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Avance de Proyecto: “Iluminación

terapéutica y ambiental para un hotel “

Por: Alicia Chong 795792 INTRODUCCION La iluminación de una habitación puede determinar según su estado el ambiente en que esta se encuentra y por ende, el grado de satisfacción de un cliente en su habitación. Por lo mismo, el enfoque consiste en la automatización de la iluminacion para que el ambiente sea mas agradable, basandose en la temperatura del lugar y controlando la intensidad de luz. y asi creando un cambio de colores acorde con el lugar y el ambiente. Asi mismo, este sistema automatizado puede brindar al hotel grandes beneficios para poder controlar el estado en el que se encuentra cada cuarto y asi poder reducir los costos de consumo de energia porque les da la facilidad de tener un control sobre la iluminación de cada una de sus habitaciones.

TIPOS DE INTENSIDAD DE COLOR Y LUZ:

consigue crear ambientes acogedores, más amables y apropiados para descansar o realizar actividades relajadas. Además, al disminuir la potencia se alarga la vida útil de las bombillas y se consigue ahorrar en el consumo de energía eléctrica. Ademas de la intensidad, se va a adaptar la tonalidad de iluminacion segun la temperatura, utilizando iluminacion calida cuando sea un dia frio o bien iluminacion fria cuando en el exterior sea un dia caluroso.

SENSACIONES PROVOCADAS POR LA LUZ A traves del tiempo se ha considerado la energia como una llave a la salud y al buen estado de las personas. Es por eso que asignando un color diferente dependiendo del estado de la temperatura es como ofrecer un servicio extra para mejorar la experiencia del cliente en el hotel. Brindandole una sensación de relajación y comodidad. Cada color tiene un efecto diferente, los que se utilizaran se consideran tener los siguientes efectos: Rojo: Simboliza calor y fuego. Es un color estimulante y energizador. Estimula la circulación de la sangre y brinda calor a las extremidades. Naranja: Simboliza la prosperidad y el orgullo. El naranja es reconocido por estimular la ciculacion de la sangre y energizer los nervios.


Con una senal PWM que sale del Pic se estara modificando mediante una memoria ROM con anchos de pulso definidos (el periodo siempre es el mismo) Y se ira cambiando asi la intensidad (Ver apendice) La luz artificial, procedente de lámparas, es necesaria en numerosas actividades de la vida diaria. Sin embargo, no siempre se necesita la misma cantidad de luz. Hay ocasiones en las que basta con una iluminación tenue y otras en las que un buen chorro lumínico está justificado. Para conseguir el efecto deseado en una sala lo más apropiado es ayudarnos de un regulador para conseguir la intensidad requerida, asi cuando sea un dia muy luminoso utilizar una iluminacion suave o bien si es un dia nublado emplear una luz muy intensa. De esta forma, se

MIDIENDO LA TEMPERATURA Se utilizara un TC74, que es un sensor digital de temperatura bastante accesible y se utiliza mas que nada para aplicaciones de bajo costo Los datos de la temperatura estan convertidos desde el elemento de sensor termico y puestos en una palabra de 8 bits. El protocolo de comunicación con el TC74 es por medio De un Puerto serial compatible al 2-wire SMBus/I2C™ . El rango de conversion es de 8 samples/sec. Consume una potencia de solo 200 A typ, (5A Standby, typ). Tiene un tamaño pequeño y precio bajo, caracteristicas que lo hacen ideal para implementarlo en el hotel , ya q se ocuparan varios.

Azul: Provoca una sensacion fresca, tranquilizante y sedative. El azul alivia el dolor y ayuda a los problemas de presion alta

DATA DISPLAY Muestra la temperatura y dice el estado (ambiente) en el que se encuentra la habitación. Se emplea un LCD de 14 pines acceso los cuales proporcionan 8 lineas de datos, 3 lienas de control y 3 lineas de potencia. La configuracion es de dos filas de siete pins cada una.

Caracteristicas Electricas del TC74 Absolute Maximum Ratings* Configuración de pines

Supply Voltage (VDD) ............................................ +6V Voltage On Any Pin....... (GND – 0.3V) to (VDD + 0.3V) Current On Any Pin .......................................... ±50 mA Operating Temperature (TA) ........................Ver abajo Storage Temperature (TSTG) .............. -65°C to +150°C Temperaturas que maneja el TC74 °C +25°C <TA < +85°C 0°C < TA < +125°C -40°C < TA < 0°C


CARACTERISTICAS AVANZADAS Para controlar el ambiente (regulador), le da control a la persona que se encuentra en la habitación para que ponga el ambiente que guste o si prefiere el automatico que se le sugiere para su comodidad. Pensando en el beneficio tambien para el hotel, Esta aplicación tambien le podra dar el estatus en el que se encuentra cada habitación, para que tengan el control de prender o apagar las luces y no gastar cuando no es necesario.

En la tabla se indica la funcion de cada uno de los pines. Pins 1 y 2 son las lineas proveedoras de potencia, Vss y Vdd. El pin de Vdd debe estar conectado al sumistro positivo y Vss a tierra o a 0Volts.

MICROCONTROLADOR Se escogio el Pic18 ya que con este se controlara la intensidad de la luz con las salidas (PWM) y tambien con la temperatura se usa el protocolo I2C . Le manda la información al display y recibe la información del teclado. Caracteristicas de importancia del Pic • Timer0 module: 8-bit/16-bit timer/counter with 8-bit programmable prescaler • Timer1 module: 16-bit timer/counter • Timer2 module: 8-bit timer/counter with 8-bit period register (time-base for PWM) • Timer3 module: 16-bit timer/counter • Secondary oscillator clock option Timer1/Timer3 • Two Capture/Compare/PWM (CCP) modules. CCP pins that can be configured as: - Capture input: capture is 16-bit, max. resolution 6.25 ns (TCY/16) - Compare is 16-bit, max. resolution 100 ns (TCY) - PWM output: PWM resolution is 1- to 10-bit, max. PWM freq. @: 8-bit resolution = 156 kHz 10-bit resolution = 39 kHz


• Master Synchronous Serial Port (MSSP) module, Two modes of operation: - 3-wire SPI™ (supports all 4 SPI modes) - I2C™ Master and Slave mode


2.1 Utilizando una LDR para controlar la luz Se puede usar un LDR con el objetivo de controlar un dispositivo eléctrico para regular la intensidad de un parámetro físico, es decir, controlar una lámpara para mantener iluminada alguna área determinada. El fotoresistor funciona ya que es un dispositivo cuya resistencia eléctrica esta en función de la intensidad luminosa existente. Cuando la iluminación es mínima, el circuito provoca el encendido de la lámpara de corriente alterna para evitar la oscuridad total, la lámpara permanece encendida hasta que se detecte una iluminación mayor a la que proporciona la lámpara (idealmente, la del sol). 2.1.1

respectivamente. Siempre que un circuito que cambia de un estado a un segundo estado con cierta señal y entonces regresa del segundo al primer estado con otra señal de entrada diferente, se dice que el circuito exhibe histéresis. Por lo tanto un comparador no inversor con histéresis es aquel que proporciona un voltaje de saturación positivo cuando la señal de entrada rebasa un voltaje de umbral superior (VUT) y un voltaje de saturación negativo cuando la señal de entrada desciende por debajo de un voltaje de umbral inferior (VLT). En la figura 11 se muestra en forma gráfica este concepto.

Etapa sensora

Es en esta etapa donde el sensor detecta la intensidad de la iluminación y proporciona un valor, ya sea de resistencia o voltaje, proporcional al parámetro físico correspondiente. En el caso del fotoresistor, presenta un cambio de resistencia como respuesta l la variación de la iluminación: a menor iluminación, mayor resistencia y a mayor iluminación menor resistencia. Conectando al fotoresistor en serie con un resistor de valor fijo, y alimentando a ambos con un voltaje establecido, permite obtener diferentes niveles de voltaje en función de la intensidad luminosa. Pero debido a la alta impedancia que esta red presenta en su salida, se le conecta un amplificador operacional con una configuración de seguidor de voltaje. 2.1.2

Etapa de comparación

Esta etapa permite hacer las comparaciones necesarias para determinar en que estado se encuentra la salida del circuito. Cuando la intensidad luminosa que incide en el fotoresistor es baja, al oscurecer, la señal de voltaje generada es alta y con el comparador de nivel se determina si es lo suficientemente alta como para activar la etapa de potencia y ocasionar que el foco encienda. El tipo de comparador de nivel de voltaje que se emplea en ambas aplicaciones es un comparador no inversor con histéresis y está basado en un amplificador operacional de propósito general LM741. Este circuito recibe una

Fig 10 El voltaje de histéresis (VH) se obtiene mediante la diferencia de los voltajes de umbral superior e inferior. Los voltajes de umbral superior (VUT) e inferior (VLT) pueden encontrarse por las siguientes ecuaciones:

Por lo que el voltaje de histéresis se expresa como


señal de voltaje en una entrada y la compara con un voltaje de referencia, proporcionando uno de dos estados en su salida, voltaje de saturación positivo o voltaje de saturación negativo, que se considerarán como encendido y apagado, La histéresis es necesaria para que los circuitos no oscilen, y tiene diferentes efectos en cada una de las aplicaciones. Para el circuito que controla al dispositivo de luz, el sistema está apagado si detecta una iluminación intensa (luz solar), y en la medida en que la luz disminuye, cuando la etapa sensora proporciona el valor de VUT, el circuito produce la activación de un foco, con lo cual se ilumina el ambiente, por lo tanto la salida del comparador tiende hacia la izquierda de la gráfica, pero no es lo suficientemente grande como para hacer que el foco se apague. El foco se apagará hasta que la luz sea suficiente para que la etapa sensora proporcione un voltaje menor a VLT.

sigue:

El siguiente circuito de comparación sera utilizado, los valores de las resistencias se identificaran luego, ya que de ellos dependen los niveles de voltaje inferior y superior que definen la histéresis. En la salida de la etapa de histéresis se utiliza un acoplador óptico EL microcontrolador recibira como entrada el resultado de esta comparación, siendo asi encendido o apagado lo que defina en que estado estara el foco, intenso o leve 2.1.3

Fig.11 Para el Control de la ilumincacion

Etapa de potencia

En esta etapa se hace accionar un foco. Esto se hace cuando la respuesta de la etapa anterior proporciona la señal de activación. Y la senal PWM del microcontrolador cambiara

Fig. 12 Etapa de Comparacion


APPENDIX A: Iluminacion.asm ; ; El periodo de PWM esta fijo, el duty cycle se va variando ; viendo nuevos valores en una tabla. ; ;=========================================================== ;PROYECTO INTEGRADOR DE TECNOLOGIAS ELECTRONICAS ; "ILUMINACION TERAPEUTICA" ;============================================================ list p=18F4680 #include "p18f4680.inc" ;============================================================ F1: EQU 0x00 DIRFLAG: EQU 0x01 ; Localizacion RAM FlagComp: EQU 0x02 TABLADDR EQU 0x030 ;Localizacion ROM ;============================================================ org 0x800 goto main ; reset vector ;

; goto

org 0x808 TMR1_ISR org retfie

; high priority interrupt vector 0x818

;============================================================ MSJ0: DB "Hola Mundo!!",0x0A,0x0D,0x00 MSN1: DB " ",0x00 COM1: DB "ROJO INTENSO",0x00 COM2: DB "ROJO MEDIO",0x00 COM3: DB "ROJO SUAVE",0x00 COM4: DB "VERDE INTENSO",0x00 COM5: DB "VERDE MEDIO",0x00 COM6: DB "VERDE SUAVE",0x00 COM7: DB "AZUL INTENSO",0x00 COM8: DB "AZUL MEDIO",0x00


COM9:

DB

"AZUL SUAVE",0x00

;============================================================ org 0x900 main: ; Descripci贸n del uso de puertos ; PORTB (0) ECCP1 *** ; (1) *** INPUT de Foto Resitencia ; (2) OUTPUT TX CAN ; (3) INPUT RX CAN ; PORTC (2) Output del PWM del CCP1 ; (3-4) comunicaci贸n I2C (IN OUT) ; PORTD (4) OUTPUT A ECCP PWM ; (5) OUTPUT B ECCP PWM ; (6) OUTPUT C ECCP PWM ; (7) OUTPUT D ECCP PWM ; PORTD (0-7) bus de datos para LCD (OUT) ; Asignacion de Puertos ; Puerto B clrf PORTB clrf LATB movlw 0x1A movwf TRISB RB3

; limpia el Puerto B ; limpia el latch B ; 0x7A -> W ; OUTPUTS RB0, RB2 , INPUTS RB1,

; PUERTO C clrf PORTC clrf LATC ; movlw 0x18 ; movwf TRISC

; limpia el puerto C ; limpia el latch C ; 0xF8 -> W ; OUTPUTS RC0, RC1 y RC3

; PUERTO D clrf PORTD clrf LATD movlw 0x10 movwf TRISD

; limpia el Puerto B ; limpia el latch B ; 0x10 -> W ; OUTPUTS RD0, RD2 RD3, RD4

; ************************** CONFIGURACIONES **************************** ;Configuracion PWM movlw 0x31 ; W -->49 (Period Value)


movwf PR2 ; PR2 = 49 porque tiene una frecuancia de 5kHZ

;

movlw 0x19 ; W--> 25 movwf CCPR1L ; set duty cycle to 25 (50%) bcf TRISC, CCP1 ; establecer como pin de salida movlw

movlw 0x81 ; W-->10000001 movwf T3CON ; Configuracion del Timer 3 como base para PWM1 clrf TMR2 ; force TMR2 to count from 0 movlw 0x05 ; W-->00000101 movwf T2CON ; Preescalador 1:4 y activar el TMR2 ;Configurar el Modulo PWM del CCP clrf CCP1CON movlw 0x0C movwf CCP1CON clrf

;CCP module is off ;W --> 00001100 ;Set PWM

DIRFLAG

; Initicializar el puntero de registros hacia ; la primera localidad datos guardados en memoria de prograna movlw UPPER(TABLADDR) movwf TBLPTRU movlw HIGH(TABLADDR) movwf TBLPTRH movlw LOW(TABLADDR) movwf TBLPTRL ; clrf TBLPTRL ; clrf TBLPTRH ; movlw 0x00 ; movwf TBLPTRH,0 desea leer ;movlw 0x60 ;movwf TBLPTRL,0 ;interrupcion bsf bsf bcf bsf

; limpia la parte baja del apuntador ; limpia la parte alta del apuntador ; apunta a la direcci贸n de programa 0x840 ; en donde est谩 guardado el texto que se ; ;

RCON,7 ; Priority interrupts(IPEN) IPR1,0 ; TMR1 Overflow interrupt high priority PIR1,0 ; clear the Timer1 interrupt flag PIE1,0 ; enable Timer1 OV interrupt


bsf bsf

INTCON,7 INTCON,6

;Configuracion Timer1 clrf T1CON clrf TMR1H clrf TMR1L bsf T1CON,0 LOOP_M goto

;Enables all high priority interrupts ;Enables all low priority peripheral interrupts

;clear Timer1 high ;clear Timer1 low ;prender Timer1

LOOP_M ; ciclo hasta interrupcion

;************************************************************ ; subroutinas TMR1_ISR

; high priority isr

bcf PIR1,TMR1IF ;Clear the Timer1 interrupt flag. rcall CHECK_ADDR btfsc DIRFLAG,0 ; salta cuando llegue al final, sino se va moviendo para abajo bra RD_DOWN ; el puntero se va moviendo para abajo (luego controlar esto con puerto)

RD_UP ;; Lee la tabla y post- incrementa, y guarda el valor del nuevo Duty Cycle de PWM ; ; tblrd*+ ; movff TABLAT,CCPR1L ; ; bra T1POLL ; ;RD_DOWN ; ;; Lee la tabla, post- decrementa y guarda el valor nuevo del Duty Cycle de PWM ; ; tblrd*; movff TABLAT,CCPR1L ; ; bra T1POLL ; ;T1POLL ; btfss PIR1,TMR1IF ; Ciclo hasta Interrupcion del TMR1


; ; TMR1 overflow. ; bra T1POLL ; bcf PIR1,TMR1IF ;Limpia la bandera de interrupcion de TMR1 ;;; retfie ; CHECK_ADDR movlw LOW(TABEND) - 1 subwf TBLPTRL,W bnz CHECK_LOW setf DIRFLAG return CHECK_LOW movlw LOW(TABLADDR) subwf TBLPTRL,W bnz DONE_CHECK clrf DIRFLAG DONE_CHECK return org TABLADDR DB 0x00,0x06,0x0C,0x12,0x18,0x1E,0x23,0x28 DB 0x2D,0x31,0x35,0x38,0x3A,0x3D,0x3E,0x3F TABEND END


Apendice B: Calendario a Seguir Domingo

6.Probar con un foco salidas, teclado y lcd

Lunes

7

Martes

Miercoles Jueves

Viernes

Sabado

1. 2. Terminar Terminar de PCB configurar LCD y Keyboard con sus respectivos comandos

3. Sensor LDR

4. Prueba de salidas, diferentes anchos de pulso, armar el circuito con Mosfets(solo 1 led)

5

8. Dimmer cambiar ancho de pulso en el foco

9. Temperatura, configurar y armar circuito

10. Temperatura, configurar y armar circuito

11. Ordenar comandos, ajustar detalles de esclavo

12. 13. Configurar CAN

14. Comandos de CAN

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16. Mandar Info de CAN

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18 CAN

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Therapeutic Illumination Application Note (Spanish)