Alarma Inteligente De Humos: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Gracias al sw de Cayenne es poshib konstruktor felszerelés muy avanzados sin necesidad de programar nada con un aspektus gratamente muy professional. 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 allowir 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 kontamináció de todos tipo al medio ambiente producida por la burnustión de todo tipo de materiales algunos altamente tóxicos

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

En este proyecto vamos a aimar abordar el grave problem de los incendios desde una perspectiva completamente diferente usando para ello una Raspberry pi 2, un hardver especifico y el software de Cayenne

Tradicionalmente 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 illuminarse por reflexión de luz en las partículas o un diso riasztó.

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 polgármester 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 alarmma cuando detectan and növekvő rápido de la temperatura ambiente, por lo este tipo de sensores son más adecuados cuando la temperatura ambiente es baja o varía lentamente en condiciones normales.
• Láma detektorok: se basan en la detekció de la radiación ultravioleta o infrarroja presente en la combustión en los incendios. Se usan en zone exteriores de almacenamiento, o para zone desde se puede propagar con gran rapidez un incendio con llamas (por la respuesta mas rápida). Dada su incapacidad para detektort incendios sin llama, esto hace que no se seereneren estos detores 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 allowiendo de esta manera poder modificar los parámetros de disparo con un enorme facilitidad como vamos a ver aparte de poder broadcastir las información en múltiples formatos y formas hasta nunca vistas.

ALKATRÉSZEK NECESARIOS

Para montar la solución propuesta necesitamos los siguientes elementos:

• Zumbador de 5V
• DS18B20
• Resistencia de 4k7 1/4 w
• Co2 érzékelő és MQ4
• Raspberry Pi 2 o superior
• Fuente 5V /1A a Rasberry Pi -hez

Otros

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

1. lépés: A Raspbian telepítése

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 hardic adicional, deberemos, si aun no lo ha creado todavía, generar una imagen de Raspbian arányos és univerzális operációs rendszer a Raspberry Pi.

Raspbian trae pre-instalado software muy diverso para la educación, programción y uso general, contando además with Python, Scratch, Sonic Pi y Java

Ingyenes Ingyenes Raspbian se puede instalar NOOBS vagy descargando la imagen del SO desde la url oficial

Vemos que hay dos változatok:

• RASPBIAN JESSIE: Imagine de escritorio complete basado en Debian Jessie de mayo de 2016, publikation el 2016-05-27 y version of kernel: 4.4
• RASPBIAN JESSIE LITE: versió mínima de la imagen basada en Debian Jessie de mayo de 2016, public 2016-05-27 y version of 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 imagenrespondiente en su ordenador siga los siguientes pasos:

1. Használja az SD-t, és használja a PC-t (normál módon, telepítve és adaptálva az SD-hez és a micro-usb-hez) vagy használja az SD-t. SD -beillesztés és lekérés a tarjetas SD -hez az ordenador komprobando 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. Töltse le a Win32DiskImager designt a progacto oldaláról és a SourceForge -ról az archív zip segítségével.
3. A Win32DiskImager (puede que tenga que ejecutar esto como adminrador, para lo cual tendrá que hacer click derecho en el archivo y select Ejecutar como adminrador) segítségével tovább bővíthető.
4. Válassza ki az archívumot a képen, amely további Raspbian anteriormente.
5. Válassza ki a sok -sok cuidado letra de la unidad de la tarjeta SD -t (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 click en Escribir y espere a que la escritura se complete.
7. Salga del adminrador de archivos y expulse la tarjeta SD.

8. ! A végső telepítés a SO és a Raspberry Pi!

2. lépés: 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 adaptator 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 al router y finalmente conectar la alimentación de 5V DC para comprobar que la Raspberry Pi arranca con la nueva imagen

Para comenzar la konfiguración 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 para validarnos en la aplicación móvil. Para ello, vaya a la siguiente url https://www.cayenne-mydevices.com/ e Introduzca lo siguintes datos:

• Nombre,
• Dirección de correcto elctronica
• Una clave de acceso que utilizara para validrse.

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

3. lépés: Instalacion Agente

Una vez registrado, solamente tenemos que elegir la plataforma para avanzar en el asistente. Előnyös választék és a legkedvezőbb 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 and nuestra Raspberry Pi que instalamos en pasos anteriores.

Konklúzió az asistente, olvassa el és telepítse az alkalmazást, és válassza ki az IOS Como Android készülékét.

Az Android legjobb verziója a Google Play letöltéséhez.

Es muy interesante destacar que desde la applica para el smartphone az útválasztó egy Ethernet -kábellel és egy szamfonnal a wifi -hez (nincs funkció, és ez a 3G vagy 4G csatlakozáshoz kapcsolódik).

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

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

Tan sólo hay que ejecutar los dos siguientes comandos:

• wget
• sudo bash rpi_f0p65dl4fs.sh -v

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

4. lépés: A Del Sensor Temperatura telepítése

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

Ez az elsődleges opció a DS18B20 szenzor használatához a Dallas Semiconductorban. Digitális trata de un termómetro, precíz que varía según el modelo pero que en todo caso es un komponente muy usado en muchos proyectos de registerro de datos y control de Temperature.

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

Cada sensor tiene un número de serie único de 64 bit grabado en él lo cual permite un gran número de sensores que se utilizarán en un bus de datos.

La temperatura se obtiene en un formato de módulo y signo de nueve bit. El bit más Signativivo (MSB) megfelel al signo y el bit menos signativo 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 Signativos (incluyendo al signo), descartando el 0.5 ° C.

El DS1820, tiene, además del número de serie y de la interfaz de un dirigent, un circuitito medidor de temperatura y dos registros que pueden emplearse como alarmas de máxima y de mínima temperatura.

Internamente cuenta con un mikroprocesszor, 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 un circuit (Slope Accumulator) encargado de Comparar 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, ROM véletlen, salteo de ROM, se agregan nuevos comandos por el bus de un dirigent, como convertir temperatura, leer, copiar o escribir la memoria temporaria (scratchpad) y buscar alarmmas (estas alarmas son comparadas con el valor de temperatura medido inmediatamente de terminada la medición, es decir que el flag de alarma será aktualizado después de cada medición).

CONEXIÓN DEL DS18B20

El DS18B20 envia al bus I2C la informationción de la temperatura external en grados C with 9-12 bit, -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 (pines 2 o 4) y la conexión de masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry

Listo! Encienda su Raspeberry Pi y Cayenne automata érzékelő DS18B20 érzékelővel és vezérlőpanellel

MEGJEGYZÉS: Es importante reseñar que los dispositivos 1-Wire se identific mediante un 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 de pull up para todo el montaje conectándose todos ellos en paralelo (respetando los pines obviamente). Ez a szoftver tartalmazza az "interrogar" érzékelőket és a rendelkezésre álló eszközöket.

5. lépés: A Co Co2 telepítése

Egy kiegészítő kiegészítő érzékelővel, amely egy gáz és érzékelő gázokat tartalmaz az MQ4 áramkörben.

Lásd a szerelvényt és az áramkör érzékelőjét, vagy a hiányzó adquirir con el szenzort és a modult de disparo con un led ya soldado, lo cual por su bajo coste es la opción más ajánlás.

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 detores son muy versátiles, pudiendo usarse para mulasztási bírságok, detectando con facilitidad lo siguientes gases:

• Gáz éghető como el GLP
• Butano
• Metano
• Alkohol
• Propano
• Hidrogeno
• Humo
• stb.

Algunas de las características del módulo:

• Feszültség: 5V DC
• Rango de Detección: 300 és 10000 ppm
• Salida TTL señal valid es baja
• Méret: 32X22X27mm

KONDEKONIÓK

Ez a Raspberry Pi, a GPIO18 (pin12) optaremos vagy a GPIO18 (pin12) opciója a digitális 2 -es érzékelő (marcado como OUT) segítségével.

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 Málna conectando este al pin1 del detektor (marcado como GND)

Respecto a Cayenne deberemos configurarlo 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 minuteos 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

6. lépés: Zumbador Y Montaje döntő

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 aktivar 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 circuitito 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))

Tekintse meg a Cayenne -i deberemosz konfigurációját, és készítse el a genomico 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 diszkók duros cortándolo en la longitud que interese y conectando los kábelei a los sensores y al Zumbador (figyelje meg, hogy milyen fontosak az időpontok, vagy orden de los pines del kábel siendo el rojo el pin 1 y cuenta korrelativamente).

El siguiente resumen indica todas las conexiones realizadas:

CABLE DE CINTA UTILIZACIÓN

• pin9 (Gnd) pin1 DS1820, pin1 MQ4,
• 7. tű (GPIO4) 2. tű DS1820, ellenállás 4k7
• pin1 (+5V) pin 3 DS1820, resistencia 4k7, pin4 MQ4, kábel rojo hangjelző
• pin 12 (GPIO18) pin2 MQ4
• pin11 (GPIO17) kábel néger hangjelző

7. lépés: A Cayenne konfigurálása

Montado el circuit and 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 agentte Cayenne lo detectara automáticamente presentándolo directamente sobre el escritorio sin necesidad de ningún acción más.

KONFIGURÁCIÓS SZENZORGÁZ

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

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

• Widget neve: Digitális bemenet
• Widget: Grafikon
• Tizedesjegyek száma: 0

Az "Eszközbeállítások" menüpontban:

• Válassza a GPIO lehetőséget: Integrált GPIO
• Válassza ki a Csatorna lehetőséget: 18. csatorna
• Fordított logika: ellenőrizze az aktiválást

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 circuitito propuesto, los valores propuestos que debería configurar son los siguientes

• Widget neve: Zümmögő
• Válassza a Widget: gombot
• Válassza az Ikon: Világos lehetőséget
• Tizedesjegyek száma: 0

Az "Eszközbeállítások" menüpontban:

• Válassza a GPIO lehetőséget: Integrált GPIO
• Válassza ki a Csatorna lehetőséget: 17. csatorna
• Fordított logika: ellenőrizze a deactivado -t

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 info

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 interactccionar ante los eventos de una forma lógica, lo cual lo haremos a través de lo triggers, los cuales nos engedélyező desencadenar acciones ante variambios medidas por los sensores.

A la hora de definir triggers és 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.

A definic un unparador 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)
• AKKOR: 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 correctos o SMS

Como ejemplo se pueden definir lo siguientes trigger:

• IF DS1820 <42º THEN RELE (17. csatorna) = KI
• IF Channel18 = ON THEN RELE (channel17) = ON
• IF Channel18 = ON THEN Küldjön e-mailt a…
• IF DS2820> 90º THEN Küldjön e-mailt a..
• stb.

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