Alarma Inteligente De Humos: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Gracias al sw de Cayenne är möjlig att bygga utrustning för att kunna göra en nödvändig programvara med en aspekt av en professionell professionell. Ademas, si sospesamos la gran potencia de calculo de la Raspberrry Pi, junto sus grandes posibilidades de expansión y conectividad, obtenemos una gran combinación de hardware and software, las cual sin duda nos va a permitir realizar proyectos realmente interesantes.

Sabemos la gravedad que puede suponer un incendio, por lo que es sumamente importante disponer de medidas en los edificios para protegerlos contra la acción del fuego.

Detectando a tiempo un incendio conseguimos cuatro cosas:

• Lo mas importante: salvar vidas humanas
• Minimizar las pérdidas económicas potencialmente producidas por el fuego.
• Conseguir que las actividades del edificio puedan reanudarse en el plazo de tiempo más corto posible.
• Evitar generar mas contaminación de todos tipo al medio ambiente producida por la combustión de todo tipo de materiales algunos altamente tóxicos

Es evidente que salvar vidas humanas es el fin principal y primero ante la detección de incendios, pero evitar perdidas económicas o reducir posible contaminación puede ser también buenas razones para poner un cuidado especial and los sistemas de detección contra incendios

En este proyecto vamos a intentionar abordar el grave problema de los incendios desde una perspectiva completeamente diferente usando para ello una Raspberry pi 2, un hardware especifico y el software de Cayenne

Tradicionalmente los detectores de incendios different and función de los principio de activación siendo los mas habituales los de Tipo Óptico basado en células fotoeléctricas, las cuales, al oscurecerse por el humo o iluminarse por reflexión de luz and las partículas del huma, disparando alarma.

Asimismo existen detectores de calor, los cuales son los menos sensibles, puesto que detectan la última etapa del desarrollo del fuego aunque generalmente tienen una mayor resistencia a condiciones medioambientales.

Este tipo de detectores se clasifica en:

• Detectores térmicos: disparan un alarma al alcanzarse una determinada temperatura fija en el ambiente.
• Detectores termovelocimétricos: disparan un señal o alarma cuando detectan un incremento rápido de la temperatura ambiente, por lo este tipo de sensores son más adecuados cuando la temperatura ambiente es baja o varía lentamente and condiciones normales.
• Detectores de lama: se basan en la detección de la radiación ultravioleta o infrarroja presente en la combustión en los incendios. Se usan en zonas exteriores de almacenamiento, o para zonas desde se puede propagar con gran rapidez un incendio con llamas (por la respuesta mas rápida). Dada su incapacidad para detectar incendios sin llama, esto hace que no se consideren estos detectores para uso general.

La solución que se propone se basa en detectores ter micos al ser los mas precisos, al que se ha añadido para aumentar la fiabilidad y mejorar la flexibilidad un doble sensor permitiendo de esta manera poder modificar los parámetros de disparo con un enorm facilidad como vamos a ver aparte de poder transmitir las información en múltiples formatos y formas hasta nunca vistas.

COMPONENTES NECESARIOS

Para montar la solución propuesta necesitamos los siguientes elementos:

• Zumbador de 5V
• DS18B20
• Resistens de 4k7 1/4 w
• Sensor de Co2 basado en MQ4
• Raspberry Pi 2 eller överlägsen
• Fuente 5V /1A för Rasberry Pi

Otros

• Kabel röd
• Caja de plástico para contener el conjunto
• Cable de cinta (se puede reusar un cable de cinta procedente de un interfaz ide de disco)

Steg 1: Installera Raspbian

La solución propuesta se basa en usar una Raspberry Pi och un pequeño hardware de control que conectaremos a los puerto de la GPIO, pero, antes de empezar con el hardware adicional, deberemos, si aun no lo ha creado todavía, generar una image de Raspbian para proporcionar un sistema operativo a la Raspberry Pi.

Raspbian trae förinstallerad programvara kan användas för att utbilda, generellt programmera och använda generellt, med Python, Scratch, Sonic Pi och Java

Para instalar Raspbian kan installeras med NOOBS eller avlägsnande av bilder från SO desde la url oficial

Vemos que hay dos versioner:

• RASPBIAN JESSIE: Imagen de escritorio completeo basado en Debian Jessie från maj 2016, publicerad 2016-05-27 och version av kärnan: 4.4
• RASPBIAN JESSIE LITE: version minima de la basagen en Debian Jessie de mayo 2016, publicerad 2016-05-27 och version av kärnan: 4.4

Obviamente si la SD es suficiente grande, lo interesante es descargar la primera opción, and lugar de usar la versión minima (Lite)

Här kan du avbilda en korrespondent och skriva ut följande:

1. Används för att använda SD-enheter för en SD-dator (normalt kan vi installera en SD-adapter och en mikro-usb) eller en USB-adapter för SD. Inserte la tarjeta SD en el lector de tarjetas SD de su ordenador comprobando cual es la letra de unidad asignada. Se puede ver fácilmente la letra de la unidad, mirando en la columna izquierda del Explorador de Windows.
2. Ladda ner hur du använder Win32DiskImager för att ladda ner en projekt från SourceForge som en zip -fil.
3. Extraer ej ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utilidad Win32DiskImager (puede que tenga que ejecutar esto como administrador, para lo cual tendrá que hacer clic derecho en el archivo y seleccione Ejecutar como administrador).
4. Välj en bild av bilden som har extra anteriormente de Raspbian.
5. Seleccione con mucho cuidado letra de la unidad de la tarjeta SD (tenga cuidado al seleccionar la unidad correcta pues si usted selecciona otra unidad por error, esto puede destruir los datos en el disco duro de su ordenador)
6. Klicka på Escribir y espere a que la escritura se complete.
7. Salga del administrador de archivos y expulse la tarjeta SD.

8. ! En terminado de installer el SO på Raspberry Pi!

Steg 2: Prueba De Acceso Y Creacion De Cuenta

Creada la iamgen del SO, ahora debemos insertar la micro-SD recién creada en su Raspberry Pi en el adaptador de micro-sd que tiene en un lateral. También deberá conectar un monitor por el conector hdmi, un teclado y ratón en los conectores USB, un cable ethernet for router and finalmente conectar la alimentación de 5V DC para comprobar que la Raspberry Pi arranca con la nueva image

Para comenzar la configuración de su Raspberry, lo primero es crear una cuenta gratuita en el portal cayenne-mydevices.com que servirá tanto para entrar en la consola web como for validarnos en laplicación móvil. Para ello, vaya a la siguiente url https://www.cayenne-mydevices.com/ e introduzca lo siguintes datos:

• Nombre,
• Dirección de correo elctronica
• Una clave de acceso que utilizara para validarse.

NOTA: las credenciales que escriba en este apartado le servirán tanto para acceder via web como por vía de la aplicación móvil

Steg 3: Instalacion Agente

Una vez registrado, solamente tenemos que elegir la plataforma para avanzar en el asistente. Obviamente seleccionamos en nuestro caso Raspberry Pi pues no se distingue entre ninguna de las versiones (ya que en todo caso en todas deben tener instalado Raspbian).

Para avanzar en el asistente deberemos tener instalado Raspbian en nuestra Raspberry Pi que instalamos en pasos anteriores.

Concluido el asistente, lo siguiente es installer la applicación móvil, que esta disponible tanto for IOS como Android.

En caso de Android este es el enlace para su descarga en Google Play.

Det kan vara intressant att ladda ner en smarttelefon med hjälp av en lokal programvara och installera programvaran myDevices Cayenne och Raspberry Pi, för olika aspekter (smarphone och Raspberry Pi). al router med en kabel ethernet och su samartphone a la wifi de su hogar (no funcionara si esta conectada por 3G o 4G).

Una vez installera la app, cuando hayamos introducido nuestras credenciales, si está la Raspberry en la misma red y no tiene instalado el agente, se instalara éste automáticamente.

Jag kan även installera myDevices Cayenne på Raspberry Pi, använda terminalen och använda den på SSH.

Tan sólo hay que ejecutar los dos signuientes comandos:

• wget
• sudo bash rpi_f0p65dl4fs.sh -v

NOTA: la instalación del agente en su Raspberry Pi por comando, no es necesaria. Solo se cita aquí en caso de problemas en el despliegue automático desde la aplicacion movil.

Steg 4: Instalación Del Sensor Temperatura

Para poder hacer de nuestra Raspberry Pi un detector eficaz de incendios necesitamos añadir sensores que nos permitan medir variables físicas del exterior, para en consecuencia actuar posteriormente

En primer kan användas för att använda sensorn DS18B20 skapad av Dallas Semiconductor. Se en digital term, med en exakt information som kan variera mellan olika modeller och funktioner.

Exister tres modelos, el DS1820, el DS18S20 y el DS18B20 pero sus principales diferencias se observan en la exactitud de lectura, en la temperatura, y el tiempo de conversión que se le debe dar al sensor para que realice esta acción.

Cada sensor tiene un nummero de series único de 64 bits grabado en él lo cual permite un gran número de sensores que se utilizarán and un bus the datos.

Temperaturen är obetien och formaterar de nya bitarna. El bit más significativo (MSB) motsvarar alla signo y el bit menos significativo tiene un peso de 0.5 ° C, el subsiguiente and sentido creciente 1 ° C, el bit 2 estará asociado a 2 ° C, hasta el bit 7 cuyo peso será de 64 ° C. Para la comparación con los valores de máxima y minima se toman sólo los 8 bits más significantativos (incluyendo al signo), descartando el 0.5 ° C.

El DS1820, tiene, además del número de series y de la interfaz de un conductor, un circuito medidor de temperatura y dos registros que pueden emplearse como alarmas de máxima y de minima temperatura.

Internamente cuenta con un microprocesador, un par de osciladores de frecuencia proporcional a la temperatura (uno de ellos de frecuencia proporcional a la alta temperatura actúa como habilitación (gate) del conteo del oscilador de frecuencia proporcional a la baja temperatura) y uno Ackumulator) encargado de compensar las alinealidades de la variación de frecuencia de los osciladores con la temperatura.

A los comandos tradicionales de los botones como: lectura de ROM, búsqueda de ROM, coincidencia de ROM, salteo de ROM, se oeriengan nuevos comandos por el bus de un conductor, como convertir temperatura, leer, copiar of escribir la memoria temporaria (scratchpad) y busscar alarmas (estas alarmas son comparadas con el valor de temperatura medido inmediatamente de terminada la medición, es decir que el flag de alarma será actualizado después de cada medición).

CONEXIÓN DEL DS18B20

El DS18B20 envia al bus I2C la información de la temperatura exterior and grados C con precisión 9-12 bits, -55C a 125C (+/- 0.5C).a.

Para aprovechar las ventajas de la detección automática de Cayenne de sensores 1-wire, conectaremos este al puerto 4 GPIO (PIN 7) dado que el DS1820 transmite vía protocolo serie 1-Wire

Asimismo es importante conectar una resistencia de 4k7 de pull-up en la línea de datos (es decir entre los pines 2 y 3 del DS18B20).

La alimentación del sensor la tomaremos desde cualquiera de las dos conexiones de +5V de nuestra Hallon (tallar 2 o 4) y la conexión de masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry

¡Listo! Encienda su Raspeberry Pi och Cayenne automáticamente detectar el sensor DS18B20 och añadirá este a su panel de control

ANMÄRKNING: Det är viktigt att vi har 1-Wire som identifierar mediante un número (ID) usa, razón por la que podríamos conectar varios en cascada, viajando la señal de todos ellos por la misma línea the data necesitando una única resistencia de pull up para todo el montaje conectándose todos ellos en paralelo (respetando los pines obviamente). El -programvaran innehåller en "interrogar" för sensor/dispositivo adecuado.

Steg 5: Installera De Sensor De Co2

Para complementar nuestro detector se ha añadido un detector de gases basado en el circuito MQ4.

Du kan se en cirkulär sensor, eller du kan också söka efter en sensor eller en modul som kan leda till att du kan använda en lösning som kan rekommenderas.

Estos módulos permiten Dual-modo de señal de salida, es decir cuentan con dos salidas diferenciadas:

• Salida analógica
• Salida con sensibilidad de nivel TTL (la salida es a nivel alto si se detecta GLP, el gas, el alcohol, el hidrógeno y mas)

Estos módulos son de rápida a respuesta y recuperación, cuentan con una buena estabilidad y larga vida siendo ideales para la detección de fugas de gas en casa o fabrica.

Estos detektorer son muy versátiles, pudiendo usarse para múltiples böter, detectando con facilidad lo siguientes gases:

• Gasbrännbar som GLP
• Butano
• Metano
• Alkohol
• Propano
• Hidrogeno
• Humo
• etc.

Algunas de las características del módulo:

• Funktion: 5V DC
• Rango de Detección: 300 a 10000 ppm
• Salida TTL señal valida es baja
• Mått: 32X22X27mm

CONEXIONES

Para conectar el modulo a nuestra Raspberry Pi, optaremos por usar el puerto GPIO18 (pin12) que conectaremos a la salida digital 2 del sensor (marcado como OUT).

La alimentación del sensor la tomaremos desde cualquiera de las dos conexiones de +5V de nuestra Hallon (tallar 2 o 4) conectándo al pin 4 del sensor (marcado como +5v) y la conexión de masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry conectando este al pin1 del detector (marcado como GND)

Respecto a Cayenne deberemos konfigurarlo como una entrada genérica como vamos a ver mas adelante.

PRUEBA DEL SENSOR

Para hacer una prueba rápida de que nuestro sensor es funcional: simplemente apuntar a unos cm del sensor con un bote de desodorante (no importa la marca), justo con un sólo disparo hacia el cuerpo del sensor. En ese momento debería encenderse el pequeño led que integra el sensor durante unos minutos para luego apagarse marcando de esta forma que realmente ha detectado el gas.

Ademas simultáneamente si podemos medir con un polímetro, veremos que el pin Out pasa a nivel alto, es decir pasa de 0V a unos 5V, volviendo a cero en cuanto se haya diluido el gas

Steg 6: Zumbador Y Montaje Final

Ya tenemos los dos sensores, así que aunque podemos intereactuar ante variaciones de las lecturas de los sensores enviando correos o enviando SMS's (como vamos a ver en el siguiente paso), es muy interesante añadir también un aviso auditivo que podemos activar cuando

Para los avisos acústicos, lo mas sencillo es usar un simple zumbador de 5V que podemos conectar directamente a nuestra Raspberry Pi sin ningún circuito auxiliar.

La conexión del positivo del zumbador normalmente de color rojo, lo haremos al GPIO 17 (pin 11) de nuestra Raspberry y la conexión de masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry conectando este al pin de masa del buzzer (de color negro)

Respecto a Cayenne deberemos configurarlo como un actuador genérico como vamos a ver mas adelante en el siguiente paso.

En cuanto a las conexiones dado las poquísimas conexiones de los dos sensores y el zumbador, lo mas sencillo, a mi juicio, es usar un cable de cinta de 20+20, que por ejemplo puede obtener de un viejo cable IDE de los usados para conectar antiguos discos duros cortándolo en la longitud que interese y conectando los kablar a los sensores y al zumbador (observera que es muy importante respetar el orden de los pines del cable siendo el rojo el pin 1 y cuenta correlativamente).

El siguiente resumen indica todas las conexiones realizadas:

CABLE DE CINTA UTILIZACIÓN

• pin9 (Gnd) pin1 DS1820, pin1 MQ4,
• stift 7 (GPIO4) stift 2 DS1820, motstånd 4k7
• pin1 (+5V) pin 3 DS1820, resistenscia 4k7, pin4 MQ4, kabelrojo summer
• stift 12 (GPIO18) stift 2 MQ4
• pin11 (GPIO17) kabelnegro summer

Steg 7: Konfiguration av Cayenne

Montado el circuito y nuestra Rasberry corriendo con Rasbian y el agente Cayenne, únicamente nos queda configurar el sensor de gas y el buzzzer así como las condiciones o eventos que harán que disparen los avisos

Del sensor DS1820 no hablamos precisamente porque al estar conectado al bus one wire, el agente Cayenne lo detectara automáticamente presentándolo directamente sobre el escritorio sin necesidad de ningún acción más.

KONFIGURATIONSGIVARE

Dado que no existe un sensor de estas características en la consola de Cayenne, lo mas sencillo es configarlo como entrada genérico del tipo Digital Input and subipo SigitalSensor.

Si ha seguido el circuito propuesto, los valores propuestos que debería configurar son los siguientes

• Widgetnamn: Digital ingång
• Widget: Graf
• Antal decimaler: 0

En el apartado "Device Settings" pondremos:

• Välj GPIO: Integrerad GPIO
• Välj kanal: kanal 18
• Invertera logik: kontrollera activado

Obviamente añadiremos estos valores y pulsaremos sobre el boton "save" para hacer efectiva esta configuración

CONFIGURACION ZUMBADORDado que no existe un zumbador como tal en la consola de cayenne, lo mas sencillo es configurarlo como salida genérico del tipo RelaySwitch. Si ha seguido el circuito propuesto, los valores propuestos que debería configurar son los siguientes

• Widgetnamn: summer
• Välj widget: knapp
• Välj ikon: Ljus
• Antal decimaler: 0

En el apartado "Device Settings" pondremos:

• Välj GPIO: Integrerad GPIO
• Välj kanal: kanal 17
• Invertera logik: kontrollera avaktivering

Obviamente añadiremos estos valores y pulsaremos sobre el boton "save" para hacer efectiva esta configuración

TRIGGERSSi ha seguido todos los pasos anteriores tendremos en la consola de Cayenne nuestra placa Rasberry Pi con la information and tiempo real de la temperatura o detección de gas e incluso un botón que nos permitte activar or desactivar a frivillig el zumbador.

Ademas por si fuera poco gracias a la aplicación móvil, también podemos ver en esta en tiempo real lo que están captando los sensores que hemos instalado y por supuesto activar o desactivar si lo deseamos el zumbador..

Pero aunque el resultado es espectacular todavía nos queda una característica para que el dispositivo sea inteligente: el pode interaccionar ante los eventos de una forma lógica, lo cual lo haremos a través de lo triggers, los cuales nos permitirán desencadenar acciones ante cambios medidas por los sensores.

A la hora de definir triggers en Cayenne podemos hacerlo tanto desencadenado acciones como pueden ser enviar corres de notificaciones o envio de SMS's a los destinatarios acordados o bien actuar sobre las salidas.

Para definir un disparador en myTriggers, pulsaremos "New Trigger" and no presentare dos partes:

• OM; aqui arrastraemos el desecadenante, lo cual necesariamene siempre sera la lectura de un sensor (en uestro caso el termometro o el detector de gas)
• DÅ: aqui definiremos lo que queremos que se ejecute cuando se cumpla la condición del IF. Como comentábamos se pueden actuar por dos vías: se puede activar /desactivar nuestra actuador (el buzzer) o también enviar correos o SMS's

Hur kan vi definiera de följande triggers:

• OM DS1820 <42º THEN RELE (kanal17) = AV
• IF Channel18 = ON THEN RELE (channel17) = ON
• IF Channel18 = PÅ DÅ Skicka e-post till …
• IF DS2820> 90º DÅ Skicka e-post till..
• etc

Es obvio que las posibilidades son infinitas (y las mejoras de este proyecto también), pero desde luego un circuito así es indudable la gran utilidad que puede tener.¿Se anima a replicarlo?