Xana: prototipo de asistente domótico controlado por voz

Abstract

[ES] La domótica se define como un conjunto de sistemas ubicuos en una misma vivienda y conectados entre sí capaces de aportar eficiencia energética, confort, accesibilidad, seguridad y comunicación mediante la automatización de los elementos del hogar. Este proyecto aborda el diseño de un prototipo de asistente domótico controlado por voz llamado Xana. El controlador podrá recibir instrucciones de voz precisas para navegar por distintos menús de voz y ejecutar 5 de las funcionalidades básicas para un hogar automatizado: control de luces, de persianas, de temperatura y de música y activación y desactivación de enchufes. Cada una de estas 6 funcionalidades (control por voz y 5 actuadores) constituirá un módulo independiente conectado a los demás vía wifi gracias al microcontrolador ESP32 de Espressif Systems, excepto el control de música, que estará integrado en el controlador principal.

Este prototipo es ampliable a funciones como reproducción de música vía Bluetooth y programación de eventos o alarmas que controlen cualquiera de las anteriores características, entre otras. La finalidad de Xana es crear un punto de partida funcional para un posible futuro proyecto comercial real.

La parte de software de Xana se desarrollará en lenguaje C++ utilizando el entorno de desarrollo Visual Studio Code de Microsoft con las librerías de Arduino. El hardware principal se testeará en una placa de prototipos o "protoboard" y más adelante se diseñará su circuito para PCB en el software Proteus Design Suite.

Este proyecto supone un avance en el campo de la domótica debido a la accesibilidad que proporciona su arquitectura de bajo coste y su compatibilidad con elementos comunes del hogar no necesariamente compatibles con el IoT.

[CA] La domòtica es defineix como a un conjunt de sistemes omnipresents a un mateix habitatge i connectats entre sí capaços d'aportar eficiència energètica, confort, accessibilitat, seguretat i comunicació mitjançant la automatització dels elements del llar. Aquest projecte aborda el disseny d'un prototip d'assistent domòtic controlat per veu, anomenat Xana. El controlador serà capaç de rebre instruccions de veu precises per a navegar a través de diferents menús de veu i executar 5 de les característiques bàsiques d'un habitatge automatitzat: control de llum, persianes, temperatura i de música i activació i desactivació d'endolls. Cadascuna d'aquestes 6 funcionalitats (control de veu i 5 actuadors) constituirà un mòdul separat connectat als altres via wifi gràcies al microcontrolador ESP32 d'Espressif Systems, a excepció del control de música, que formarà part del controlador principal.

Aquest prototip és ampliable a funcionalitats com la reproducció de música per Bluetooth i la programació de rutines o alarmes que controlen qualsevol de les característiques anteriors, entre d'altres. El propòsit de Xana és crear un punt de partida funcional per a un possible futur projecte comercial real.

La part de software de Xana es desenvoluparà en llenguatge de C++ utilitzant l'entorn de desenvolupament Visual Studio Code de Microsoft amb llibreries d'Arduino. El hardware principal es provarà en una placa de prototipus o "protoboard" i més tard es dissenyarà el seu circuit per a PCB al programa Proteus Design Suite.

Aquest projecte representa un avenç en el camp de la domòtica per raó de l'accessibilitat que proporciona la seua arquitectura de baix cost i la seva compatibilitat amb elements comuns de la llar no necessàriament compatibles amb IoT.

[EN] Home automation can be defined as a group of ubiquitous systems in the same house, interconnected to each other and able to provide energy efficiency, comfort, accessibility, security and communication by means of home elements automation. This project addresses the design of a prototype for a voice-controlled home automation assistant called Xana. The controller will be able to receive precise voice instructions to navigate through different voice menus and execute 5 of the basic features for an automated home: light, blinds, temperature and music control and plug switching. Each of these 6 features (voice control and the 5 actuators) will constitute an independent module connected to the others via Wi-Fi using the Espressif Systems' ESP32 microcontroller, except the music player, wich will be integrated into the main controller.

This prototype could be expanded to serve for functions such as music playing via Bluetooth or an SD card and scheduling of events or alarms that control any of the above features, among others. The purpose of Xana is to create a functional starting point for a possible future real business project.

Xana's software will be developed in C++ language with Arduino libraries using Microsoft's Visual Studio Code IDE. The main hardware will be tested on a protoboard, and afterwards the PCB will be designed in the Proteus Design Suite software.

This project is a breakthrough in the field of home automation due to the accessibility provided by its low-cost architecture and its compatibility with common household elements not necessarily compatible with the IoT.