Alarma Inteligente De Humos: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

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 combinación de hardware y software, las cual sin duda nos a 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.

Otkrijte 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 generator 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, specifičan za hardver i softver 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 iluminarse por reflexión de luz en sirena del las, 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 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 llama, esto hace que no se se obzir 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.

KOMPONENTE NECESARIOS

Para montar la solución propuesta necesitamos los siguientes elementos:

• Zumbador od 5V
• DS18B20
• Resistencia de 4k7 1/4 w
• Senzor za Co2 basado i MQ4
• Malina Pi 2 o superior
• Fuente 5V /1A za Rasberry Pi

Otros

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

Korak 1: Instalirajte 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 hardware dodatni, deberemos, si aun no lo ha creado todavía, generar una imagen de Raspbian para proporcionar un sistem operativo a la Raspberry Pi.

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

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

Vemos que hay dos verzije:

• RASPBIAN JESSIE: Imagen de escritorio completo basado u Debian Jessie de mayo od 2016., objavljeno 27. 5. 2016 u verziji jezgre: 4.4
• RASPBIAN JESSIE LITE: verzija mínima de la imagen basada u Debian Jessie de mayo de 2016., objavljena 27. 5. 2016 y verziji jezgre: 4.4

Obviamente si la SD es suficiente grande, lo interestante 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. Puede iskorištava la ranura para tarjetas SD sa usvojenim tiene soporte en su PC (normalno habrá que instalar un adaptador de SD a micro-usb) ili bi usar un adaptador usb a 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. Zatražite korištenje Win32DiskImager na stranici s proyectoa u SourceForgeu kao arhivski zip.
3. Extraer el ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utilidad Win32DiskImager (puede que tenga que ejecutar esto como administrator, para lo cual tendrá que hacer clic derecho en el archivo y seleccione Ejecutar como administrator).
4. Odaberi el archivo de imagen que ha extraído 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. Haga clic en Escribir y espere a que la escritura se dovršava.
7. Salga del administrador de archivos y exulse la tarjeta SD.

8. ! Terminal de instalar el SO en su Raspberry Pi!

Korak 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 al router y finalmente conectar la alimentación de 5V DC para comprobar que la Raspberry Pi arranca con la nueva imagen

Para comenzar la configuración de su Raspberry, lo primero es crear una cuenta gratuita en 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 uvodzca lo siguintes datos:

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

NAPOMENA: las credenciales que escriba en este apartado le servirán tanto para acceder putem weba como por vía de la aplicación móvil

Korak 3: Instalacion Agente

Una vez registdo, 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 para IOS za Android.

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

Es muy interesante destacar que desde la applicación for smart smartphone se puede automáticamente localizar and instalar el software 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 al router con un cable ethernet y su samartphone a la wifi de su hogar (no funcionara si esta conectada por 3G o 4G).

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

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

Tan sólo hay que ejecutar los dos siguientes comandos:

• wget
• sudo bash rpi_f0p65dl4fs.sh -v

NAPOMENA: 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.

Korak 4: Instalacija temperature senzora

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

U početnom stanju, optado je upotrebljen senzor DS18B20 kreiran od Dallas Semiconductor. Se trata de un termómetro digital, con una precisión que varía según el modelo pero que en todo caso es unponente muy usado en muchos proyectos de registerro de datos y control de temperature.

Postojite tres modelos, el DS1820, el DS18S20 i DS18B20 ali se prema osnovnim razlikama promatrajte na točnoj ljestvici, na la temperaturi, y el tiempo de conversión que se le debe dar al sensor para que realice esta acción.

Cada senzor povezuje número de serie único de 64 bits 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 bits. El bit más significitivo (MSB) odgovara al signo y el bit menos signifiqueti tiene un peso de 0,5 ° C, el subsiguiente en sentido creciente 1 ° C, el bit 2 estará asociado a 2 ° C, has bit el 7 cuyo peso será de 64 ° C. Para la 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 circuito medidor de temperature y dos registros que pueden emplearse como alarms de máxima y de mínima 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 circuitito (nagib Accumulator) encargado de nadomestilo 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, koincidencija 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 buscar 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 obuhvaća sabirnicu I2C la vanjske podatke o vanjskoj temperaturi u gradovima C s preciznošću 9-12 bita, -55C a 125C (+/- 0,5C).a.

Paralelno s automatskim otkrivanjem automatske detekcije senzora od 1 žice, konectaremos este al puerto 4 GPIO (PIN 7) dado que el DS1820 odašiljač putem protokola serije 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 Malina (borovi 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 automatski detektirajući senzor DS18B20 i añadirá este a su panel de control

NOTA: Es importante reseñar que los dispositivos 1-Wire se identificira mediaante 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 para todo el montaje conectándose todos ellos en paralelo (respetando los pines obviamente). Softver je uključen u "ispitivanje" svih senzora/dispozitiva.

Korak 5: Instalacija senzora De Co2

Za komplementarni nuestro detektor nalazi se an detektor detektora plinova basado en el circuit MQ4.

Se puede montar un circuito con el sensor, o bien se puede adquirir con el sensor y 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:

• Salida analógica
• Salida con sensibilidad de nivel TTL (la salida es a nivel alto si se detecta GLP, el gas, el alkohol, 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 globe, detectando con facilidad lo siguientes plinovi:

• Plinski zapaljiv kao GLP
• Butano
• Metano
• Alkohol
• Propano
• Hidrogeno
• Humo
• itd.

Algunas de las características del módulo:

• Napon napajanja: 5V DC
• Rango de Detección: 300 do 10000 ppm
• Salida TTL señal valida es baja
• Tamaño: 32X22X27 mm

CONEXIONES

Za povezivanje po modulu s Nuestra Raspberry Pi, optaremos us us el el puerto GPIO18 (pin12) que conectaremos a la salida digitalni 2 del senzor (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 Conectando od maline este al pin1 del detektor (marcado como GND)

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

OSJETNIK PRUEBA DEL

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

Korak 6: Zumbador Y Montaje Finale

Ya tenemos los dos sensores, así que aunque podemos intereactuar ante variaciones de las lecturas de los sensores enviando correos o enviando SMS -ovi (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 Malina 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 crna)

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 cable a los sensores y al zumbador (promatrajte 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,
• pin 7 (GPIO4) pin 2 DS1820, otpor 4k7
• pin1 (+5V) pin 3 DS1820, resistencia 4k7, pin4 MQ4, kabel rojo zujalica
• pin 12 (GPIO18) pin2 MQ4
• pin11 (GPIO17) crni zujalica za kabel

Korak 7: Konfigurirajte Cayenne

Montado el circuito y nuestra Rasberry corriendo con Rasbian y el agentte Cayenne, únicamente nos queda configurar el sensor de gas y el zujalica así como las condiciones ili 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.

KONFIGURACIJSKI SENZORSKI PLIN

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

• Naziv widgeta: digitalni ulaz
• Widget: Grafikon
• Decimalni brojevi: 0

U aplikaciji "Postavke uređaja" možete pronaći sljedeće:

• Odaberite GPIO: Integrirani GPIO
• Odaberite kanal: Kanal 18
• Obrni logiku: provjeri 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

• Naziv widgeta: Zujalica
• Odaberite Widget: Gumb
• Odaberite ikonu: Svjetlo
• Broj decimala: 0

U aplikaciji "Postavke uređaja" možete pronaći sljedeće:

• Odaberite GPIO: Integrirani GPIO
• Odaberite kanal: Kanal 17
• Obrni logiku: provjeri deaktiviraj

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 aciones lasbio 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 ili detektor plina)
• ONDA: aqui definiremos lo que queremos que se izbaci cuando se cumpla la condición del IF. Como comentábamos se pueden actuar por dos vías: se puede activar /desactivar nuestra actuador (el zujalica) o tambien enviar correos o SMS -ovima

Como ejemplo se pueden definir lo siguientes pokreće:

• AKO DS1820 <42º TADA RELE (kanal17) = ISKLJUČEN
• AKO je kanal18 = UKLJUČEN TADA RELE (kanal17) = UKLJUČEN
• IF Channel18 = ON THEN Pošaljite e-poštu na…
• AKO DS2820> 90º ONDA pošaljite e-poštu na..
• itd

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?