por Elektronika eta Telekomunikazioak Don Bosco | May 30, 2016 | Sin categoría
Hilabetetako lanaren ondoren, hau izan da proiektu interesgarri honen emaitza.
.
Ondoren, proiektuaren memoria irakurri ahal izango duzue eta nahi izanez gero, fitxategiak deskargatu ahal izango dira.
.
.
1. LABURPENA
Proiektu honetan, negutegiaren ingurumenaren kontrola sustatzeko aukera eta datu hauek internetera bidaltzeko ahalmenarekin batzen da. Horretarako, Arduino, Raspberry Pi 2, internet bidezko base datuak eta dronen teknologiak batzen dira gaur egungo negutegien kontrola hobetuz.
Hau egiteko, internetera konektatuta dagoen lurreko dron bat sortu dugu. Dronak GPS bidez, programatutako ibilbide bat jarraituko du instalatutako sentsoreak datuak neurtzen eta bidaltzen dituten bitartean. Drona zati elektronikoz eta zati mekanikoz osatuta dago.
Elektronikako zatia bloke funtzional ezberdinetan banatzen da. Alde batetik, ATmega328 mikrokontroladorea erabiliz, sentsoreak elikatu eta kontrolatzen dira eta datuak FTDI hari bat erabiliz Raspberry Pi-ra bidaltzen dira. Raspberry-a internetera konektatuta dagoenez, jasotako datuak, datu base batera bidaltzen dira edonondik ikusi ahal izateko. Bestalde, Raspberry-arekin batera, Erle Brain bat erabiltzen da. Erle Brain-a dronaren burmuina izango da eta dronaren kontrolaz eta programazioaz arduratuko da. Gainera, kontrol automatikorako GPS-a erabiltzen da eta kontrol manualarentzako, RC errezeptorea.
Zati mekanikoari dagokionez, trakziorako ESC batek kontrolatzen duen Brushless bat erabiltzen da eta norabidearentzako serbo bat. Gainera, ardatz bakoitzean indargetzaile bat dauka egonkortasuna hobetzeko.
Teknologia guztia hauek erabilita, negutegi baten barruan dauden zonalde ezberdinetan neurketak egin nahi dira. Horrela, arazoak aurreikusi eta ekidin ahal izango dira. Gainera, negutegi bat baina gehiago dituen nekazari batek, diru aurreztu ahal izango du, dron bera negutegi ezberdinetan erabili ahal izango delako, sentsoreen instalazio aurreztuz.
Datuen bisualizazioa eta dronaren kontrola, webgune baten bitartez egin ahal izango da. Programaketari dagokionez, C++ (Arduino) eta Python (Raspberry) erabili dira. Gainera, ROS sistema ere erabili da.
.
.
2. PROIEKTUAREN PLANGINTZA
Proiektua hau fase ezberdinetan bete da. Hauetako bakoitzak lehendik planifikatuta egon da eta fase bakoitza eginkizun ezberdinetan banatu da. Jarraian proiektua eraikitzeko jarraitutako faseak agertzen dira:
1. Teknologia ezberdinen alternatibak
a. Komunikazioa ezberdinak
b. Sentsoreak
2. Erabaki hartzea
3. Programazioaren garapena
a. Python
b. Arduino
4. Zirkuituaren probak
5. Datu basearekiko konexioa
6. Dronaren emisoraren konfigurazioa
7. Misio autonomoaren probak
8. PCB-aren diseinua
a. Eskemaren diseinua
b. PCB-are diseinua
c. PCB-aren fabrikazioa
9. Prototipoaren konstrukzioa
a. Kokapena eta soldaketa
b. Abiaraztea
.
.
3. TEKNOLOGIAREN EGOERA
Prototipo honen eraikuntzarako hurrengo teknologiak aztertu dira:
Arduino UNO (ATmega328):
ATmega328 mikrokontroladorea bi zereginetarako erabiliko da: Lehenengoa, sentsoreak elikatu eta beren irakurketa datuak jasotzeko. Eta bigarren, hartutako datuak Rasberry-ra bidaltzeko. Datu-transmisio hau USB (serie) bidez egiten da. Raspberry-an beharrezko pin adina ez zeudelako erabiltzea erabaki da.
Raspberry Pi 2:
Proiektuaren zentralita (burmuina) modukoa da. Datuak Datu Basera bidaltzeaz arduratzen da, baita GPS-a eta “ROVER”-a kontrolatzeaz ere. Plataforma hau erabiltzea erabaki da “ROVER”-arekin batera zetorrelako jadanik.
ErleBrain:
Robotak eta dronak eratzeko garun artifiziala da. “Copter”, “Plane” edo “Rover”-ean erabiltzen da. “Debian” irudiarekin dator, “ROS Hydromedusa” dauka preinstalatuta eta “APM ardupilot” plataformaren bidez, drona kontrolatzea lortzen da. Erle Brain-a bi plakez osoatua dago: aurretik aipatutako Raspberry Pi-a eta honen gainean shield moduan jarrita dagoen Erle Brain-a.
29 sentsore, “1 GHz ARM Cortex-A8” CPU-a, 512MB-eko RAM memoria eta 4GB-eto Flash memoria dauzka.
GPS-brujula (UBLOX):
GPS-ak altitudea, longitudea eta latitudea ematen ditu, objetu bat mapan non dagoen kokatzeko.
“ROVER”-ak misio autonomoak egitea ahalbidetzen du, haren koordenatuak ematen dituelako.
Sentsoreak:
Proiektu honen funtsa sentsoreetan dago. Helburua neurketa zehatzagoak egitea delako, drona erabiliz negutegiko puntu ezberdinetan datuak hartuz.
Erabilitako sentsoreak negutegi batean funtsezkoak diren parametroak neurtzen dituztelako aukeratu dira.
- DHT11: Hezetasuna eta tenperatura neurtzen dituen sentsorea da.
- TSL2561: Argitasuna neurtzen du.
- UVM30A: Eguzkiaren erradiazioa neurtzen du.
- MG811: CO2 kantitatea neurtzen du.
..
4. PROIEKTUAREN DEFINIZIOA
Proiektu hau hasieratik bi zatitan banatuta egon da:
1. Lehenengo zatian sentsoreen neurketak hartzen direnetik hauek interneteko base datura bidali arteko prozesua da. Sentsoreak ATmega328-ra pinetara konektatuak daude. Hauek dira erabilitako sentsoreak:
a. Tenperatura eta hezetasun sentsorea
b. Erradiazio sentsorea
c. Argitasun sentsorea
d. CO2 sentsorea
.
Sentsore hauekin jasotako datuak, ATmega328-ren bitartez, FTDI hari bat erabiliz, Raspberry-an jasotzen dira Python programari esker. Programa berarekin, datuak jasotzen diren bitartean, sailkatu egiten dira eta HTTP protokoloarekin bidaltzen dira interneteko datu basera. Gainera, MQTT protokoloarekin dronaren moduaren kontrola aldatzea lortzen da. Hau da, drona gelditu edo martxan jartzeko aukera dago webgunetik.
.
2. Bigarren zatia robotaren kontrolaz arduratzen da. Hau egiteko Erle Brain-a, RC konexioa, eta GPS-a behar dira. Kontrola bi modutan egin daiteke, manualki eta automatikoki. Kontrol manuala egiteko, RC emisorea eta errezeptoreak behar dira eta «MANUAL» moduan lan egin behar da. Kontrol automatikoak GPS koordenatuen bidez funtzionatzen du, beraz, GPS-a Erle Brainera konektatu behar da. Ondoren, «LEARNING» moduan egonda, emisorearen edo ordenagailuaren bitartez koordenatu puntuak idazten dira. Puntu guztiak gordetak izandakoan, «AUTO» moduan jarri behar da aurretik gordetako ibilbidea jarraitzeko.
.
.
5. AURREKONTUA
Prototipo bat sortzeak zenbat balioko duen jakiteko, lehengaien eta erositako produktu guztien prezioak aztertu beharko dira. Totalean produktuaren prezioa 1200€-koa izango da. Bukaerako enlazetan memoria osoa ikusi daiteke eta bertan jarri dira elementu bakoitzaren prezioak.
.
.
6. PROTOTIPOAREN GARAPENA
Atal honetan prototipoa garatzeko garaian jarraitu diren urratsak azalduko dira:
6.1. Simulazioak
Fase honetan, alde batetik, lehen azaldutako Arduino programa (ikus 4.1. Arduino Programaren Diagrama atala) kargatu da «Proteus»-ek eskaintzen digun «ISIS» softwarean eta zirkuituaren funtzionamendu egokia konprobatu da.
Software hau oso baliagarria izan da proiektu honetan simulazioak egin ahal izateko eta montatu aurretik konprobazioak egiteko.
Simulazioa egiterako garaian, sentsoreen ordez potetziometroak erabili dira eta Arduinoa serieko pantaila birtual batera konektatu da serie portuan idazten den informazioa bisualizatu ahal izateko. Simulazioa martxan jartzeko, «Play» sakatu behar da eta serieko pantaila ireki. Honen barruan, irakurri eta bidali nahi den sentsorearen karakterea idatzi behar da hau pantailaratzeko. “T” tenperaturarentzako, “H” hezetasunarentzako, “R” erradiazioarentzeko, “C” CO2-arentzako eta “L” argitasunarentzako.
.
Bestalde, «APM Planner» softwarea landu da. Software hau, GCS (Ground Control Station) bat da eta honen bitartez dronaren kalibrazioak, «WayPoint» bitartezko ibilbide planifikatuak eta bestelako parametroak modifikatu daitezke. Helburu nagusia misio autonomoak egitea da eta horretarako ingurune zabal eta irekian egin dira frogak, GPS seinalea ahalik eta hoberen izan dadin.
.
6.2. Material bilketa
Simulazioa egokia dela ikusi ondoren, erabiliko dugun materiala bildu behar da. Garapen eta probetako fasean material hau erabili dugu proba ezberdinetan:
• 1 x Arduino UNO
• 3 x Potentziometro
• 1 x Tenperatura/Hezetasun sentsorea
• 1 x Argitasun sentsorea
• 1 x Erradiazioa sentsorea
• 1 x CO2 sentsorea
• 1 x USB adaptadorea
6.3. Kableatu eta programazio frogak
Aurrerago aipatu den bezala, proiektu hau bi zatitan bana daiteke (sentsoreen irakurketarena eta internetera bidaltzekoarena). Ondorioz, programatzeko bi hizkuntza erabili behar izan dira. Hala nola, Arduino programatzeko bere hizkuntza erabili da eta Raspberry programatzeko berriz, Python eta ROS hizkuntzak erabili dira.
.
6.3.1. Sentsoreen irakurketa Arduino bidez
Simulazioak ondo funtzionatu arren, oso garrantzitsua da zirkuitu guztia muntatzea. Horretarako, protoboard batean proiektuan erabiliko diren osagai guztiekin.
Proiektu honetan, hainbat froga ezberdin egin dira. Hasteko, simulazioan bezala, Arduino plakara potentziometro batzuk konektatu dira eta lortutako datuak serie bidez bidaltzen dira. Bigarren frogan, sentsoreak Arduinora konektatuz sistemaren funtzionamendu egokia frogatu da.
Programazioari dagokionez, Arduinoko programa ondo ulertzeko helburuarekin, ondorengo fluxu diagrama aurkezten da:
Programa honen helburu nagusia sentsoreen balioak irakurtzea eta Raspberryra bidaltzea da. Horretarako, sentsore bakoitzaren programa interneten bilatu da, banaka frogratu da sentsore bakoitzarekin eta ondoren bata bestearekin integratzen joan dira.
Sentsore guztien funtzionamendua egokia dela ikusita, serie portu bidezko komunikazioa egiteari ekin zaio. Lehen frogak i2C protokoloa erabiliz egin dira baina hainbat zailtasun ikusi ondoren, serie portua erabiltzea erabaki da programaketa aldetik xamarragoa delako.
Hau egiteko, FTDI USB adaptadore bat erabili da. Honen bitartez, sentsoreak irakurritako datuak lehenengo Raspberry-ra eta ondoren interntera ondo bidaltzen direla frogatu da. Frogak eginten joan ahala, Arduino eta Python-eko programak hobetzen joan dira beharrezko funtzionamendua lortu arte.
Zati honetan erabilitako erreminta «Arduino Sketch» programa izan da.
.
6.3.2. Internetera datuak bidaltzea Raspberry bidez
Arduinotik jasotako datuez gain, informazio gehiago bidaliko da Internetera. Hala nola, LiPo bateriaren egoera eta GPS kokapena. Hau egiteko, bi aukera aztertu dira: programatzeko ROS estruktura eta Python hizkuntza.
Ondoren ROS modu sinple batean azalduko da:
.
6.3.2.1. ROS
ROS siglek Robot Operative System esan nahi dute ingelesez. Kode irekiko meta-sistema eragile bat da eta Open Source Robotics Foundation (OSRF) erakundeak mantentzen du. Ondorengo zerbitzuak eman ditzake:
• Hardware-abstrakzioa
• Maila baxuko gailuen kontrola
• Erabilera orokor funtzionaltasunaren inplementazioa
• Prozesuen arteko mezuen bidalketa
• Paketeen kudeaketa
ROS beste “framework” robotikoen (Player, YARP, Orocos, CARMEN, Orca, MOOS o Microsoft Robotics Studio) antzekoa da zentzu batzuetan.
ROS-en helburu nagusia robotikaren garapen eta ikerketan erabiltzen diren kodigoak berrerabiltzea eta soportea ematea da. Beste helburu edo ezaugarri batzuk ondorengoak dira:
• Thin: ROS ahalik eta arinen izateko diseinatuta dago.
• ROS-agnostic liburutegiak: garapen mota gustokoena liburutegiak interfaze funtzional garbiekin idaztea da.
• Hizkuntza independentzia: ROS edozein programazio- hizkuntzatan inplementatzea erraza da. Dagoeneko Python, C++ eta Lisp hizkuntzatan inplementatua dago.
• Testeatzeko erraza: ROS-ek “rostest” izeneko test framework bat barneratzen du, modu errazean frogak egiteko.
• Eskalablea: ROS-a egokia da exekuzio-denbora handiko sistematan eta garapen-prozesu handietan.
ROS hobeto ulertu ahal izateko, ondorengo kontzeptuak argi edukitzea gomendagarria da.
• Master: ROS Masterrak izen erregistroak kudeatzen ditu. Bera gabe, nodoak ez lirateke beste nodoak aurkitzeko, mezuak trukatzeko eta zerbitzuak eskatzeko gai izango.
• Nodoak: Konputazioak egiten dituzten prozesuak dira.
• Mezuak: Nodoak mezuak trukatzen komunikatzen dira.
• Topikoak: Argitaratzaile/harpidedun (publicador/suscriptor) semantika erabiltzen duten garraio sistemek mezuak enrutatzen dituzte.
• Zerbitzuak: Eskaerak eta erantzunak zerbitzuak erabiliz egiten dira, mezuetan oinarrituta: bat eskatzeko eta beste bat erantzuteko.
.
ROS erabili ahal izateko urrats garrantzitsuenetako bat, aurrez ezarritako karpeta estruktura bat sortzea da.
Hainbat instrukzioen bitartez egiten da, baina hau ikusi ahal izateko, deskargatu memoria osoa proiektuaren Site-an. Ondoren, Raspberryko programaketaren planteamendua egin da. Hiru zati izango dira:
• LiPo-aren egoera: Kodigo honetan, LiPo bateriaren egoera jasoko da.
• GPS posizioa: Kodigo honetan, latitudea eta longitudearen datuak jasoko dira.
• Kodigo nagusia: Kodigo honetan, Internetera bidaliko den informazioa jasoko eta bidaliko da.
Bloke bakoitza azterketa, memorian aurkituko duzue.
.
6.4. PCB-aren diseinua eta fabrikazioa
Fase honetan, prototipoan erabili den PCB-a diseinatu eta fabrikatu behar da. Horretarako, pausu hauek jarraitu dira:
.
6.4.1. PCB-aren diseinua
Simulaziorako zirkuitua eta benetan behar den zirkuitua ez dira berdinak, beraz lehenengo pausua ISIS-en bitartez diseinu berria sortzea izango da. Kontuan hartu behar da, fase honetan erabiltzen diren osagaiak urrats digital egokiak izan behar dituztela, bestela hauek sortu behar direlako.
Sortuko den PCB-a Raspberry Pi eta Erle Brain 2-aren gainean kokatuta joando da, beraz plaka hauen dimentsioak kontutan hartu beharko dira. Hau jakinda eta ISIS-eko diseinua egin ondoren, eskema PROTEUS-eko ARES softwarera bidaltzen da.
PCB-aren diseinura honetarako ez da urrats berririk diseinatu behar izan, baina beste gauza batzuk kontuan izan behar dira, hala nola, pisten zabalera, osagaien kokapena edo pad-en lodiera.
Sentsoreak eta konektoreak plakaren izkinetan jarri dira, erabiltzeko orduan erraztasunak izateko. Gainera, Reset botoi bat eta piztua dagoela irudikatzen duen LED bat gehitu zaizkio.
.
6.4.2. PCB-aren fabrikazioa
Fabrikazio fasea aurrera eraman ahal izateko, Don Bosco-n dagoen fresaketa bidezko makina erabili da. Makina hau, kobrea kenduz, zirkuitua egiteko gai da denbora gutxian. Makina Board-Master LPKF PromatS62-a da.
Makina martxan jarri aurretik, makinak irakurri dezakeen artxiboa sortu behar da. Horretarako, CircuitCAM programa erabiltzen da. Programa honetan PCB-aren diseinua formatu egokira pasatzeaz gain, azkeneko ukituak eta soldaketak errazten dituten hustuketak egiten dira.
Artxiboa sortu ondoren, LPKF-ra konektatuta dagoen ordenagailuan artxiboa pasa behar da. Fresaketarekin hasteko, lehenengo makinari zuloak egiteko agindu behar zaio eta ondoren pistak. PCB-a aurpegi bakarrekoa denez, ez du metalizaziorik behar.
.
6.5. Karkasaren garapena
Azaldutako zati elektronikoa kanpo faktoreetatik babesteko, (ura, hezetasunak sortutako korrosioa…) karkasa bat egitea erabaki da.
.
6.5.1. Karkasaren diseinua
Karkasa hau sortzeko, software libreko interneteko orri bat edo FreeCAD softwarea erabili daiteke. Azkeneko programa honen bidez 3D irudiak sortzeko eta editatzeko ahalmena ematen du.
Karkasa bi zatitan banatuta dago, top eta bottom. Bottom edo behe aldeko zatia, Raspberryaren azpiko karkasa da. Top edo goi aldeko zatia, guztiz diseinatua izan da beheko zatiarekin bat etorri dadin. Diseinatzerako orduan, kontuan izan da plaka babestu egin behar dela baina konektoreentzako hutsuneak egon behar direla eta sentsoreak kanpoan egon behar direla neurketak egokiak izan daitezen.
.
6.5.2. Karkasaren fabrikazioa
Aurreko diseinuen “.stl” artxiboa edukita, Cura softwarearen bitartez “.gcode” formatura pasatzen da eta ondoren Repetier Host-en bidez 3D inprimagailura bidaltzen da. Karkasa inprimatzeko erabili den makina Prusa i3 Psique izan da eta piezak PLA materialez sortuta daude.
.
6.6. Osagaien soldaketa
Fase honetan, osagai guztiak estainatu dira PCB-ra. Beraien artean, sentsore guztien, komunikaziorako eta programa kargatzeko konektoreak. Hauetaz gain, ATmega-ren zokaloa, erresistentziak, kondensadoreak, 16GHz-ko kristala eta LED-a ere estainatu dira.
Osagaia kokatzerako orduan garrantzitsua da PCB-a nibelatuta kokatzea, mahaian ondo sostengatzeko. Gainera, garrantzitsua da pad-ean estainua eman baino lehen bero egotea soldaketa ona izateko. Soldaketa teknika egoki guztiak erabili dira dena ahalik eta txukunen gelditzeko eta funtzionamendu ezegokiak ekiditeko.
.
.
7. ONDORIO ETA ETORKIZUNERAKO HOBEKUNTZAK
Proiektu bat bukatzerakoan, balorazio orokor bat egitea komeni izaten da. Ekarri dituen onura, lortutako helburuak eta etorkizunerako hobekuntzak aztertzen dira.
.
7.1. Ondorioak
Proiektu hau burutzeak hainbat ondorio positibo ekarri ditu: Lehenengo, dronen teknologian barneratzea ahalbidetu du eta beraien funtzionamendua hobetu ulertzea lortu da. Bigarren, ATmega328 mikrokontroladorea, sentsoreen irakurketa egiteko erabiltzen ikasi da. Hirugarren, informazio hori Erle Brain burbuinera serie bidez nola bidali ikasi da. Laugarren eta agian garrantzitsuen, Erle Brainaren barruan hainbat programazio era eta protokolo ezagutzea ahalbidetu du. Horien artean ROS, HTTP eta MQTT.
Kontutan hartu behar da ROS sistemaren garrantzia, datu berezi batzuk (bateriaren egoera eta GPS posizioa) irakurri ahal izateko eta sare bidezko kontrola egin ahal izateko. Sistema baliogarri hau erabiltzen ikasteak, abantaila handiak ekarri ditu, dronari beharrezkoak ziren hobekuntza batzuk aplikatu ahal izateko. Sentsoreen informazioa wegbuneko datu basera bidaltzeko http protokoloa erabiltzen ikasi da. Gainera, webgunetik drona kontrolatu ahal izateko, MQTT komunikazio protokoloa erabili da. Dronaren egoera bertatik ikusi eta kontrolatzea lortu da.
.
7.2. Etorkizuneko hobekuntzak
Prototipoa bukatzerakoan, ondorengo hobekuntzak egitea proposatzen da:
• Kamera baten gehikuntza, dronaren jarraipena webgunetik egin ahal izateko.
• Drona autonomoki mugitzeko sistema hobetzea. GPS sistemak errore nahiko handia du neguteki batek behar duen zehaztasunerako.
• Sentsoreen zehaztasuna hobetzea.
• Oztopoak ekiditeko sistema baten gehikuntza.
• Misio autonomoak webgunetik sartzea, hau da, GPS koordenatuak webgunetik sartzeko aukera.
Gainera, sentsore ezberdinak gehitzeko aukera egon daiteke, bezero bakoitzaren beharretara egokitzeko.
Berez, proiektu honen helburua negutegien inguruneko neurketak irakurtzea izan arren, beste erabileretarako baliogarria izan daiteke.
Laborategiak: Laborategi berezi batzuetan, garrantzitsua da inguruneak baldintza konkretu batzuk edukitzea, laginak ondo kontserbatzeko. Gainera, eremu kimiko edo biologiko batzuetan, gizakien sarrera kontrolatuta dago eta batzuetan arriskutsua izan daiteke. Ingurune hauetan beharrezko neurketak kontrolatzeko, «sense-ROVER»-a erabili daiteke balioak webgune batetik ikusi ahal izateko.
Fabrika industrialak: Fabriketako langileak, batzuetan osasunarentzako kaltegarriak (soinua, keak, tenperatura altuak…) diren ingurunetan ibiltzen dira. Hauek ekiditeko helburuarekin, «sense-ROVER»-aren sentsoreak egokituz, honen kontrola izateko aukera egon daiteke.
Hona hemen egindakoaren bideo tutoriala:
.
.
.
8. BIBLIOGRAFIA
Proiektu hau teknologia berritzailez konposatua dago, beraz, esteka/lotura ezberdinetara jo behar izan da informazioa eta adibideak lortzeko, garapen egokia izateko:
“ROVER”-ean misio bat egin:
http://planner.ardupilot.com/wiki/common-planning-a-mission-with-waypoints-and-events/
Arduino eta Raspberryaren arteko komunikazioa (USB):
http://rdiaz.es/blog/comunicacion-entre-raspberry-pi-y-arduino-por-usb/
Arduinoaren ATmega328-ari Bootloader-a kargatu (gure Arduinoa eratzeko):
https://sites.google.com/site/controltechnologyperu/home/Tutoriales/tutorial-arduino/quemando-bootloader-con-arduino
Argitasun sentsorea:
https://learn.sparkfun.com/tutorials/tsl2561-luminosity-sensor-hookup-guide
Erradiazio sentsorea:
https://sites.google.com/site/myterrarium23/domotique/uvm-30a-uva-uvb-sensor
Tenperatura eta hezetasun sentsorea:
http://panamahitek.com/dht11-sensor-de-humedadtemperatura-para-arduino/
CO2 sentsorea:
https://digitalmeans.co.uk/shop/co2_gas_sensor-analog-mg811
http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/CO2_Sensor_SKU:SEN0159
Datuak PHP Datu Basera igo:
http://www.coyan.es/Blog/2012-06/servidor-web-raspberry-pi/
https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=76&t=45809
https://geekytheory.com/internet-de-las-cosas-parte-2-subir-los-datos-a-una-base-de-datos/
http://nergiza.com/como-hacer-un-registrador-de-temperatura-online-con-raspberry-pi/
Erle Robotics Forum:
http://forum.erlerobotics.com/
por Elektronika eta Telekomunikazioak Don Bosco | Dic 3, 2015 | Sin categoría
Proiektu honetan, erregularitate rally bateko kontrol puntuen datuak irakurtzeko eta denbora basera bidaltzeko rezeptore eta emisore bat sortuko dugu. GSM teknologia erabiliz datuak base batera bidaliko ditu, datua izatean.
.
- SARRERA
Gizakia sortu zenetik, edo pentsatzeko eta arrazoitzeko gaitasuna lortu zuenetik behar asko asetzeko lana egin izan du urte guzti hauetan. Gizakiaren sorreran, behar horiek subsistentzia beharrak ziren (osasuna, elikadura…), beraien eiza estrategiak eta landatze sistemak hobetzen joan ahala beraien artean babes beharra sustatu zen.
Gizakiaren existentzia luzatu den heinean beharrak handitzen joan dira, botere sistema oso garatuak sortuz, familiaren behar sentimendu handi bat …
Behar edo nahi guzti hauen azpitik pertsona askoren griña mugitzen duen behar bat dago, kronometrajearena. Gizakiak denbora kalkulatzeko eskala sortu zuenetik milaka txapelketa egin dira. Txapelketa horietan denbora da balio duen bakarra, ez dira beraien artean lehiatzen, denboraren kontra baizik, partaide bakoitzak ahal duen denbora honenean egin behar du bere zeregina, partaide guztiek bukatzean, denborak hartu eta sailkatu egiten dira. Sistema hau kirol desberdinetan erabiltzen da, kirol edo txapelketa bakoitzaren ezaugarriak oso desberdinak direnez kronometraje sistemak ezaugarri horietara moldatu egin behar dira.
Aurrean dugun proiektua, erregulartasun rally baten baliza sistema sortzearena da. Proiektu honen ideia, rallytan dauden GPS- en exaktitude faltarengaik eta denboren kudeaketa txarrarengaitik sortua izan da.
Gaur egun, denboren zehaztasun oso zehatza izatea oso garrantzitsua da irabazleak zeintzuk diren jakiteko. Akatsik txikiena emaitzak gaizki ematea egin dezake.
Erabiltzen den GPS teknologiak 1-3 metroko errorea du, teknologia militarra erabiltzen duelako; horregatik sistema erabiliena, posizio eta denbora gestiorako balizak dira. Ideia sistema hau erabiltzea da, GSM teknologia baliatuz, baina aldaketak eginez eta hobetuz.
Gaur egun erabiltzen den sistema nahiko bakuna da; baliza hartzaile bat erabiltzen da, beste balizak “baliza tonta” bezala ezagutzen dira, beraien funtzioa denborak gordetzearena delako, transmititu behar gabe.
Proiektua ez da 0 tik hasiko, teknologia asmatuta dagoelako, baina ez hobetuta. Teknologiaren abantailak aprobetxatuz, hobetzea eta zehaztazun handiagokoa egitea espero dugu. Hobekuntzak aurrera eramateko hasieratik hasiko gara.
Lehendabizi, dagoen teknologia kopiatu egingo da hobeto ulertzeko; esan beharra dago aurreko urtean poiektu honekin hasi zirela eta informazioa lortzeko erraztasuna daukagula. GPS-rekin hasi baino lehen baliza sistema egin behar dugu, orain arte egon den teknologia ulertzeko.
Baliza egin ondoren, datuen transmisioa egiten saiatuko gara GSM tekonologia baliatuz. Datu hauek, balizatik kontrol ordenadorera iritsi behar dira.
Honen ondoren, segurtasun sistema bat gehituko zaio, istripuen kontrola izateko eta beharrezkoa izanez gero pilotuarekin komunikazioan jarriko gaituen irrati sistema bat edukiz.
Istripu bat izanez gero, txapelketaren zuzendariari mezu batekin abisatuko zaio noiz eta non izan den istripua, beharrezkoak diren neurriak hartzeko. Honetarako abisu (ohar) aplikazio bat sortuko dugu.
Hardware guzti hau kotxe barruan egongo da, bere baitan, kronometrajea eta sarrera-irteerako datuak programatuta edukiko dituen ARDUINO NANO bat izango du. Baita ere, infrarrojo sistema eta GSM txartela eramango du.
Balizaren paretik pasatu ondoren kotxeak denbora gordeko du eta GSM bidez, informazio hori txapelketaren kontrol taldeari bidaliko dio.
.
- PROIEKTUAREN DESKRIBAPENA
Proiektu honetan murgildu baino lehen, bukaeran lortu nahi dugun emaitzaren analisi bat beharrezkoa dugu;
.
2.1. Emaitzak
Proiektu hau bukatu ondoren izan ditzazkeen eraginak denbora luzean eta motzean:
– Karreren gestioaren aldaketa handia.
– Datoak transmititzeko orduan segurtasun handiagoa.
– Istripu baten kasuan, asistentzia eta laguntza hobekuntza.
– Mundu mailan sistema garrantzitsu baten hobekuntza.
.
2.2. zereginak
Proiektu hau aurrera eraman ahal izateko zeregin batzuk bete behar dira:
-Teknologiari buruzko informazioa aurkitu (ikertu)
-Merkatuaren balorazioa, proiektuaren bideragarritasuna aurkituz, prezioa ahalik eta gehien jeitsiz.
-Teknologia ahalik eta gehien hobetuz, ahal den denbora zehatzena lortuz.
-Asistentzia hobetu istripu batean.
.
2.3. Helburua
Hauek izango dira gure proiektua egiterakoan lortu nahi ditugun herburuak, rally-en baldintzetarako sentsore aproposa izateko.
2.3.1. Zehaztasuna
Gure mikokontroladorearen erlojua erabiliko dugu, gure denbora sistema ahalik eta zehaztasun handiena izateko.
2.3.2. Flexibiltatea
Gure sistema flexibilitatea izango du. Hu da partaideak, kontrol puntuak edo denbora lortzea martxarekin konfigurablea izan behar du. baita ere lasterketa hasia egotean dena konfigurablea izatea.
3.3.3. Malgutasuna
Sistema fidagarria izan behar du. GSM teknologia erabiliko dugunez, gerizpe guneak egongo den tokietan ezingo ditugu balizak jarri, hori dela eta, lasterketa izan baino lehen GSM teknologiarentzako seinale ona non dagoen ikusi beharko dugu.
Honetaz gain, gure balizak eta hartzaileak eramango dituzten bateriak kalkulatu beharko ditugu arazorik ez egoteko.
2.3.4. Operatibitatea
Gure sistema, karretera ondoan dauden balizak eta kotxean eramango diren hartzaileak sortzen dute. Autoa balizatik pasatzean, atxabitxi-aren izpiaren seinalearen sarrera eta irteera hartuko du. Guk nahiko dugun debora, horien arteko media izango da. Metodo honekin neurketa erroreak saihestuko ditugu.
.
- DESKRIBAPEN TEKNIKOAK
Gure proiektua aurrera eramateko, atal desberdinetan banatuko dugu, produktuaren erabilpenaren garrantziaren arabera. Lehendabizi sortu behar ditugun produktuak, kontrol puntua eta hartzailea dira, gero mezua bidali beharko dugu, piramidean dokumentatu dugun bezala. Beraz deskribapen teknikoa piramidean bezala ordenatuko dugu.
.
3.1. Kontrol puntua
Atal hau egiteko, ATMEGA328 batekin egingo dugu, eta seinalea igorle infragorri batekin sortuko dugu. PCB-a ere sortu beharko dugu gure balizarentzako.
Baliza, tramoan zehar ipiniko da trafiko seinale baten atzean, beraz bere tamaina seinalearen postearen atzean kamuflatzeko egokia izan beharko da.
.
3.2. Hartzailea
Gure hatzailea sortzeko, beste ATMEGA328 bat erabiliko dugu. Baina kasu honetan, GSM shield-a gehituko diogu, gure auto partaidea kontrol puntutik pasatzerakoan, hatzaileak momentuan autoak daraman denborarekin mezu bat bidaltzeko kontrol ordenagailura.
3.2.2. Mezua bidali
GSM shield-ren bidez, gure hatzailea autoaren denbora jakitean, komunikazio mugikorretako sistema orokoretik (GSM) denbora hori mezu bezela bidaliko du gure ordenagailura. Ordenagailu hori telefono batetara konektatuta egon beharko du.
Informazio gehiago eskuratu ahal izateko, azpian aurkitu dezakezuten link-ean sartu.
https://sites.google.com/a/fpdonbosco.com/15-16-2me3-taldea4/home/rally-precisions
por Elektronika eta Telekomunikazioak Don Bosco | Dic 2, 2015 | Sin categoría
Este proyecto ha sido desarrollado por un grupo formado con miembros de Don Bosco y Zubiri Manteo y el objetivo es conseguir tanto ayudar como concienciar a la gente del peligro del cáncer de piel mediante una tecnología simple, barata y para todo el mundo.
.
INTRODUCCION
En los últimos 25 años, la incidencia de cáncer de piel se ha incrementado a nivel mundial. Sólo en España, ha aumentado un 38% en los últimos cuatro años, cerca de un 10% cada año y se prevé que seguirá esta tendencia en las siguientes dos-tres décadas. Según los últimos datos, en el año 2012, se detectaron aproximadamente unos 5.000 casos: 2.286 en hombres y 2.718 en mujeres. El cáncer de piel es el tumor más frecuente en el cuerpo humano con una mortalidad de entre ocho y diez casos por cada 100.000 habitantes. Sin embargo, pese a estas cifras, el cáncer de piel se puede prevenir.
La tasa de cáncer no ha aumentado solo estos últimos años, si no que es un problema que llevamos arrastrando en nuestra sociedad años.
En los últimos 20 años esta incidencia ha aumentado en casi todos los países, debido a la mayor exposición a la luz solar y a los cambios en el estilo de vestirse. En España, se registran 3.205 nuevos casos al año con una mortalidad de 709 personas. En España el cáncer tipo no melanoma, en 1995, representó el 0,6% de todas las defunciones por cáncer para ese año y una tasa de mortalidad de 1,3 oír 100.000 habitantes. Los hombres, en comparación con las mujeres, tienen dos veces más probabilidades de padecer cáncer de células basales, y tres veces más de desarrollar un cáncer de la piel de células escamosas. El carcinoma basocelular es el cáncer más común en la población blanca. Aunque los dos tipos de cáncer de la piel son las neoplasias malignas más comunes, representan <0,1% d las muertes de pacientes debidas a cáncer.
El cáncer de piel es una enfermedad producida por el desarrollo de las células cancerosas en cualquiera de las capas de la piel. Existen diferentes tipos de cáncer de piel, según en que célula de este tejido se origine ese crecimiento anormal y esa alteración en las células.
- Cáncer de Piel tipo No Melanoma: comprende todos aquellos canceres de piel que no son melanoma. Es el más frecuente y se denomina no melanoma porque se forma a partir de otras células de la piel que no son melanocitos, es decir, células que acumulan el pigmento. Entre estos tipos de canceres se encuentran:
-
- Carcinoma basocelular
- Carcinoma espinocelular
Estos serían los más frecuentes de este tipo de cáncer de piel. En este mismo grupo pero con una frecuencia de aparición menor también se encuentran:
-
- Linfoma cutáneo
- Sarcoma de Kaposi
- Dermatofibrosarcoma o histiosarcoma maligno
- Carcinoma de merkel
- Melanoma: Es el nombre genérico de los tumores melánicos o pigmentados y el melanoma maligno es una grave variedad de cáncer de piel, causante de la mayoría de las muertes relacionadas con el cáncer de piel. Se trata de un tumor generalmente cutáneo, pero también del intestino y el ojo y altamente invasivo por su capacidad de generar metástasis. Actualmente el único tratamiento efectivo es la resección quirúrgica del tumor primario antes de que logre un grosos mayor de milímetro.
La piel es el órgano más grande del cuerpo. Dentro de sus múltiples funciones, está la de encargarse de proteger contra el calor y la luz solar, las lesiones y las infecciones. Ayuda también a controlar la temperatura corporal y almacena agua, grasa y vitamina D. Está formada por varias capas, las cuales están representadas por la epidermis, la dermis y la hipodermis. Estas tres, están dispuestas siguiendo este orden en el organismo, desde la más superficial, epidermis, hasta la más profunda, que sería la hipodermis. Los canceres de la piel, tanto melanoma como los no melanomas, surgen de la epidermis, que están conformada por varias hileras superpuestas o capas de células.
Los factores de riesgo a tener en cuenta son los siguientes:
- Factores ambientales: El factor causal más importante es la luz del sol, las radiaciones ultravioleta, y esto es una constante en todo el planeta. En el carcinoma epidermoide de piel es muy importante el acumulo de horas de exposición al sol a lo largo de la vida, más que la intensidad de la exposición a la luz solar, que en cambio es un factor más importante para el desarrollo del melanoma y del carcinoma de las células basales.
- Edad: Este tipo de canceres suele presentarse a edad adulta, relacionándose esto con la acumulación durante la vida, de daños celulares efectuados a partir de la exposición al sol. Su frecuencia aumenta mucho con la edad, resultando muy raro antes de los 45 años.
- Factores genéticos: existen una serie de cuadros hereditarios que cursan con este tipo de canceres, que por desgracia, aumentan las probabilidades de llegar a sufrir algún día este tipo de enfermedad.
- Sobreexposición a lámparas y cabinas bronceadoras: Estas son una fuente de radiación ultravioleta, por ende, al igual que con la exposición al sol, aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de piel.
- Características y lesiones de la piel: ciertas enfermedades de la piel, se consideran precancerosas para algunos tumores. La infección por el papiloma virus en estos pacientes, puede aumentar todavía más la probabilidad de tener un carcinoma epidermoide de la piel. Asimismo, existe una serie de condiciones y lesiones que se asocian con un mayor riesgo de desarrollar estos tipos de canceres y son:
-
- Tener tez blanca → pelo rubio, rojizo, piel blanca, ojos claros o pecas.
- Tener cicatrices o quemaduras en la piel.
- Sufrir de inflamación crónica de la piel o de ulceras en la piel.
- Padecer de queratosis actínica: esta es una affeccion de la piel producida por el sol, desde la cual puede desarrollarse un cáncer de piel.
- Exposición a carcinógenos como el arsénico.
- Estados de inmunosupresión: tratamiento de otros canceres, personas con tratamiento inmunosupresor debido a trasplantes, enfermedades como el SIDA, uso crónico de corticoides.
- Exposición a radiaciones.
El cáncer de piel no melanoma puede tener el aspecto de diversas marcas en la piel. Se debe estar atento a los cambios que se observen en cualquier área, y de cualquier tipo, así como también si alguna de esas “marcas”, sangra, pica, duele o se abulta. Los signos posibles de el cáncer de la piel sin melanoma, en general, incluyen:
- Una herida que no cicatriza.
- Pequeñas zonas de piel elevadas, suaves, brillantes y cerosas.
- Pequeñas zonas de piel de color rojo o marrón rojizo.
- Zonas planas de piel, ásperas, de color rojo o marrón y escamosas.
- Zona de piel escamosa, sangrante o con costras.
- Zonas de piel semejantes a una cicatriz y firmes
El tumor tiende a extenderse, lo cual condicionara el tratamiento elegido para eliminarlo. El cáncer de piel de tipo no melanoma tiene diferentes etapas:
- Etapa 0: el carcinoma de células escamosas in situ, es decir que aun se encuentra en la capa más superficial, la epidermis
- Etapa I: el cáncer no tiene más de dos centímetros y no hay ganglios linfáticos ni otros órganos afectados
- Etapa II: el cáncer tiene más de dos centímetros pero no se ha extendido a ganglios linfáticos ni a otros órganos.
- Etapa III: el cáncer se ha propagado a tejidos profundos vecinos, como son huesos, músculos o cartílagos, y/o a los ganglios linfáticos regionales.
- Etapa IV: el cáncer puede tener cualquier tamaño, puede afectar ganglios linfáticos y se ha extendido a órganos distantes como el cerebro o los pulmones.
El pronóstico, se refiere a la posibilidad de curación, la cual va a depender de en que etapa se encuentre nuestro tumor. Para la Etapa I el índice de supervivencia para cinco años es de más del 90%. Para las Etapas II y III, los índices son alrededor del 80% y del 50% respectivamente. En la etapa IV, el índice de supervivencia a cinco años disminuye entre un 20-30%, aunque todos los casos suelen ser mortales a largo plazo.
Por eso mismo, la única manera de evitar el cáncer de piel, tanto el melanoma como el no melanoma, seria prevenirlo desde pequeños, para no acumular tantas células dañadas por el sol en nuestra piel. Para esto simplemente habría que aplicar una simple rutina de prevención. Fundamentalmente la prevención consiste en la protección de los rayos ultravioletas, ya sean producidas por el sol o por lámparas bronceantes, a través de ciertas conductas que acompañen a una exposición limitada a los mismos:
- Evitar la exposición al sol durante las horas centrales del día, 12.00-16.00, cuando la luz ultravioleta es más intensa.
- Usar barreras físicas para que el sol no llegue a la piel: sombrillas, sombreros de ala ancha, camisetas…
- Aplicar pantallas solares sobre la piel con filtros de protección UVA y UVB adecuados al tpo de piel de cada persona. Se puede consultar el índice ultravioleta (UVI) que nos indica los niveles de radiación ultravioleta atmosféricos que se espera que lleguen a la tierra al mediodía y afecten a la piel y asi usar un factor de protección adecuado al mismo.
- En todas las edades, usar gafas de sol que absorban el 100% de las radiaciones ultravioleta.
- Protegerse también en los días nublados, ya que los rayos ultravioletas atraviesan las nubes.
- Evitar otras fuentes de luz ultravioleta, como pueden ser las lámparas bronceadoras, porque aumentan el riesgo de aparición de melanoma.
- Examinar periódicamente diferentes aspectos de los lunares: asimetría, bordes, color, diámetro y evolución.
En este contexto, se ha decidido desarrollar el proyecto “sunIT”. Se pretende diseñar, desarrollar y construir una red, en la cual un piranómetro, es decir, un sensor de radiación solar, enviara datos a una página web para poder aconsejar a nuestros usuarios o clientes desde ahí. De esta manera trataríamos de concienciar a todo el que sea posible sobre esta enfermedad de manera tecnológica.
JUSTIFICACION DEL PROYECTO
En este apartado se marcan el por qué de la necesidad de nuestro producto. Dada la situación, hemos decidido plantear este apartado en dos partes. Por un lado las consecuencias que traería el proyecto sunIT en nuestra vida cotidiana, y por otro lado, los objetivos que tenemos para mejorar el producto.
Consecuencias
La implantación y puesta en marcha de este proyecto podría tener las siguientes consecuencias a corto-medio plazo:
- Incrementar el interés acerca del cáncer de piel.
- Transformar el uso de una tecnología avanzada en un uso domestico y cotidiano.
- Introducción de un nuevo producto en el ámbito nacional: creación de puestos de trabajo para la fabricación, instalación y mantenimiento del nuevo sistema.
- Asociaciones más competitivas, con una clara diferenciación respecto a la competencia.
Objetivos
“sunIT” es un pequeño prototipo, pero, de cara al futuro, tenemos establecidos ciertos objetivos o ciertas mejoras para el producto. Para esto hemos diseñado una pirámide, en la que el punto más alto de la pirámide sería la cumbre del proyecto.
Para empezar, el primer prototipo sería la base de todas las mejoras. Este es el que vamos a diseñar en un principio. Consta de un piranómetro, sensor de radiación solar, para medir las radiaciones solar en un punto fijo. Esta señal recibida, el sensor la enviara a la página web. Desde la web aconsejaremos a nuestros usuarios dependiendo de como sea cada uno para aconsejar más o menos protección. Para ello haremos una encuesta a nuestros clientes.
Seguidamente, tendríamos el segundo prototipo. Este sería algo más privado, de mayor calidad que el anterior. Consta de una pulsera, gorra u otra prenda que se pueda vestir sensorizada, la cual mandaría a la página web los datos mediante el Wi-Fi que puede crear nuestro móvil. El resto sería igual que el anterior, es decir, visitar la página web para leer nuestros consejos.
El tercer prototipo, sería igual que el primero con una simple mejora. Esta mejora se basa en crear una aplicación App para el móvil, dado que hoy en día se les da mayor uso a las aplicaciones que al navegador de nuestros móviles. Nuestro sensor podría mandar los datos tanto por vía Bluetooth o bien por Wi-Fi, para consultar las recomendaciones.
El cuarto prototipo, algo más costoso, consiste en una pantalla al lado de nuestros sensores del primer prototipo, los estáticos, para no tener la necesidad de visitar la página web. A su vez, dado que estos sensores estarían en puntos críticos como playas, pondríamos una bandera dependiendo de las radiaciones solares. Como con la marea del mar.
El quinto prototipo consta de un apartado en nuestra App o página web desde la cual se podría pedir una cita con nuestro médico para comentar cualquier duda respecto a las radiaciones solares, deformaciones anormales en nuestra piel, visita anual…o lo que nuestro cliente necesite.
Y por último, de momento, tenemos el sexto prototipo la cumbre de nuestro proyecto. Este último prototipo consta con un apartado extra al anterior. No solo se podrá pedir cita para realizar una visita a nuestro médico, si no que se creara como una especie de correo o chat con nuestro médico para no tener la necesidad de realizar una visita cada vez que se necesite ayuda o consejo profesional.
DESCRIPCIÓN TECNICA
Como ya se ha mencionado antes, el proyecto sunIT esta encaminado para concienciar a la gente del gran peligro de las radiaciones solares, haciéndoselo ver de manera tecnológica.
Nuestro proyecto consta de dos partes:
- Un apartado electrónico, del cual serán responsables los alumnos de Don Bosco.
- Y un apartado informático, del cual serán responsables los alumnos de Zubiri Manteo.
El apartado electrónico, consta de un sensor o medidor de radiación solar. Dicho sensor, será encargado de mandar la señal recibida a nuestra página web. Por otro lado, es decir, en el apartado informático, consta de dos partes. Por un lado, una parte pública y gratuita. Mientras que por el otro lado una parte privada, pero gratuita.
La parte pública es el apartado en el que simplemente se muestran los datos recibidos por nuestro sensor, es decir, un apartado en el que simplemente se pueda observar la cantidad de radiación solar que hay en ese momento en donde este colocado el sensor.
Por otro lado, la parte privada y gratuita, es el apartado en el que nuestros clientes visitaran la página web, y mediante un usuario y contraseña recibirán las recomendaciones o consejos de los fabricantes. Para ello, a la hora de registrarte en dicha página web, todo usuario tendrá que realizar una encuesta, en la cual reflejaran datos relevantes con la probabilidad de padecer cáncer de piel.
Este tipo de preguntas, que se han obtenido de la visita realizada a la Asociación Española Contra el Cáncer, recogerían los siguientes datos: color de pelo, de los ojos, tez, cantidad de lunares, si se es propenso a quemarse…
