# 6. A casa intelixente (ampliación)

# Tendencias en domótica

Ana Moreiras con chat GPT. Domótica no fogar (CC BY-SA)

Nos últimos anos, a domótica evolucionou desde sistemas complexos e illados cara a solucións máis accesibles, integradas e conectadas. Estas son as principais tendencias:

- Internet das Cousas (IoT): cada vez máis dispositivos están conectados entre si e á internet, permitindo a xestión do fogar desde o móbil ou por voz, mesmo a distancia. As casas intelixentes están baseadas nesta interconexión constante.

- Intelixencia artificial (IA) e aprendizaxe automática: os sistemas domóticos están empezando a aprender dos hábitos das persoas usuarias, adaptándose automaticamente ós seus ritmos de vida (por exemplo, regulando a temperatura segundo as preferencias habituais).

- Aforro enerxético e sustentabilidade: a domótica contribúe a reducir o consumo de enerxía mediante a optimización do uso de luz, calor e electrodomésticos. Isto encaixa coas estratexias de vivendas pasivas e edificios sostibles.

- Accesibilidade e vivendas asistidas: a integración de tecnoloxía é fundamental para persoas con mobilidade reducida ou necesidades especiais: portas automáticas, avisos de emerxencia, control vocal, interfaces adaptadas...

- Sistemas modulares e sen fíos: a tendencia actual aposta por dispositivos fáciles de instalar, sen obras, que se conectan por WiFi, Bluetooth ou Zigbee, reducindo os custos e facilitando o mantemento.

## Lectura facilitada

## Que é un sistema domótico?

Nun sistema domótico, varios dispositivos como sensores, luces, motores ou válvulas traballan xuntos para automatizar tarefas nun espazo.

Por exemplo:

- Acender unha luz cando detecta presenza.
- Abrir unha xanela se hai moita humidade.

Todos estes elementos comunícanse entre si, pero precisan un elemento central que controle o sistema. Ese “cerebro” chámase placa controladora.

---

## Que é unha placa controladora?

Unha placa controladora é un pequeno circuíto electrónico con un microprocesador.

A súa función é:

- Recoller datos dos sensores.
- Procesar eses datos segundo unha programación.
- Enviar ordes aos actuadores (como luces ou motores).

É como un ordenador moi pequeno, pero creado para facer funcións automáticas concretas.

---

## Que placas se usan?

Nos sistemas domóticos profesionais úsanse placas comerciais como KNX ou Loxone, que están pensadas para edificios intelixentes.

Pero en educación empréganse placas máis accesibles, como Arduino. Arduino é unha placa aberta que permite aprender a programar e facer automatismos reais dun xeito práctico e didáctico.

## Como funciona un sistema domótico

Nun sistema domótico, diversos dispositivos como sensores, luces, motores ou electroválvulas comunícanse entre si para automatizar accións dentro dun espazo (por exemplo, acender unha luz ó detectar presenza ou abrir unha xanela se hai exceso de humidade). Para que todo isto funcione, cómpre un “cerebro” que reciba a información dos sensores, tome decisións e envíe ordes aos actuadores. Ese cerebro é o que chamamos placa controladora.

Unha placa controladora é un circuíto impreso cun microprocesador que permite recoller datos, procesalos segundo unha programación e activar ou desactivar aparellos. A súa función é similar á dun ordenador moi pequeno, pero deseñado para tarefas concretas e automatizadas.

En sistemas domóticos reais pódense empregar controladoras comerciais (como KNX ou Loxone), pero en contextos educativos adoitan usarse placas abertas e accesibles como Arduino, que permiten aprender a programar e simular automatismos reais de forma práctica.

# Placas na aula

As placas tipo Arduino e Microbit permiten controlar e automatizar dispositivos electrónicos de forma sinxela e accesible.

- Arduino é unha plataforma de prototipado aberto que utiliza un microcontrolador para interaccionar con sensores, motores e outros componentes electrónicos, permitindo crear robots, sistemas de control e automatización.
- Microbit é unha placa máis orientada á educación, que tamén facilita a programación e a creación de proxectos de robótica.

### Arduino

Arduino é unha plataforma de creación electrónica de código aberto que se basea en hardware e software libre, flexible e fácil de usar. Podes atopar placas de varias formas, tamaños e cores. Hainas máis sinxelas, como a UNO, e outras complexas, orientados a Internet das Cousas ou a impresión 3D.

Non é obxecto desta unidade aprender a programar con Arduino. Se desexas facelo, recoméndoche a páxina Tecnoloxia.org

Como breve repaso:

- Arduino creou, para programar as súas placas, a plataforma Arduino IDE (Integrated Development Environment). Podes descargar o software ou acceder online, o que che permite gardar os teus deseños. As plataformas educativas de Galicia xa traen incorporado o IDE por defecto.
- Cando te conectas ó IDE ou outro software de simulación, debes escoller a placa coa que vas traballar.
- No void setup consignarás cales van ser os pins de entrada e saída.
- No void setup irán as liñas de código que determinan que vai facer o programa.

Ana Moreiras. IDE Arduino (CC BY-SA)

A placa de Arduino posúe 13 pins para entradas/saídas dixitais e 5 para entradas/saídas analóxicas. Neles podes conectar diferentes periféricos e entrada: cámaras para obter imaxes, teclados para introducir datos, ou diferentes tipos de sensores: intrruptores, LDR, resistencias variables, micrófonos...

A información destes periféricos procesarase na microcontroladora, e os resultados irán á inteface de saída, que son os mesmos pins de anteriores, e nos cales conectarás tipicamente luces, altofalantes ou motores.

Na imaxe ves un sinxelo de circuíto de control dun LED externo conectado ó pin 12. Sobre a placa de Arduino están nomeados os principais elementos:

Ana Moreiras. Elementos placa Arduino (CC BY-SA)

- Que Arduino empregue hardware libre implica que hai diversos dispositivos baseados na súa placa, xa que especificacións e diagramas son accesibles ó público. É o caso dos robots Mbot.
- Que empregue software libre implica que os programas informáticos son accesibles a calquera. Baseándose no IDE de ARduino temos softwares para programar en bloques como S4A ou simulador de TinkerCAD. No vídeo podedes ver como se manexa a simulación en TinkerCAD, que nos permite programar con bloques e código indistintamente.

Ana Moreiras. Simulación de Arduino con TinkerCAD (CC BY-SA)

Con Arduino podes facer infinitosmil proxectos: reloxos, robots, persianas controladas por voz ou a túa propia vending machine. Neste artigo de Xataka podes profundizar nos tipos de periféricos de entrada e saída conectables a Arduino así como en proxectos a desenvolver pola túa conta.

## Lectura facilitada

## Arduino e Microbit

As placas Arduino e Microbit permítennos controlar e automatizar dispositivos electrónicos dun xeito sinxelo e práctico.

- Arduino é unha plataforma aberta que usa un microcontrolador para conectar sensores, motores e outros compoñentes. Permite crear robots ou sistemas automáticos.
- Microbit está pensada para educación. É máis pequena e tamén permite programar e facer proxectos creativos.

---

## Que é Arduino?

Arduino é unha plataforma de código aberto para crear proxectos electrónicos. Existen moitos modelos de placas Arduino, como a Arduino UNO, que é das máis sinxelas.

Pódese empregar en proxectos de robótica, impresión 3D ou Internet das Cousas (IoT). Non imos aprender a programar Arduino nesta unidade, pero podes visitar a páxina tecnoloxia.org para comezar.

---

## Como se programa Arduino?

- Arduino utiliza un programa chamado Arduino IDE.
- Podes descargalo ou usalo online.
- No IDE, tes que escoller a placa coa que vas traballar.
- No bloque `void setup` configuras os pins de entrada e saída.
- No bloque `void loop` escribes o que debe facer o programa de forma repetida.

Ana Moreiras. IDE Arduino (CC BY-SA)

---

## Entradas e saídas en Arduino

Arduino ten:

- 13 pins dixitais para entradas e saídas.
- 5 pins analóxicos para sinais variables.

Neles pódense conectar:

- Entradas: sensores, micrófonos, interruptores, cámaras, etc.
- Saídas: luces LED, motores, altofalantes...

A placa recibe a información dos sensores e, segundo o que lle programemos, envía ordes aos actuadores.

---

## Exemplo sinxelo: acender un LED

Na imaxe seguinte ves unha placa Arduino cun LED conectado ao pin 12. Este é un exemplo básico de saída dixital controlada por programación.

Ana Moreiras. Elementos placa Arduino (CC BY-SA)

---

## Hardware e software libre

- Arduino usa hardware libre, polo que outras empresas poden fabricar placas similares. Exemplo: robots Mbot.
- Usa tamén software libre. Grazas a isto existen programas como:
  - S4A, para programar con bloques.
  - TinkerCAD, que permite simular Arduino con bloques ou código.

Ana Moreiras. Simulación de Arduino con TinkerCAD (CC BY-SA)

---

## Que se pode facer con Arduino?

As posibilidades son case infinitas. Pódense crear proxectos como:

- Reloxos dixitais
- Robots
- Persianas que responden á voz
- Máquinas expendedoras (vending machine)

No artigo de Xataka podes ver máis exemplos e ideas.

# Principais periféricos de Arduino para domótica

Elemento | Usos principais | Características técnicas
--- | --- | ---
LDR/fotorresistor (resistor dependente da luz) | Detectar niveis de luz. Usado en sistemas de iluminación automática ou detección de día/noite. | Sensor analóxico. Varía a súa resistencia segundo a cantidade de luz. Conéctase a un pin analóxico de Arduino.
Fotodíodo | Detector de luz: Capta radiación electromagnética (xeralmente luz visible ou infravermella) e responde xerando unha corrente proporcional á intensidade luminosa. | En sistemas como portas automáticas, robots ou liñas de produción, detecta se hai algo a reflectir a luz. Funciona con 0-5V ou 0-12V, dependendo da aplicación.
Micrófono para Arduino | Captar son ambiente. Detectar ruídos, palmas, ou intensidade sonora. | Saída analóxica ou dixital segundo modelo. Necesita axuste de sensibilidade. Non recoñece palabras.
Sensor de presenza PIR | Detectar movementos ou presenza de persoas en espazos interiores. | Sensor dixital. Capta variacións de infravermellos. Alcance de 3–7 metros. Conéctase a un pin dixital.
Sensor de temperatura e humidade DHT11/DHT22 | Medir condicións ambientais: temperatura e humidade relativa. | Sensor dixital. O DHT11 é máis básico e lento; o DHT22 é máis preciso e amplo rango. Conéctase cun só pin de datos.
Servomotor | Crear movementos precisos: abrir fiestras, mover portas ou brazos robóticos. | Xiro limitado (xeralmente 0–180°). Controlado por pulsos PWM. Alimentación a 5 V.
LED | Iluminación, sinais visuais, avisos de estado. | Emisor de luz. Require resistencia en serie (~220 Ω). Controlable cun pin dixital.
Altavoz (buzzer) | Emitir sons, alarmas, ou melodías simples. | Hai pasivos (requiren sinais PWM) e activos (funcionan só con tensión). Traballan a 5 V.
Pantalla LCD 16x2 | Mostrar mensaxes, datos de sensores, menús interactivos. | 16 caracteres por 2 liñas. Precisa libraría LiquidCrystal. Pode conectarse por interface I2C.

*Todas as imaxes foron creadas con Chat GPT OpenAI (GPT-4o)

# Exemplos de circuítos de domótica con Arduino

Empregando os sensores e actuadores que viches no bloque anterior, podes crear diversos circuítos domóticos.

Se queres probar os que aparecen a continuación recoméndoche o software online Wokwi, que permite xerar o código, montar o circuíto e facer a simulación.

Ana Moreiras. Simulador de circuítos de Wokwi (CC BY-SA)

## Sensor de luminosidade

## Sensor de luz con LDR e graduación de sensibiliade

O nivel de luz imos medilo cunha fotorresistencia, pero engadimos un potenciómetro para calibrar a sensibilidade. Engadimos unha pantalla LCD para ver a lectura de luz na pantalla.

Compoñente | Pin Arduino | Observación
--- | --- | ---
LDR | A0 | Con resistencia de 10kΩ a GND (divisor)
Potenciómetro | A1 | Medio ao pin A1, extremos a 5V e GND
LED | 9 (PWM) | Resistencia de 220Ω entre LED e GND
LCD I2C | SDA → A4 SCL → A5 | Interface I2C estándar (En Arduino UNO)

Código:

## Sensor de luz con fotodíodo

Ver código e simulación con Wokwi.

## Sensor de temperatura e humidade

Precisamos un sensor DHT e unha pantalla LCD.

O sensor lerá as variables de Temperatura e Humidade e amosaraas na pantalla cada 2s.

Conexións:

Compoñente | Pin Arduino | Observación
--- | --- | ---
DHT22 | D4 | Pin de datos → D4 Alimentación: VCC a 5V, GND a GND
LCD I2C | GND → GND VCC → 5V SDA → A4 SCL → A5 | Interface I2C (en Arduino UNO)

Código:

## Sensor presencia - apertura de barreira

Precisamos un sensor de presencia PIR e un servomotor, ó que uniremos a barreira.

Ó executalo, o sensor de presenza activará a apertura da barreira por 5 segundos cando detecte movemento.

As conexións son estas:

Compoñente | Pin Arduino | Observación
--- | --- | ---
Sensor PIR | D2 | OUT a D2 VCC a 5V GND a GND
Servomotor | D9 | Fío de control ó pin 9 Alimentación: 5V e GND

O código:

# A casa intelixente de Erran Tec

Se integras todos os circuítos anteriores na maqueta, terías xa un prototipo de casa domótica, como esta que deseña Erran Tec. No proxecto empréganse sensores de luz (LDR), temperatura-humidade (DHT), presenza e distancia (PIR), e incorpora un servo motor. Tamén permite visualizar datos nunha pantalla LCD e controlar o servo por Bluetooth.

Para controlala, precisas o programa de Arduino que podes ver na pestana.

## Código Arduino

## Conexións para Arduino

CONEXIÓNS ARDUINO

### PIN | ### ACTUADOR
13 | Ledvermello
12 | Ledmarelo
11 | Ledverde
10 | Ledscasa
9 | Zumbador
8 | Alarmavermello
6 | Ultrasonidos – Trigger
5 | Ultrasonidos – Echo
4 | DHT
3 | Servo
2 | PIR
1 | Bluetooth
0 | Bluetooth
A5 | LCD(SCL)
A4 | LCD(SDA)
A0 | LDR

Licenciado baixo a Licenza Creative Commons Atribución Compartir igual 4.0

Feito con eXeLearning (Nova xanela)