Archivo de la etiqueta: DHT11

Ejemplos Arduino con Estructuras de Control

Alarma Umbral

Partiendo del sketch https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ifStatementConditional modificarlo para que en lugar de encender un led cuando supere el valor de umbral, simular un envío de un mensaje de alarma mediante Serial.println() cada vez que haya una alarma y se supere el umbral (solo cuando lo sobrepase la primera vez, no de forma continua) y otro mensaje de recuperación cada vez el valor este por debajo del umbral (solo cuando baje la primera vez, no de forma continua).

Esquema de conexión:

Ejecutar el sketch https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ifStatementConditional y comprobar su funcionamiento.

El siguiente paso es añadir un texto de alarma y recuperación cuando se supere y cuando esté por debajo. Una vez comprobado que manda continuamente el texto, pensar cómo modificar el sketch para que lo mande solo cuando se supera la primera vez o cuando vuelve al estado normal la primera vez. Esto también sirve para para usar el digitalWrite una vez en lugar de hacerlo continuamente.

Diagrama de flujo:

Solución: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-Curso_Arduino_2017/tree/master/Ejercicio07-Detectar_Alarma

Solución Visualino:

Ver en el serial plotter la representación gráfica de lo que está ocurriendo.

  • rojo: umbral
  • verde: estado alarma
  • azul: lectura del potenciómetro

Si comentamos la zona de “print values” veremos que solo se imprime por pantalla “alarma” y “alarma recuperada” cuando se pasa por el umbral, pero no continuamente.

Histéresis

Comprobar el efecto del programa cuando estamos justo en el umbral donde tendremos continuas alarmas y recuperaciones. Para solucionar esto añadir histéresis.

Diagrama de flujo:

Solución: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-Curso_Arduino_2017/tree/master/Ejercicio08-Detectar_Alarma_Histeresis

Solución Visualino:

Cambio de comportamiento con un umbral medio de 400 y una histéresis de 50. Ver como cambia el umbral al pasar de estado de alarma a recuperado y viceversa.

Histéresis con Sondas de Temperatura

Hacer este mismo ejemplo con la sonda de temperatura TMP36 https://www.arduino.cc/documents/datasheets/TEMP-TMP35_36_37.pdf con y sin histéresis.

Esquema de conexión:

Hacer este mismo ejemplo con la sonda de temperatura y humedad DHT11

Solución:

Ejemplo de uso con TMP36 con alarma usando un buzzer: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-Curso_Programacion_Arduino/blob/master/Ejercicio06-Alarma/Ejercicio06-Alarma.ino

Más prácticas de estructuras de control en el punto 2.9 del curso de programación: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2017/07/05/practica-estructuras-de-control/

Ejemplo con While

Ejemplo con while de calibración de un sensor de iluminación: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/WhileStatementConditional

Más ejemplos en: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

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Sensores y Actuadores

Los sensores son el primer eslabón de la cadena de IoT

Si se le ocurre una propiedad física, probablemente pueda comprar un sensor para medirla.

En su forma más abstracta, un sensor no es más que una caja negra que transduce un estado físico que queremos monitorear en una propiedad eléctrica que podemos medir. Puede ser tan simple como un conjunto de contactos que cambian entre abierto y cortocircuito cuando pulsamos un botón o abrimos una ventana. Puede ser un potenciómetro que cambia la resistencia cuando un humano gira un dial o un robot extiende un brazo.

También puede ser tan complicado como un circuito integrado que detecta la aceleración y el magnetismo a lo largo de tres ejes para determinar la orientación, la aceleración y el rumbo de la brújula hacia su dispositivo IoT.

La mayoría de los sensores se conectan a los nodos de IoT a través de una interfaz digital, serie o analógica. Las interfaces en serie se utilizan normalmente para sensores complejos como los acelerómetros que tienen un interfaz I2C.

Sensores Arduino: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2018/04/14/sensores-arduino-3/

Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre elemento externo. Este recibe la orden de un regulador, controlador o en nuestro caso un Arduino y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.

Existen varios tipos de actuadores como son:

  • Electrónicos
  • Hidráulicos
  • Neumáticos
  • Eléctricos
  • Motores
  • Bombas

Actuadores y periféricos Arduino: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2015/03/31/actuadores-y-perifericos-de-salida/

Sensores no son solo los sensores que conectamos a un microcontrolador como Arduino, podemos tener una red de sensores externos que podemos integrar en nuestra red como:

  • Autómatas de los que recojo datos mediante modbus TCP con http://openopc.sourceforge.net/ e integro en las bases de datos o red MQTT.
  • Cámaras vigilando eventos con https://opencv.org/ y que integro con mis datos e interacciona.
  • Dispositivos con interfaces SNMP y adquiere los datos cada minuto guardando en la BBDD combinándolos con los datos recogidos por Arduino.
  • Datos públicos como los de aemet y que uso para activar elementos gestionados por la red MQTT.

Aplicando estos sencillos pasos, somos capaces de conectar el nivel más bajo de la pirámide del Internet de las Cosas (la sensorización) con las capas intermedias que se encargan de procesar y consumir dicha información, tanto de forma discrecional como empleando técnicas más complejas de análisis de datos.

Todo ello, sin comprometer la estabilidad y escalabilidad del sistema global, pudiendo añadir tantos sensores como necesitemos de una forma sencilla y sin preocuparnos de configuraciones extra. A partir de este momento, somos capaces de construir soluciones de mayor complejidad en el mundo de Internet de las Cosas.

Más información:

HW fabricado para IoT https://learn.controleverything.com/

Más información: https://www.artik.io/blog/2015/10/iot-101-sensors/

Ejemplo Sensor DHT11

Conectar una sonda DHT11 a Arduino UNO con Ethernet Shield y publicar datos en el topic “Temperatura” cada 5 segundos con la temperatura detectada. Ver esos datos desde el cliente MQTT.fx

Conexión:

Usar la librería DHT de adafruit https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library, recordad que tiene una dependencia de la librería Adafruit Unified Sensor: https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-IoT-Open-Source/blob/master/mqtt_temperatura_DHT/mqtt_temperatura_DHT.ino

Si queremos que otro Arduino reciba datos por MQTT al suscribirse al topic “temperatura” usamos la función de callback que imprime el mensaje recibido:

 
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
 Serial.print("Message arrived [");
 Serial.print(topic);
 Serial.print("] ");
 int i=0;
 for (i=0;i<length;i++) {
   Serial.print((char)payload[i]);
 }
 Serial.println();
}

Si quisiéramos guardar el mensaje recibido en una variable entonces la función de callback es:

 
String data;

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
 char dataArray[length];
 for (int i=0;i<length;i++) {
   dataArray[i] = (char)payload[i];
 }
 data = str(dataArray)
}

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-IoT-Open-Source/blob/master/mqtt_temperatura_suscriptor/mqtt_temperatura_suscriptor.ino

Más información: https://ricveal.com/blog/arduino-mqtt/

Material Curso IoT

Para hacer las prácticas y simular un ecosistema de IoT disponemos de hardware barato y muy accesible para cualquiera para poder utilizar en una prueba de concepto.

El material es en préstamo y se firmará una hoja de entrega de material.

20x Arduino Starter Kit (https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoStarterKit) que contiene un Arduino Uno, una serie de sensores y actuadores y diversos elementos electrónicos necesarios para realizar las prácticas y proyectos. Componentes:

10x Kit XBee( http://www.digikey.es/product-detail/en/digi-international/XKB2-AT-WWG/602-1550-ND/5271212) para desarrollo de aplicaciones con XBee. Datasheet: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Digi%20International%20PDFs/XBee_Arduino_Compatible_Coding_Platform.pdf. Compuesto por:

  • Arduino Leonardo-compatible
  • XBee shield XBee 802.15.4 modules
  • XBee breadboard adapters
  • XBee USB adapter
  • One 2-axis joysticks
  • Six pushbuttons
  • Solderless breadboards
  • Breadboard power supplies
  • 18 LEDs
  • 10kΩ potentiometers
  • Package of 330Ω resistors
  • 9 V batteries and battery clips
  • Micro USB cable
  • Mini USB cable
  • Bundle – jumper wires

20x Kits Raspberry Pi compuestos por:

Kit Wemos D1 mini

Módulos de comunicación:

Otros módulos:

Sonda Temperatura DHT11 Arduino

Sensor de humedad y temperatura DHT11. Es lo suficientemente exacta para la mayoría de los proyectos que necesitan hacer un seguimiento de las lecturas de humedad y temperatura.

El sensor incluye un sensor de humedad capacitivo y un sensor de temperatura NTC, conectado con un microcontrolador de 8 bits de alto rendimiento.

Aplicaciones: HVAC, deshumidificador, ensayos e inspección de equipos, bienes de consumo, control automático, automóvil, registradores de datos, estaciones meteorológicas, electrodomésticos, regulador de humedad, humedad médicos y otros medición y control.

Parámetros del producto:

  • Humedad relativa:
    • Resolución: 16 bits
    • Repetibilidad: ±1% H.R.
    • Precisión: 25 ° C ± 5% hr
    • Histéresis: < ± 0.3% RH
    • Estabilidad a largo plazo: < ± 0.5% hr / año
  • Temperatura:
    • Resolución: 16 bits
    • Repetibilidad: ±0. 2 ° C
    • Precisión: 25 ° C ± 2° c
  • Características eléctricas
    • Fuente de alimentación: DC 3.5 ~5.5V
    • Corriente: medición 0.3mA
    • Espera 60μA
    • Periodo de muestreo: más de 2 segundos
  • Descripción pines:
    • VDD alimentación 3,5~5.5V DC
    • serie de datos, un solo bus
    • NC, pin vacío
    • GND tierra, la energía negativa

Datasheet y protocolo sonda DHT11: https://akizukidenshi.com/download/ds/aosong/DHT11.pdf

Conexión Arduino:

Otra vez vamos a usar una biblioteca diseñada específicamente para estos sensores que harán que nuestro código corto y fácil de escribir. Librería: https://github.com/olewolf/DHT_nonblocking

Esta librería no está en el gestor de librerías, así que habrá de descargarla e instalar manualmente

Ejecutar el sketch y ver datos: https://github.com/jecrespo/Arduino-Kit-China-Guide/blob/master/10-DHT11/DHT_nonblocking/DHT_nonblocking.ino

Otra biblioteca para esta sonda disponible en el gestor de librerías en SimpleDHT: https://github.com/winlinvip/SimpleDHT

Ejecutar el ejemplo DHT11Default de la librería SimpleDHT y ver los datos por el monitor serie.