Introducción al diseño de Sistemas Domóticos: Monitorización y Control del Consumo Energético (7ª edición)

Aplicaciones avanzadas de biomateriales (5ª edición)
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En este curso se introducirá la plataforma Arduino en su uso como elemento principal en sistemas de control energético. Se explicarán conceptos básicos de microprocesadores, muestreo, cuantificación, programación, electrónica analógica, etc. Finalmente, los pequeños elementos de control empleados se conectarán a sistema

Impartido por:
Universidad Politécnica de Madrid

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Las necesidades tecnológicas actuales de las empresas y de los hogares son cada vez mayores y más diversificadas. Gracias a la domótica y a los recursos y soluciones proporcionados por Internet de las cosas y la tecnología multimedia, se obtienen nuevas y mejores soluciones a las actuales demandas tecnológicas en los sistemas de seguridad, comunicaciones, gestión energética y bienestar. Desde la obtención de una sencilla automatización por el teléfono móvil del apagado y encendido de un aparato electrónico, a la gestión del consumo energético, pasando por un control de seguridad con clave de acceso. En este MOOC se realizará una aplicación domótica a la monitorización y control del consumo energético tan necesario y útil hoy en día tanto para las empresas como para el hogar.

Duración: 36 horas ( 5 semanas)

Inicio: 1 de julio 2024
Fin:      4 de agosto 2024

Destinatarios: 

Participantes con un nivel inicial de programación y tecnología electrónica. Se recomiendan conocimientos básicos de física y programación (nivel de educación secundaria). Aunque no son obligatorios.

Requisitos técnicos:

Los alumnos no precisarán ningún material especial, aunque sería deseable que dispusieran de los dispositivos de bajo coste que se mencionan en el propio MOOC, a fin de replicar los montajes que se explican en las diferentes unidades.


Objetivos de aprendizaje 

Implementar una sencilla automatización por el teléfono móvil del apagado y encendido de un aparato electrónico
Gestionar la gestión del consumo energético de los aparatos eléctricos, pasando por un control de seguridad con clave de acceso.
Comprender y diseñar una aplicación domótica para la monitorización y control del consumo energético

Los alumnos adquirirán las siguientes competencias:

Comprender y adquirir conocimientos, técnicas y habilidades básicas en el uso de circuitos electrónicos, manejo de aplicaciones de software y acceso a datos a través de internet, para usos domóticos.

Aprender el fundamento de los sensores de corriente en especial de inducción y de efecto Hall

Aprender a diseñar un sistema domótico mediante el uso de la plataforma Arduino para la lectura de los sensores. Realizar un análisis de la arquitectura y la electrónica implementada con el Arduino así como de la implementación del software correspondiente en C++.

Capacidad para llevar a cabo la implementación de la monitorización y control del consumo energético de diferentes aparatos eléctricos, mediante el PC.

Capacidad para llevar a cabo el acceso a los datos del consumo energético a través de Internet.

Contenidos 

  • Lección 0. Presentación ( en español y en portugués).
    • Se realizará una descripción del curso, sus objetivos, su estructura, las innovaciones introducidas y otros datos que se consideren de interés para el seguimiento adecuado del curso. Durante esa lección también se iniciarán las actividades de dinamización prevista. Se considera, también, la realización de una encuesta inicial para conocer el perfil del alumnado inscrito.
  • Lección 1. Fundamentos del los sensores de corriente.
    • Se presentará el concepto de sensor de corriente, haciendo especial énfasis en su utilización y procedimiento de medida. Se describirán los diferentes tipos de sensor existentes, especificando sus diferencias y características. Se buscará que los alumnos adquieran las competencias necesarias para buscar y consultar información técnica sobre sensores en general y sobre sensores de corriente en particular.
  • Lección 2. Implementación de nodos domóticos hardware.
    • En esta lección se explicará la arquitectura básica de un nodo domótico a nivel hardware, centrándonos en alguna de las plataformas más empleadas en la actualidad como Arduino. Se explicará el tipo de conexión, posibles tecnologías de implementación, puertos de comunicaciones y el proceso de cuantificación y muestreo.
  • Lección 3 . Implementación software de nodos domóticos.
    • En la tercera lección se describirá la arquitectura de los algoritmos necesarios para dotar de comportamiento a los nodos hardware descritos en la lección anterior. Se tratarán temas de programación síncrona, asíncrona y/u orientada a eventos. Se realizarán ejemplos basados en los lenguajes más empleados en la actualidad.
  • Lección 4. Control del consumo mediante ordenadores locales.
    • Se desarrollará un primer ejemplo domótico, en el que los resultados se presentarán en un ordenador local ( no está conectado a Internet). Para ello, se retomarán los desarrollos de las unidades anteriores y se explicará los mecanismos de comunicaciones ( tanto por cable como inalámbricas) necesarios para realizar un primer ejemplo en el que los resultados se presentan en un PC ordinario.
  • Lección 5. Acceso a datos a través de internet ( en portugués con subtítulos en castellano).
    • Finalmente, en la última lección, se explicarán las modificaciones, que es necesario realizar el desarrollo realizado en la lección anterior, para lograr el envío de datos a través de Internet. Se explicarán conceptos sobre redes globales, aplicaciones móviles, comunicaciones en Internet y la Internet de las Cosas.

Docentes:

Los investigadores Borja Bordel y Ramón Alcarria poseen una amplia experiencia conjunta en actividades de Innovación Educativa de más de 6 años, contando con varias publicaciones en congresos internacionales, revistas de innovación educativa, etc.

El profesor Ramiro Gonçalves y sus colaboradores de la Universidad de Trás-os-Montes e Alto Douro (Portugal) son expertos en aplicaciones de la domótica tanto en la docencia como en la investigación. El profesor Ramiro Gonçalves del equipo docente, ha participado y colaborado en actividades de organización de congresos internacionales de Innovación Educativa.

 

Ramón Alcarria Garrido
El Prof. Alcarria es Máster y Doctor Ingeniero de Telecomunicación (2008 y 2013) por la Universidad Politécnica de Madrid, desarrolla su labor docente e investigadora en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros en Topografía, Geodesia y Cartografía, como Profesor Titular de Universidad. Ha participado en numerosos proyectos nacionales y europeos relacionados con el futuro de Internet, el internet de las cosas y composición de servicios. Su investigación se centra en la arquitectura de servicios, redes de sensores, interacción persona – ordenador y entornos Prosumer. Como investigador, desarrolla su labor dentro del grupo GISAI.
Borja Bordel Sánchez
Tras finalizar los estudios de Ingeniero de Telecomunicación en 2014, Borja Bordel se incorpora como investigador predoctoral a la Universidad Politécnica de Madrid. Durante esta etapa, desarrolla su investigación en el área de los Cyber-Physical Systems, realizando también trabajos en las dos áreas en las que posteriormente centrarían su investigación postdoctoral: redes móviles de quinta y sexta generación; y ciberseguridad. En 2018 finaliza su tesis doctoral siendo premiada por el COIT-AEIT y la organización científica AISTI, además de obtener el premio extraordinario de Doctorado 2018. Durante esta etapa realiza varias estancias de investigación a la Haute Ecole Spécialisée de Suisse occidentale (Suiza) y Universidad de Trás-os-Montes e Alto Douro (Portugal). En la actualidad, es Profesor Contratado Doctor en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Sistemas Informáticos. En términos de producción científica, es autor de 40 artículos publicados en revistas indexadas y cerca de 50 conferencias internacionales y ha participado en 17 proyectos de investigación, tanto nacionales, como internacionales y de financiación privada.

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