Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Sistema de control térmico: Un análisis de sus alternativas de acción.  
SISTEMA DE CONTROL TÉRMICO: UN ANÁLISIS DE SUS  
ALTERNATIVAS DE ACCIÓN  
THERMAL CONTROL SYSTEM: AN ANALYSIS OF ITS ACTION  
ALTERNATIVES  
Candela-Limongi Jeniffer Andrea  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
Mecías-Heredia Manuel Alejandro  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
Moreira-Moreira Fernando Rodrigo  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
Moreira-Pico Ramón Joffre  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
RESUMEN  
Esta investigación tuvo como objetivo realizar un estudio comparativo de los  
componentes existentes para la creación de un sistema de control térmico, se  
logró identificar cuáles contribuyeron a una correcta gestión de la temperatura  
en ambientes cerrados y los que facilitaron una buena comunicación con el  
equipo de enfriamiento. Para este estudio se empleó la revisión sistemática, la  
cual permitió identificar los criterios de búsqueda y seleccionar las fuentes de los  
datos bibliográficos. Una vez obtenida la información se procedió a realizar un  
análisis de la misma, con el fin de definir las fuentes más relevantes y así  
describir los principales resultados de la investigación. Posteriormente, se  
consiguió un esquema para la construcción del dispositivo que ayude a prolongar  
la vida útil de los sistemas acondicionadores de aire y que contribuya tanto al  
equilibrado consumo energético como al ahorro económico.  
Palabras claves: Temperatura, climatización, IoT, arquitectura de bajo costo.  
2
Fecha de recepción: 19 de octubre de 2020; Fecha de aceptación: 04 de enero de 2021; Fecha de  
publicación: 08 de enero de 2021.  
Candela-Limongi et al. (2021)  
ABSTRACT  
This research aimed to carry out a comparative study of the existing components  
for the creation of a thermal control system, it was possible to identify which ones  
contributed to a correct temperature management in closed environments and  
those that facilitated good communication with the cooling equipment. . For this  
study, a systematic review was used, which made it possible to identify the search  
criteria and select the sources of the bibliographic data. Once the information was  
obtained, an analysis of it was carried out, in order to define the most relevant  
sources and thus describe the main results of the research. Subsequently, a  
scheme was obtained for the construction of the device that helps to extend the  
useful life of air conditioning systems and that contributes both to balanced  
energy consumption and to economic savings.  
Keywords: Temperature, HVAC, IoT, low-cost architecture.  
1. INTRODUCCIÓN  
Gracias a la información dada por AIE (Agencia Internacional de la Energía) se  
sabe que el uso de la energía eléctrica en el mundo aumenta con el pasar del  
tiempo. Las causas por las que surge esto son el incremento del número de  
habitantes en el planeta y la introducción de varios dispositivos tecnológicos,  
eléctricos e industriales. No obstante, los equipos de enfriamiento utilizan un 40%  
de la energía doméstica total (Ruiz, 2019).  
En Ecuador, el tema del consumo energético inadecuado es una situación que  
se repite dentro de las empresas, industrias, hogares y universidades. En la  
región Costa donde el clima es cálido y húmedo, suelen encontrarse instalados  
acondicionadores de aire en estos lugares, ya sea para mantener un clima  
agradable o para preservar la esperanza de vida de los artefactos que se  
localizan dentro de estas edificaciones. Muchas veces estos pasan encendidos  
todo el tiempo causando un elevado consumo de energía y que su tiempo de  
vida se acorte (Silva y Vargas, 2015).  
3
Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Sistema de control térmico: Un análisis de sus alternativas de acción.  
Dentro de las Instituciones de Educación Superior, poco a poco se está creando  
conciencia sobre el uso desmesurado de la energía eléctrica, aunque aún es una  
situación que no está controlada en su totalidad. Lo que se desea es incentivar  
el uso de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT) que ayuden en esto.  
IoT tiene como promesa abrir la puerta a un mundo revolucionario, un mundo  
“inteligente” totalmente interconectado en el que las relaciones entre los objetos  
y su entorno, y las personas se entrelazarán aún más (Rose et al., 2015).  
En este trabajo se pretende hacer uso de estos avances tecnológicos de IoT y  
por lo ya mencionado se puede determinar cuán necesario es conseguir  
eficiencia energética y prolongar la vida de los aparatos de control térmico porque  
contribuye al ahorro económico dentro de las organizaciones.  
2. MATERIALES Y MÉTODOS  
Esta investigación fue realizada con ayuda de la revisión sistemática, la cual  
consiste en un resumen concreto y ordenado de la información disponible  
orientada a responder una pregunta, se caracteriza por representar el proceso  
de elaboración para recopilar, escoger, evaluar y sintetizar toda la evidencia útil  
con respecto a un tema específico (Moreno et al., 2018).  
Tomando en cuenta lo indicado por Moreno et al., (2018) se dio inicio a la revisión  
sistemática, primero planteando una pregunta estructurada, misma que ayudó a  
determinar los términos de búsqueda utilizados en las bases de datos; se decidió  
indagar con los criterios: sistema de control térmico, tecnologías, protocolos,  
sensores y actuadores de IoT; luego los artículos fueron seleccionados con base  
en pautas de inclusión que permitieron responder a la interrogante establecida;  
como siguiente paso se realizó una extracción de todos los datos relativos al  
objeto de estudio mismos que fueron tabulados; finalmente se hizo un análisis  
de la información para así recabar lo más destacado y empezar a exponer los  
resultados fundamentales de manera descriptiva, logrando así determinar las  
alternativas de acción más acertadas para construir un sistema de control  
térmico.  
4
Candela-Limongi et al. (2021)  
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
Hoy en día existen varios dispositivos capaces de controlar los acondicionadores  
de aire, convirtiéndolos en sistemas de climatización inteligente. “Tado V3+ es  
un termostato inteligente que enfría teniendo en cuenta la temperatura exterior,  
ofrece geolocalización para ajustar el consumo energético” (Aznar, 2019).  
Granada (2018) menciona que Ambi Climate 2 utiliza Inteligencia Artificial para  
regular el equipo de enfriamiento, mientras que el Sensor Ambiental A1 de  
Broadlink monitorea el estado de una vivienda a través de 5 sensores (Broadlink,  
s. f.).  
Se puede notar que los productos antes mencionados trabajan con un único  
nodo. Otra alternativa, sería implantar varios nodos en diferentes puntos  
estratégicos que midan parámetros ambientales como temperatura y humedad.  
Para esto, se pueden utilizar sensores de diversos tipos.  
Por otra parte, la conexión entre los dispositivos que miden la temperatura y  
controlen el sistema de aire acondicionado, podría ser cableada o inalámbrica.  
Además, se podría controlar los acondicionadores de aire mediante sensores de  
movimiento que detecten la presencia de usuarios.  
Existen varios componentes para la creación de un sistema de control térmico  
que cubra algunas de las características y necesidades antes mencionadas, es  
así que se efectuó una investigación en Google Académico con la finalidad de  
obtener documentos relacionados con este tema. Se aplicó un filtro de año de  
publicación desde 2014 hasta 2020 y también se indicó que la búsqueda  
perteneciera a artículos, libros o tesis.  
En el cuadro 1 se visualizan los documentos que fueron ordenados para su  
estudio y posterior análisis, mismos que sirvieron para adquirir el conocimiento  
oportuno que favorezca a la creación de un sistema de control térmico, aunque  
algunos documentos tratan sobre otras temáticas como: internet de las cosas,  
control de temperatura y humedad relativa, calidad del aire, entre otras; estos  
también sustentan al propósito principal de la investigación.  
5
Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Sistema de control térmico: Un análisis de sus alternativas de acción.  
Cuadro 1. Documentos seleccionados para análisis.  
N°  
TÍTULO  
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  
Sistema telemático de monitoreo de calidad del  
1
aire en zonas remotas, utilizando técnicas IoT y (Flores et al., 2019)  
big data. Fase 1  
Sistema de Control y Monitoreo de Consumo  
Energético para Equipos de Climatización (Ruiz, 2019)  
Orientado a Internet de las Cosas (IoT)  
2
3
4
Arduino y los ensayos no destructivos  
(Abad, 2018)  
Diseño de un sistema de control de temperatura y  
humedad relativa, basado en PID en un ambiente (Arellano & Gómez, 2018)  
cerrado con fines agrícolas  
Integrated Development Environment “IDE” For  
Arduino  
Análisis de Datos Agropecuarios  
5
6
(Fezari & Dahoud, 2018)  
(Ramírez & Mazon, 2018)  
Desarrollo e implementación de una estrategia de  
7
8
9
despliegue y mantenimiento de red de nodos de (Sánchez, 2018)  
sensores  
Módulo ESP8266 y sus aplicaciones en el internet  
(Ceja et al., 2017)  
de las cosas  
Diseño de un sistema de medida de la  
temperatura, humedad e intensidad luminosa (González & Sánchez, 2017)  
basado en el uso del microcontrolador Arduino  
Sistema de control y monitoreo para evitar  
hipertemia y deshidratación en las personas que (Lascano, 2017)  
realizan actividad física  
1
0
Diseño e implementación de una cámara trampa  
1
1
1
2
(Vinent, 2017)  
de bajo coste  
Bluetooth 4.0 Low Energy: Análisis de las  
prestaciones y aplicaciones para la automoción  
(Akhayad, 2016)  
Diseño e implementación de un sistema de  
seguridad mediante notificaciones de mensajes de (García & Chávez, 2016)  
texto y notificaciones a correo electrónico  
Diseño de una arquitectura genérica de IoT  
aplicada a casos de emergencias para dispositivos (Rodríguez, 2016)  
médicos inalámbricos implantados  
1
1
3
4
1
1
5
6
Protocolos IoT para considerar  
Internet de las cosas. Sistema electrónico de  
control basado en Arduino  
(Semle, 2016)  
(Martinez, 2015)  
Diseño de una red WiFi de largo alcance, a través  
del espectro no licenciado, para permitir el acceso  
1
7
al servicio de Internet de banda ancha en los (Peñarrieta, 2015)  
sectores más poblados de la zona rural del Cantón  
Junín  
1
1
8
9
La Internet de las Cosas - Una Breve Reseña  
Análisis de reducción de la emisión de Gases de  
Efecto Invernadero de los Laboratorios de  
Sistemas de la Universidad Politécnica Salesiana  
sede Guayaquil empleando Ciclo de Deming  
Internet de los objetos empleando Arduino para la  
gestión eléctrica domiciliaria  
(Rose et al., 2015)  
(Silva & Vargas, 2015)  
2
0
(Vega et al., 2014)  
Una vez organizados los 20 documentos seleccionados, se procedió a presentar  
los resultados más relevantes, clasificándolos por diferentes tópicos, lo cual se  
muestra en los siguientes cuadros.  
6
Candela-Limongi et al. (2021)  
Cuadro 2. Arquitectura de bloques funcionales de un sistema IoT.  
INTERFAZ DE  
USUARIO  
HARDWARE  
CONECTIVIDAD  
SOFTWARE  
En un sistema IoT el Capacidad  
de Es la parte lógica de Medio por el cual el  
una un sistema IoT, se usuario puede  
hardware está establecer  
conformado por los comunicación.  
sensores los El hardware requiere programa,  
compone  
del comunicarse con un  
sistema.  
y
dispositivos (Flores et tener un vínculo para información de los En un sistema IoT, la  
al., 2019). enviar información y sensores y los datos interfaz de usuario  
Sensores son los que recibir órdenes arrojados por estos debe permitir a los  
captan una variable (Flores et al., 2019).  
del medio y generan Es importante que  
una respuesta.  
Los dispositivos son mantengan  
los que realizan una enlazados  
función determinada. permanentemente.  
últimos.  
consumidores activar  
desactivar  
emisor y receptor se datos, el software le manualmente los  
indica al sistema lo dispositivos cuando  
A
partir de esos  
o
que debe hacer con sea necesario (Flores  
exactitud (Flores et et al., 2019)..  
al., 2019)..  
Con base en los resultados de las alternativas de acción y mediante un análisis  
realizado a los mismos se pudo constatar que la arquitectura de bloques  
funcionales es la más escalable para este tipo de sistemas.  
Cuadro 3. Protocolos de comunicación de IoT.  
HTTP  
Permite  
MQTT  
enviar Contiene  
CoAP  
DDS  
una buena  
una Es un protocolo de Es  
grandes cantidades estructura cliente / transferencia  
de solución  
para  
la  
de información, como servidor, donde cada documentos (Semle, entrega  
de  
lecturas  
temperatura (Semle, se enlaza  
016).  
de sensor es un cliente y 2016).  
información de forma  
a
un Mediante su uso, los confiable y en tiempo  
2
servidor por medio de datos se pueden real.  
En el caso de los TCP.  
mensajes implica una “Es  
producir con facilidad En la práctica, no  
y estudiarlos sin tener está bien posicionado  
orientado  
a
gran sobrecarga en mensajes.  
ellos, así que enviar mensaje  
Cada tanto consumo.  
un Sigue un modelo integración entre la  
industria TIC  
(Semle, 2016).  
como  
punto  
de  
es  
mensajes pequeños conjunto de datos cliente / servidor.  
es ineficiente. binarios” (Rodríguez,  
016).  
y
2
El protocolo MQTT al estar orientado a mensajes y con su modelo  
cliente/servidor dará facilidad a la conectividad de los dispositivos, por lo que es  
una opción muy factible frente a los demás protocolos.  
Cuadro 4. Tecnologías de comunicación de IoT.  
WIFI  
ZIGBEE LTE  
BLUETOOTH  
LORA  
Tecnología de Está  
formada Planeado para Significa Long Long  
Term  
comunicación  
inalámbrica  
por  
coordinador,  
enrutadores  
un transmitir  
información  
y
range  
alcance).  
“Es  
(largo Evolution  
(Evolución a largo  
una plazo).  
Tecnología IP de  
a
nivel mundial.  
mínima.  
de No  
mantener  
acceso a una “Para Domótica, conexión entre bajo consumo” extremo (Ramírez  
Permite a los equipos  
permite Plataforma  
usuarios tener destino.  
inalámbrica de extremo  
a
red  
y
que Energía  
dispositivos por (Ramírez  
&
& Mazon, 2018).  
puedan utilizar Inteligente,  
un largo tiempo Mazon, 2018).  
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Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Sistema de control térmico: Un análisis de sus alternativas de acción.  
todos  
recursos  
tecnológicos”  
los Ciudades  
a alta velocidad Capaz de cubrir Perfecta  
(Akhayad, distancias implementaciones  
otros” 2016).  
para  
inteligentes,  
entre  
(Ramírez &  
Mazon, 2018).  
amplias (varios IoT.  
kilómetros).  
(
2
Peñarrieta,  
015).  
A diferencia de las demás tecnologías, wifi ofrece comodidad para proyectos de  
climatización por sus rangos de alcance y por su funcionamiento no cableado.  
ENTRADA DE DATOS  
Cuadro 5. Sensores que detectan movimiento.  
DETECTOR DE  
MOVIMIENTO PIR HC-  
SR501  
SENSOR ULTRASÓNICO  
HC-SR04  
SENSOR DE VIBRACIÓN  
SW-420  
Se utiliza para calcular la Capta el pulso infrarrojo que Si existe una vibración más  
longitud entre el sensor y un emiten las cosas o personas allá del umbral fijado, este  
objeto situado en frente.  
situadas en su alrededor. Es sensor  
lo  
detectará.  
No resulta adecuado para importante saber que este “Reacciona ante movimientos  
lugares donde existe gran elemento está formado por bruscos o golpes, pero no a  
cantidad de objetos, dado lentes de Fresnel, lo que le movimientos  
que el sonido rebota permite enfocar mejor la (García & Chávez, 2016).  
generando falsas mediciones radiación de un entorno  
constantes”  
(
Abad, 2018).  
(Vinent, 2017).  
Cuadro 6. Sensores que captan temperatura.  
DHT11  
DHT22  
DHT21  
Es un instrumento en el cual Se destaca más al momento Tiene una precisión alta,  
vienen acoplados circuitos de medir temperatura posee un modelo interno  
capaces de captar la humedad, es más preciso robusto a nivel de circuitos,  
temperatura y la humedad en que otros dispositivos un tiempo de respuesta en la  
y
y
base al entorno en que se puede hacer mediciones de adquisición de datos bajo y  
encuentra. Utiliza un sensor temperatura en fracciones permite realizar mediciones a  
de capacidad para tomar la decimales, además es mucho una distancia de 20 metros  
humedad y un termistor para más sensible a estímulos (Arellano & Gómez, 2018).  
calcular temperatura (González & Sánchez, 2017).  
la  
(
Lascano, 2017).  
Los sensores necesitados tienen que ser adaptables a NodeMCU, el PIR HC-  
SR501 y DHT22 ofrecen esta flexibilidad y gran rendimiento a la hora de captar  
movimientos y humedad/temperatura respectivamente.  
PROCESAMIENTO DE DATOS  
Cuadro 7. Plataformas electrónicas para IoT.  
ARDUINO  
RASPBERRY PI  
NODEMCU  
PYCOM  
Sánchez  
Vega et al., (2014) Esta placa es del Soporta el estándar Para  
menciona  
Arduino  
que tamaño de una tarjeta 802.11  
un de crédito, funciona a diferentes  
en  
sus (2018), es una placa  
clases de bajo consumo con  
es  
elemento de fácil 900MHz, tiene una (Ceja et al., 2017).  
conectividad wifi  
y
conectividad a una tarjeta gráfica en el  
LoRa,  
y
precio  
red.  
chip  
(con  
salida  
ajustado.  
8
Candela-Limongi et al. (2021)  
Se  
puede HDMI), 1 GB de RAM Cuenta  
con  
una Cuenta con un mejor  
implementar  
un (Garcimartín, 2016).  
entrada analógica a control de cada nodo.  
servidor  
de Tiene conexión  
a
digital.  
protocolos de alto Internet  
nivel, como el HTTP. puertos USB.  
y
varios Cabe mencionar que  
su precio es muy bajo  
con respecto a otras  
plataformas.  
En el caso de la plataforma electrónica, NodeMCU posee numerosas  
características a bajo precio, por consiguiente, es fácil de encontrar en el  
mercado, lo que le ofrece una gran ventaja delante de las otras plataformas.  
SALIDA DE DATOS  
Cuadro 8. Decodificadores para IoT  
BROADLINK RM MINI 3  
BROADLINK RM4 MINI  
Desde un dispositivo móvil, permite controlar Mediante la temperatura y humedad captada  
aparatos electrónicos que se usan con por medio de un sensor externo, facilita  
controles como encender, por ejemplo, un aire acondicionado  
remotos  
infrarrojos,  
televisores, DVD, aires acondicionados y (BroadLink, 2020).  
demás (BroadLink, 2020).  
Compatible con los principales fabricantes de  
Es compatible con un 98% de los mandos a acondicionadores de aire.  
distancia.  
Aunque los decodificadores Broadlink son muy utilizados por sus cuantiosas  
prestaciones, pero el problema de ellos es su adaptabilidad con las demás  
herramientas.  
Cuadro 9. Software de programación.  
ARDUINO IDE  
ESPlorer  
Existe una gama de módulos disponibles que “Aunque suele trabajar muy bien con  
incluyen Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino NodeMCU, no solo es interesante utilizar esta  
Leonardo, Arduino Micro y muchos más” herramienta con dicho firmware, ya que  
(
Fezari & Dahoud, 2018).  
también resulta útil con el firmware AT”  
Contiene dos partes importantes que son el (Martinez, 2015).  
setup() y el loop(). El setup() es donde se En cuanto a los scripts, una vez que se han  
realizan las declaraciones de todas las verificado y su operación es la adecuada, se  
herramientas con las que se programará tiene que cargar el fichero que lo incluye a la  
(
variables, clases y otros), el loop() funciona memoria del módulo con nombre “init.lua”.  
como un bucle y se ejecuta después que el  
setup() se completa.  
Arduino IDE en comparación con otros softwares es sencillo y potente para  
trabajar, para los autores es de fácil manejo ya que cuentan con experiencia  
previa.  
Finalmente se realizó un esquema del dispositivo, el cual se pretende construir  
con posterioridad, estará dividido en 3 puntos, un principal que emita señal al  
9