ALARMA GPS
1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:
- Poner en práctica los conocimientos adquiridos en cuanto a la programación de uControladores PIC y ARDUINO.
- Diseñar y optimizar sistemas y procesos para cumplir con las condiciones establecidas gestionando adecuadamente los recursos materiales y humanos.
- Programar y configurar un sistema de alarma GPS mediante Arduino.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 Modulo GPS u-blox NEO-6M
El motor GPS u-blox NEO-6M en estos módulos es bastante bueno, y también tiene una alta sensibilidad para aplicaciones en interiores. Además, hay una batería recargable compatible con MS621FE para respaldo y EEPROM para almacenar ajustes de configuración. El módulo funciona bien con una entrada de CC en el rango de 3.3 a 5 V (gracias a su regulador de voltaje incorporado).
2.2 Latitud
La latitud es la distancia angular entre la línea ecuatorial (el ecuador), y un punto determinado de la Tierra, medida a lo largo del meridiano en el que se encuentra dicho punto. Según el hemisferio en el que se sitúe el punto, puede ser latitud norte o sur.
Proporciona la localización de un lugar, en dirección Norte o Sur desde el ecuador y se expresa en medidas angulares que varían desde los 0 ° del Ecuador hasta los 90°N del polo Norte o los 90°S del Polo Sur. Esto sugiere que si trazamos una recta que vaya desde un punto cualquiera de la Tierra hasta el centro de la misma, el ángulo que forma esa recta con el plano ecuatorial expresa la latitud de dicho punto. La orientación Norte o Sur depende de si el punto marcado está más cerca del Polo Norte que del Polo Sur (latitud norte) o si está más cerca del Polo Sur que del Polo Norte (latitud Sur).
Se mide en grados sexagesimales (representados por el símbolo grados ° inmediatamente arriba y a la derecha del número, mientras que las subdivisiones o fracciones de los grados se representan con ' que significa minuto sexagesimal y '' que significa segundo sexagesimal), entre 0° y 90°; y puede representarse de dos formas:
Así, diez grados en latitud norte podría representarse 10°N o +10°; y diez grados sur podría ser 10°S o -10°.
En la cartografía usual —por ejemplo— la secuencia –70° 55' 59” significa una latitud (sexagesimal) de 70 grados, 55 minutos y 59 segundos de latitud Sur (un paralelo que estaría ya en la Antártida). En la navegación marítima la latitud se suele representar con la letra griega φ (Phi).
Si se desea saber la distancia que representa un grado de latitud, se debe considerar que los grados de latitud están espaciados regularmente. Sin embargo, el ligero achatamiento de la Tierra en los polos causa que un grado de latitud varíe de 110,57 km en el ecuador hasta 111,70 km en los polos. Se suele redondear un grado de latitud a 111,12 km, de esta manera un minuto de latitud es 1852 metros (equivalente a una milla náutica) y un segundo de latitud, 30,86 metros.
2.3 Longitud
La longitud es un concepto métrico definible para entidades geométricas sobre la que se ha definido una distancia. Más concretamente dado un segmento, curva o línea fina, se puede definir su longitud a partir de la noción de distancia. Sin embargo, no debe confundirse longitud con distancia, ya que para una curva general (no para un segmento recto) la distancia entre dos puntos cualquiera de la misma es siempre inferior a la longitud de la curva comprendida entre esos dos puntos. Igualmente la noción matemática de longitud se puede identificar con la magnitud física que es determinada por la distancia física.
Es una de las magnitudes físicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una magnitud fundamental, de la cual derivan otras.
Es una medida de una dimensión (lineal; por ejemplo la distancia en m), mientras que el área es una medida de dos dimensiones (al cuadrado; por ejemplo m²), y el volumen es una medida de tres dimensiones (cúbica; por ejemplo m³).
- Diagrama de circuito original
Para comenzar bien con Arduino, solo necesita descargar e instalar la biblioteca “TinyGPS++ ”, que es una biblioteca Arduino muy buena para analizar flujos de datos NMEA proporcionados por módulos GPS. A partir de entonces, conecte el módulo GPS NEO-6M a su Arduino como se muestra en la tabla a continuación.
- Para que considere el lugar donde nos encontramos y realizar alguna acción toma en cuenta la latid y longitud del lugar predeterminado por nosotros.
La latitud es la distancia angular entre la línea ecuatorial (el ecuador), y un punto determinado de la Tierra, medida a lo largo del meridiano en el que se encuentra dicho punto. Según el hemisferio en el que se sitúe el punto, puede ser latitud norte o sur.
Proporciona la localización de un lugar, en dirección Norte o Sur desde el ecuador y se expresa en medidas angulares que varían desde los 0 ° del Ecuador hasta los 90°N del polo Norte o los 90°S del Polo Sur. Esto sugiere que si trazamos una recta que vaya desde un punto cualquiera de la Tierra hasta el centro de la misma, el ángulo que forma esa recta con el plano ecuatorial expresa la latitud de dicho punto. La orientación Norte o Sur depende de si el punto marcado está más cerca del Polo Norte que del Polo Sur (latitud norte) o si está más cerca del Polo Sur que del Polo Norte (latitud Sur).
Se mide en grados sexagesimales (representados por el símbolo grados ° inmediatamente arriba y a la derecha del número, mientras que las subdivisiones o fracciones de los grados se representan con ' que significa minuto sexagesimal y '' que significa segundo sexagesimal), entre 0° y 90°; y puede representarse de dos formas:
- Indicando a qué hemisferio pertenece la coordenada.
- Añadiendo valores positivos, es decir con un signo + o por lo consuetudinario sin ningún signo antes del número —norte— y negativos, con un signo menos o —antes del número en el sur—.
Así, diez grados en latitud norte podría representarse 10°N o +10°; y diez grados sur podría ser 10°S o -10°.
En la cartografía usual —por ejemplo— la secuencia –70° 55' 59” significa una latitud (sexagesimal) de 70 grados, 55 minutos y 59 segundos de latitud Sur (un paralelo que estaría ya en la Antártida). En la navegación marítima la latitud se suele representar con la letra griega φ (Phi).
Si se desea saber la distancia que representa un grado de latitud, se debe considerar que los grados de latitud están espaciados regularmente. Sin embargo, el ligero achatamiento de la Tierra en los polos causa que un grado de latitud varíe de 110,57 km en el ecuador hasta 111,70 km en los polos. Se suele redondear un grado de latitud a 111,12 km, de esta manera un minuto de latitud es 1852 metros (equivalente a una milla náutica) y un segundo de latitud, 30,86 metros.
La longitud es un concepto métrico definible para entidades geométricas sobre la que se ha definido una distancia. Más concretamente dado un segmento, curva o línea fina, se puede definir su longitud a partir de la noción de distancia. Sin embargo, no debe confundirse longitud con distancia, ya que para una curva general (no para un segmento recto) la distancia entre dos puntos cualquiera de la misma es siempre inferior a la longitud de la curva comprendida entre esos dos puntos. Igualmente la noción matemática de longitud se puede identificar con la magnitud física que es determinada por la distancia física.
Es una de las magnitudes físicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una magnitud fundamental, de la cual derivan otras.
Es una medida de una dimensión (lineal; por ejemplo la distancia en m), mientras que el área es una medida de dos dimensiones (al cuadrado; por ejemplo m²), y el volumen es una medida de tres dimensiones (cúbica; por ejemplo m³).
- Por lo tanto para ubicar una persona o objeto es importante tomar en cuenta su latitud y longitud, podemos tomarlo desde google maps.
2.4 Software Proteous
Proteus es una aplicación para la ejecución de proyectos de construcción de equipos electrónicos en todas sus etapas: diseño del esquema electrónico, programación del software, construcción de la placa de circuito impreso, simulación de todo el conjunto, depuración de errores, documentación y construcción.
- Se utilizara la simulación del modulo GPS mediante diagramas de flujo.
3. EVIDENCIA DE TAREAS DEL LABORATORIO
Se realizó un sistema de alarma GPS para personas u objetos que se retiren de una área asignada, colocada en el programa (latitud y longitud), una vez detecte que están fueran de área se encenderá un led y sonara un buzzer . Pero una vez que vuelva al área asignada se apagaran ambos.
Materiales:
- Modulo GPS u-blox NEO-6M
- Arduino UNO
- Buzzer
- Led
- Conectores
Se realizó un sistema de alarma GPS para personas u objetos que se retiren de una área asignada, colocada en el programa (latitud y longitud), una vez detecte que están fueran de área se encenderá un led y sonara un buzzer . Pero una vez que vuelva al área asignada se apagaran ambos.
Materiales:
- Modulo GPS u-blox NEO-6M
- Arduino UNO
- Buzzer
- Led
- Conectores
3.1 Diseño de placa PCB
3.2 Código
3.3 Simulación
3.4 Implementación y Demostración
4. OBSERVACIONES
- Para poder simular el código se tuvo que descargar la versión 8.9 de proteus, esto debido a que la versión que teníamos no contaba con librerías necesarias para que pueda correr la simulación.
- Al momento de añadir las librerías tuvimos que emplear los elementos de la carpeta grove en vez de la de arduino, ya que para poder hacer nuestra simulación estas eran las requeridas.
- Para lograr una mejor recepción de la señal GPS debe utilizarse el modulo en lugares que no sean muy cerrados.
- El Modulo NEO 6M tarda aproximadamente 3 minutos en sintonizar bien la señal desde el momento en que es encendido.
- Aunque el Modulo NEO 6M posee un regulador de voltaje incorporado para su alimentación se opto por conectarlo a 3.3 V del arduino que es su voltaje de alimentación optimo.
5.CONCLUSIONES
- Se logró aplicar los conocimientos adquiridos en las últimas sesiones para poder desarrollar el proyecto empleando arduino en el software Proteus, en el cual añadimos componentes como el GPS, leds, etc.
- Se logró realizar el diagrama de flujo para la simulación donde tuvimos que crear variables enteras y flotantes para poder declarar los valores correspondientes para el GPS.
- Se comprobó la precisión aproximada que nos brinda el Modulo NEO 6M y obtuvimos valores con una variación de 2 a 3 metros , y podemos considerar que dicho modulo nos proporciona una precisión aceptable pero no óptima.
- Se comprendió los conceptos de latitud y longitud que son esenciales para trabajar proyectos relacionados al Sistema de Posicionamiento Global realizando también las conversiones adecuadas para el tratamiento de dichos datos en el programa.
- Se logró comprobar el funcionamiento, que se realizó con la activación o desactivación de las alarmas , según lo parámetros definidos.
6.FOTO GRUPAL
