Estacion Metereologica:ArDrone

En la figura se muestra el diagrama de bloques del sistema completo. En éste, es posible observar todos los componentes del sistema y la manera en la que se comunican entre si, así como también los periféricos que se utilizan del microcontrolador AT91SAM9XE128, que hace parte de la tarjeta de desarrollo CondorBoard, para adquirir las mediciones de cada uno de los sensores.

La solución propuesta consiste en un sistema que realiza mediciones de temperatura, humedad relativa, presión barométrica y velocidad del viento, con una interfaz en un teléfono inteligente que permite la visualización de dichas variables a través de una aplicación. En primer lugar, se realiza la adquisición de los datos haciendo uso de la tarjeta de desarrollo CondorBoard. Durante este proceso de adquisición de datos se realiza su transmisión de manera inalámbrica por medio de un módulo bluetooth hacia un teléfono inteligente con sistema operativo Android, en donde la aplicación se encarga de recibir, almacenar y permitir la visualización de las variables medidas.
 * Desarrollo

Para éste propósito se utilizan los siguientes sensores:

1. BMP085: Sensor de presión barométrica y temperatura, con interfaz i2c. Cuenta con una memoria EEPROM en donde almacena doce valores de calibración, es necesario obtener estos valores al iniciar el programa, antes de realizar cualquier otra operación con el sensor. Después se realiza la lectura de los valores temperatura y de presión sin compensación, denominados como UT y UP respectivamente (uncompensated temperature y uncompensated pressure). A partir de estos valores, se calcula el valor actual de temperatura y presión.



2. HH10D: Sensor de humedad relativa que cuenta con una memoria EEPROM que contiene los valores de sensitividad y offset que se requieren para calcular la humedad relativa del entorno que se esta sensando. Como el sensor de presión barométrica, éste sensor trabaja con una interfaz i2c que permite al microcontrolador que se esté utilizando obtener los valores de calibración fácilmente mediante el bus i2c, desde que el microcontrolador cuente con el periférico necesario.El sensor también está compuesto por un sensor capacitivo y un convertidor CMOS de capacitancia a frecuencia, de manera que para calcular la humedad relativa es necesario observar la salida de frecuencia del sensor, Fout. Con ésta frecuencia y los datos obtenidos de sensitividad y offset es posible calcular la humedad relativa.



3. Hall Effect Switch: Este sensor se utiliza para determinar la velocidad del viento. Funciona como un switch ya que al detectar un campo magnético, sin importar su polaridad, genera una salida digital. Cuando el anemómetro realiza una vuelta completa, se genera un campo magnético por cada una de las aspas del mismo, de manera que el sensor de efecto hall genera el mismo número de pulsos por cada vuelta completa que se realice. El primer paso para calcular la velocidad del viento consiste en calcular la frecuencia de la señal generada por el sensor de efecto hall. Con el número de pulsos generado en una vuelta, el valor de la frecuencia permite calcular el número de vueltas que se realizan en un segundo. A partir de este dato es posible calcular la velocidad angular de la turbina. Ésta velocidad no es necesariamente la velocidad del viento que genera su movimiento por lo que es necesario realizar una conversión a velocidad angular.



El módulo bluetooth utilizado para la transmisión inalámbrica es el Bluetooth Modem - BlueSMiRF Gold de Sparkfun, el cual tiene un alcance de 100m y soporta velocidades de transmisión desde 2400 bps hasta 115200 bps. Éste módulo se conecta a la tarjeta de desarrollo CondorBoard con el fin de transmitir los datos recolectados por los diferentes sensores descritos anteriormente hacia un teléfono inteligente que cuente con Sistema Operativo Android y adicionalmente cuente con bluetooth.



Para la realización de la aplicación se utilizó la plantilla TTDE Bluetooth, disponible en los Tutoriales de Android, para activar el servicio Bluetooth del teléfono y además establecer la conexión entre éste y el módulo bluetooth conectado a la CondorBoard. Por otro lado, se utilizó como base el proyecto Dynamic Graph para la realización de las gráficas en tiempo real haciendo uso de la libreria AChartEngine. La explicación del proyecto se puede encontrar aquí.

El código fuente del proyecto Dynamic Graph para ejecutar con Eclipse, se puede encontrar aqui.


 * Resultados

Al adquirir los datos de cuatro variables (temperatura, presión barométrica, humedad relativa y velocidad del viento) se obtuvieron gráficas para cada una de éstas, en donde es posible observar el nombre de la variable que se está observado y las unidades correspondientes a las mediciones realizadas.



Otra manera de observar los valores de las variables obtenidas es accediendo a la base de datos de la aplicación, por medio del menú de la misma. En ésta se encuentran los datos agrupados de a cuatro, sin unidades, en el siguiente orden: temperatura, humedad relativa, presión barométrica y velocidad del viento.



La aplicación utiliza la libreria AChartEngine para la elaboración de gráficas. Con ésta, es posible realizar la personalización de la visualización de los datos enviados por la CondorBoard y obtenidos por el bluetooth del teléfono.
 * Aplicación

Descargar: SimoreWeather App