual con inicial•Se compara valor actual con rango límite

35 %HR<Hini<65 %HR

18 ºC<Tini<26 ºC

LuzMax<5000 lx

Valor Inicial Variación máxima

35 %HR<Hini<65 %HR ±5 %HR

18 ºC<Tini<26 ºC ±2 ºC

LuzMax<5000 lx Límite superior

Bajo Ok Alto

_

Estado

Control de parámetros

Aplicación para Android

• Gestión de conexión Bluetooth• Visualización de los datos• Almacenamiento- SQLite• Configuración

ArtSense

Temperatura Valor Estado Humedad Valor Estado Luz Valor Estado

Cabecera Valor modificado Rango aceptado

Tset Temperatura central 18 - 26 ºC

Hset Humedad central 35-65 % HR

Lset Luz máxima Hasta 5000 lux

Iset Intervalo de medida 30-3600 s

AskR Temperatura central

Humedad central

Luz máxima

Intervalo de medidaAskQ

Xset Valor

Protocolo de comunicaciones

• Adquisición no invasiva• Monitorización en tiempo real• Control de los parámetros• Generación de alarmas• Transmisión inalámbrica independiente• Fácil de usar• Almacenamiento de datos• Resultado robusto

Cumplimiento de objetivos

Pruebas de alcance

Estudio de capacidad de medida

• Límite adquisición: Sensor de luz 400 ms de conversión de datos

• Límite Bluetooth:- Versión 2.0 + EDR: 2,1 Mbit/s- Mayor trama: 408 bits + cabecera Bluetoothaprox. 5397 tramas/s

• Límite empírico: 1 medida/s

• Límite Aplicación:- Dependencia de recursos disponibles en el SO- Aprox. 150 ms de procesado e inclusión en la base de datos- Límite de 1 medida por segundo por el ID de la base de datos

Encuesta sobre la aplicación ArtSenseDiseño PuntuaciónMe gusta el aspecto visual de la aplicación

Es fácil encontrar la informaciónFuncionalidadLos datos son fáciles de interpretarEl código de colores facilita la interpretación

Es fácil establecer la conexión entre los dispositivos

Es fácil acceder a los datos almacenados

UsoMe ha sido fácil usar la aplicación en general

La aplicación tiene una buena velocidad de respuesta

Trabajo Futuro

• Nuevos sensores.............................................

• Gestión activa de parámetros.........................................

• Aumento de distancia de conexión................................

• App multiplataforma................................

• Gestión de los datos.......................................................

• Más opciones de configuración.......................................

Gracias por su atención-

Ruegos y preguntas

https://github.com/zalteck/MotaSensora

https://internetzero.wordpress.com

Twitter: @Zareteke