Alarma Inteligente De Humos: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Gracias al sw de Cayenne es posible construir equipos muy avanzados sin necesidad de programar nada con un aspecto gratamente muy profesional. Ademas, si sospesamos la gran potencia de Calculo de la Raspberrry Pi, junto sus grandes posibilidades de expansión y conectividad, obtenemos una gran combination de hardware y software, las cual sin duda nos a a licenseir 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 en los sistemas de detección contra incendios

En este proyecto vamos a intentar abordar el grove problem de los incendios desde una perspectiva completamente diferente usando para ello una Raspberry pi 2, специален хардуерен софтуер и софтуер от Cayenne

Традиционно los detectores de incendios difieren en 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 en silona аларма.

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 definedada temperature fija en el ambiente.
• Detectores termovelocimétricos: disparan un señal o alarma cuando detectan un incremento rápido de la temperature ambiente, por lo este tipo de sensores son más adecuados cuando la temperature ambiente es baja o varía lentamente en condiciones normales.
• Detectores de llama: 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 lama, esto hace que no se obzirren 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 enorme facilidad co ver aparte de poder transmitir las información en múltiples formatos y formas hasta nunca vistas.

КОМПОНЕНТИ NECESARIOS

Para montar la solución propuesta necesitamos los siguientes elementos:

• Zumbador de 5V
• DS18B20
• Resistencia de 4k7 1/4 w
• Сензор за Co2 база и MQ4
• Raspberry Pi 2 o superior
• Fuente 5V /1A за Rasberry Pi

Отрос

• Червен кабел
• Caja de plástico за състезател el конюнто
• Cable de cinta (se puede reusar un cable de cinta procedente de un interfaz ide de disco)

Стъпка 1: Инсталиране на Raspbian

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

Raspbian trae pre-instalado софтуер за различни програми за обучение, програмиране и общо използване, съдържащи адекватни Python, Scratch, Sonic Pi и Java

Para instalar Raspbian se puede instalar con NOOBS o descargando la imagen del SO desde la url oficial

Vemos que hay dos versiones:

• RASPBIAN JESSIE: Imagen de escritorio completeto basado в Debian Jessie de mayo de 2016, публикувана на 2016-05-27 и версия на ядрото: 4.4
• RASPBIAN JESSIE LITE: versión mínima de la imagen basada en Debian Jessie de mayo de 2016, publicada el 2016-05-27 y version de kernel: 4.4

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

Una vez descargada la imagen korespondiente en su ordenador siga los siguientes pasos:

1. Използването на la ranura за таргетирани SD устройства е свързано със софтуер за PC (нормално инсталиране и инсталиране на SD адаптер за микро-USB) или за използване на адаптер за USB 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 columnna izquierda del Explorador de Windows.
2. Изтеглете използвания Win32DiskImager от страницата на proyecto в SourceForge като архивен цип.
3. Extraer el ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utilidad Win32DiskImager (puede que tenga que ejecutar esto como administratorrador, para lo cual tendrá que hacer clic derecho en el archivo y seleccione Ejecutar como administratorrad).
4. Изберете архива на изображението, което има допълнителна предна информация от 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. Haga clic en Escribir y espere a que la escritura се завършва.
7. Salga del administrarador de archivos y exulse la tarjeta SD.

8. ! Терминал за инсталация на SO SO и Raspberry Pi!

Стъпка 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 и el адаптация за 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 al router y 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 valid validnos en la aplicación móvil. Para ello, vaya a la siguiente url https://www.cayenne-mydevices.com/ e predstavzca lo siguintes datos:

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

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

Стъпка 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 instalar la aplicación móvil, que esta disponible tanto за IOS за Android.

En caso de Android este es el enlace за изтегляне в Google Play.

Es muy interesante destacar que desde la aplicación para el smartphone се пуе автоматична локализация и инсталационен софтуер myDevices Cayenne en su Raspberry Pi, para lo cual ambos (smarphone y Raspberry Pi) han de estar conectados a la misma red, por ejemplo la Raspberry Pi ал рутер, свързващ кабелен етернет, и самартфон а ла wifi de su hogar (няма функция за свързване на 3G или 4G).

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

Hay otra opción de instalar myDevices Cayenne en su Raspberry Pi, usando el Terminal en su Pi o bien por SSH.

Tan sólo hay que ejecutar los dos siguientes comandos:

• wget
• sudo bash rpi_f0p65dl4fs.sh -v

ЗАБЕЛЕЖКА: 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.

Стъпка 4: Инсталиране на температурата на сензора

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

С праймер, който се използва, можете да използвате оптичен сензор DS18B20, създаден от Dallas Semiconductor. Se trata de un termómetro digital, con una precisión que varía según el modelo pero que en todo caso es un componentsnte muy usado en muchos proyectos de registerro de datos y control de temperature.

Съществувайте tres modelos, el DS1820, el DS18S20 и DS18B20, но основните принципи на диференциалите се наблюдават по точен начин на лектура, en la температура, y el tiempo de conversión que se le debe dar al sensor para que realice esta acción.

Cada сензорът се свързва с нумерация от серия único с 64 бита, грабваща и él lo cual permite un gran número de sensores, която може да се използва в автобус с данни.

La температурата се получава като un formato de módulo y signo de nueve bits. El bit más signifivo (MSB) съответства на al signo y el bit menos significitivo tiene un peso de 0.5 ° C, el subsiguiente en 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 mínima se toman sólo los 8 bits más significitivos (incluyendo al signo), descartando el 0.5 ° C.

El DS1820, tiene, además del número de serie y de la interfaz de un conductor, un circuitito medidor de temperature y dos registros que pueden emplearse como alarms de máxima y de minima temperature.

Internamente cuenta con un microprocesador, un par de osciladores de frecuencia proporcional a la temperature (uno de ellos de frecuencia proporcional a la alta temperature actúa como habilitación (gate) del conteo del oscilador de frecuencia proporcional a la baja temperature) y un circuito (наклон Акумулатор) encargado de кампенсатор las alinealidades de la variación de frecuencia de los osciladores con la температура.

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

CONEXIÓN DEL DS18B20

El DS18B20, обхващащ автобус I2C, информация за температурата на външната страна и градове C с прецизност 9-12 бита, -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 series 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 Raspberry (борове 2 o 4) y la conexión de masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry

Листо! Encienda са Raspeberry Pi y Cayenne автоматичен детектор за сензор DS18B20 и anadirá este a su panel de control

ЗАБЕЛЕЖКА: Es importante reseñar que los dispositivos 1-Wire се идентифицира като медиана на número (ID) único, razón por la que podríamos conectar varios en cascada, viajando la señal de todos ellos por la misma línea de datos necesitando una única resistencia para todo el montaje conectándose todos ellos en paralelo (respetando los pines obviamente). Софтуерът е включен в „разпитващ“сензор/разположение на адекватно устройство.

Стъпка 5: Инсталиране на сензор De Co2

Допълнителният nuestro детектор се използва за откриване на детектор за газове на базата на веригата MQ4.

Se puede montar un circuito con el sensor, o bien se puede adquirir con el sensor y el modulo de disparo con un led ya soldado, lo cual por su bajo coste es la opción más recomendada.

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

• Салида аналогова
• Salida con sensibilidad de nivel TTL (la salida es a nivel alto si se detecta GLP, ел газ, ел алкохол, 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 detectores son muy versátiles, pudiendo usarse para múltiples глоби, detectando con facilidad lo siguientes газове:

• Газови горими como el GLP
• Бутано
• Метано
• Алкохол
• Пропано
• Хидрогено
• Хумо
• и т.н.

Algunas de las características del módulo:

• Функционално напрежение: 5V DC
• Rango de Detección: 300 до 10000 ppm
• Salida TTL señal valida es baja
• Таманьо: 32X22X27 мм

КОНЕКСИОНИ

За свързване на модул с Nuestra Raspberry Pi, опция за използване на пуерто GPIO18 (pin12), което е свързано с цифров 2 дел сензор (marcado como OUT).

La alimentación del sensor la tomaremos desde cualquiera de las dos conexiones de +5V de nuestra Raspberry (pines 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 Малина conectando este al pin1 del детектор (marcado como GND)

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

СЕНЗОР PRUEBA DEL

Para hacer una prueba rápida de que nuestro sensor es funkcional: 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

Стъпка 6: Финал на Zumbador Y Montaje

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

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 дискотеки duros cortándolo en la longitud que interese y conectando los кабели a los sensores y al zumbador (спазвайте 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,
• щифт 7 (GPIO4) пин 2 DS1820, резистенция 4k7
• pin1 (+5V) pin 3 DS1820, resistencia 4k7, pin4 MQ4, зумер за кабел rojo
• щифт 12 (GPIO18) пин2 MQ4
• pin11 (GPIO17) кабел негро зумер

Стъпка 7: Конфигуриране на Cayenne

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

Дел сензорът DS1820 няма хабламос предварително конфигуриране на паркинг или свързване на шина с един проводник, агент Cayenne lo detectara automáticamente presentándolo directamente sobre el escritorio sin necesidad de ningún acción más.

КОНФИГУРАЦИОНЕН СЕНЗОРЕН ГАЗ

Dado que no existen un sensor de estas características en la consola de Cayenne, lo mas sencillo es configurarlo como entrada genérico del tipo Digital Input y subtipo SigitalSensor.

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

• Име на джаджа: Цифров вход
• Приспособление: Графика
• Десетични числа: 0

С помощта на приложението „Настройки на устройството“можете да намерите:

• Изберете GPIO: Интегриран GPIO
• Изберете канал: канал 18
• Обърнете логиката: проверете 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

• Име на джаджа: Звуков сигнал
• Изберете Widget: Бутон
• Изберете Икона: Светлина
• Десетични числа: 0

С помощта на приложението „Настройки на устройството“можете да намерите:

• Изберете GPIO: Интегриран GPIO
• Изберете канал: канал 17
• Инвертирайте логиката: проверете деактивирането

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 información en tiempo real de la temperature o detección de gas e incluso un botón que nos permite activar o desactivar a voluntad 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 allowirán desencadenar acciones lasio 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" y nos presentara dos partes:

• IF; aqui arrastraemos el desecadenante, lo cual necesariamene siempre sera la lectura de un sensor (en uestro caso el termometro o el detector de gas)
• ТОГАВА: 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

Como ejemplo se pueden definir lo siguientes задейства:

• IF DS1820 <42º THEN RELE (channel17) = OFF
• АКО канал18 = ON THEN RELE (канал17) = ON
• IF Channel18 = ON THEN Изпратете имейл до…
• IF DS2820> 90º THEN Изпратете имейл до..
• и т.н.

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?