Alarma Inteligente De Humos: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Gracias al sw de Cayenne es posible construir Equios muy avanzados sin necesidad de programar nada con unpecto 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 phần cứng y, las cual sin duda nos va a permitir realizar proyectos realmente Interestsantes.

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 productionidas por el fuego.
• Conseguir que las actividades del edificio puedan reanudarse en el plazo de tiempo más corto posible.
• Evitar generar mas continación de todos tipo al medio ambiente productionida por la combustión de todo tipo de materiales algunos altamente tóxicos

Es Evidencee que salvar vidas humanas es el fin major y primero ante la detección de incendios, pero evitar perdidas económicas o Reduceir posible dirtyinación puede ser también buenas razones para poner un cuidado especial en los sistemas de detección contra incendios

En este proyecto vamos a purposear abordar el Tomb problemma de los incendios desde una persectiva completamente diferente usando para ello una Raspberry pi 2, un phần cứng especifico y el phần mềm de Cayenne

Tradicionalmente los detores de incendios difieren en función de los precisionio de activación siendo los mas routineuales los de Tipo Óptico basado en células fotoeléctricas, las cuales, al oscerse por el humo o iluminarse por antión de luz en las partíarando del hum nghiệp chướng.

Asimismo survivalen detector de calor, los cuales son los menos sensibles, puesto que detan la última etapa del desarrollo del fuego aunque generalmente tienen una thị trưởng kháng cự a condiciones medioambientales.

Este tipo de detector 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 Detan 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 en condiciones normales.
• Detectores de llama: se basan en la detección de la radiaciónvioleta o Infrarroja presente en la combustión en los incendios. Se usan en zonas Exteriores de almacenamiento, o para zonas desde se puede tuyên truyền con gran rapidez un incendio con llamas (por la respuesta mas rápida). Dada su incapacidad para detar incendios sin llama, esto hace que no se coieren estos detector para uso chung.

La solución que se propone se basa en detector ter micos al ser los mas Preisos, al que se ha añadido para aumentar la fiabilidad y mejorar la flexibilidad un doble sensor permitiendo de esta manra poder modificar los parámetros de disparo con un enorme consad como vamos ver aparte de poder transmitir las Información en múltiples formatos y formas hasta nunca vistas.

CÁC THÀNH PHẦN CẦN THIẾT

Para montar la solución propuesta necesitamos los siguientes elementos:

• Zumbador de 5V
• DS18B20
• Resistencia de 4k7 1/4 w
• Cảm biến de Co2 basado en MQ4
• Raspberry Pi 2 o cao cấp
• Fuente 5V / 1A para la Rasberry Pi

Otros

• Cable de red
• Caja de plástico para Contener el suggest
• Cable de cinta (se puede reusar un cable de cinta procedureente de un interfaceaz ide de disco)

Bước 1: Instalación 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 adicional, deberemos, si aun no lo ha creado todavía, generar una imagen de Raspbian para ratiocionar un sistema operativo a la Raspberry Pi.

Phần mềm cài đặt sẵn Raspbian trae muyverso para la educationación, programación 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 of Justice

Vemos que hay dos versiones:

• RASPBIAN JESSIE: Imagen de escritorio completo basado en Debian Jessie de mayo de 2016, publicada el 2016-05-27 y versión de kernel: 4.4
• RASPBIAN JESSIE LITE: versión mínima de la imagen basada en Debian Jessie de mayo de 2016, publicada el 2016-05-27 y versión de kernel: 4.4

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

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

1. Puede Pracizar la ranura para tarjetas SD si usted tiene soporte en su PC (normalmente habrá que instalar un adaptador de SD a micro-usb) o bien 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 columna izquierda del Explorador de Windows.
2. Descargar la Pracidad Win32DiskImager desde la página del proyecto en SourceForge como un archivo zip.
3. Extraer el ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utidad Win32DiskImager (puede que tenga que ejecutar esto como administrator, para lo cual terá que hacer cli derecho en el archivo y seleccione Ejecutar como administratorrador).
4. Seleccione 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. Hagaizz en Escripir y espere a que la escritura se hoàn thành.
7. Salga del administrator de archivos y expulse la tarjeta SD.

8. ! A terminado de instalar el SO en su Raspberry Pi!

Bước 2: Prueba De Acceso Y Creacion De Cuenta

Creada la iamgen del SO, ahora debemos insertar la micro-SD Recogén 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 arraynca con la nueva imagen

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

• Nombre,
• Dirección de Correo elctronica
• Una clave de acceso que useizara para validarse.

NOTA: las credenciales que escribea en este apartado le servirán tanto para acceder qua web como bởi vì de la aplicación móvil

Bước 3: Đại lý Instalacion

Una vez registerrado, solamente tenemos que elegir la plataforma para avanzar en el asntice. 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 asentlye deberemos tener instalado Raspbian en nuestra Raspberry Pi que instalamos en pasos anteriores.

Concluido el asentlye, lo siguiente es instalar la aplicación móvil, que esta disponible tanto para IOS como Android.

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

Es muy Featacar que desde la aplicación para el smartphone se puede automáticamente localizar e 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 Introductionido nuestras credenciales, si está la Raspberry en la misma red y no tiene instalado el agente, 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

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

Bước 4: Cảm biến Instalación Del Temperatura

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

En primer lugar se ha optado por useizar el sensor DS18B20 creado por Dallas Semiconductor. Se trata de un termómetro digital, con una Preisión que varía según el modelo pero que en todo caso es un componente muy usado en muchos proyectos de registerro de datos y control de temperatura.

Hiện có tres modelos, el DS1820, el DS18S20 y el DS18B20 pero sus majores diferencias se Observan en la exactitud de lectura, en la temperatura, y el tiempo de seekión que se le debe dar al sensor para que realice esta acción.

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

La temperatura se obtiene en un formato de módulo y signo de nueve bit. El bit másrophyativo (MSB) tương ứng với al signo y el bit menos signo 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 thua valores de máxima y mínima se toman sólo thua 8 bit más ý nghĩa (incluyendo al signo), descartando el 0,5 ° C.

El DS1820, tiene, además del número de serie y de la interfaceaz de un wire, un circuito medidor de temperatura y dos registerros que pueden emplearse como alertmas de máxima y de mínima temperatura.

Internamente cuenta con un microprocesador, un par de osciladores de frecuencia theo tỷ lệ a la temperatura (una de ellos de frecuencia theo tỷ lệ a la alta temperatura actúa como habilitación (cổng) del conteo del oscilador de frecuencia theo tỷ lệ a la baja temperatura) y un circuito (Dốc Accumulator) encargado de bù lại 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, concidencia de ROM, salteo de ROM, se agregan nuevos comandos por el bus de un wire, como convert temperatura, leer, copiar o escripir la memoria tempria (bàn di chuột) y báo động xe buýt (estas alertmas son comparadas con el valor de temperatura medido inmediatamente de terminada la medición, es decir que el flag de alarma será realityizado Desués de cada medición).

CONEXIÓN DEL DS18B20

El DS18B20 envia al bus I2C la Información de la temperatura ngoại thất en grados C con trước 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 qua 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 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 automáticamente detará el sensor DS18B20 y añadirá este a su panel de control

NOTA: Es importante resñar que los dispositivos 1-Wire se Idifican 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 pull única para todo el montaje conectándose todos ellos en paralelo (respetando los pines obviamente). El software se encargará de "interrogar" al sensor / dispositivo adecuado.

Bước 5: Instalación De Sensor De Co2

Máy dò hạt nhân para bổ sung se ha añadido un máy dò khí basado en el circuito 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 sellado, 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 deta GLP, el gas, el alcohol, el hidrógeno y mas)

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

Estos detector son muy versátiles, pudiendo usarse para múltiples phạt, detando con Treatidad lo siguientes khí:

• Khí dễ cháy como el GLP
• Butano
• Metano
• Rượu
• Propano
• Hidrogeno
• Humo
• Vân vân.

Algunas de las características del módulo:

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

CÁC PHỤ LỤC

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 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 Máy dò Raspberry conectando este al pin1 del (marcado como GND)

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

CẢM BIẾN 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 tích hợp el sensor durante unos minutos para luego apagarse marcando de esta forma que realmente ha detado 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

Bước 6: Chung kết 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 losante 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 posvo 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 queprisse y conectando los cable a los sensores y al zumbador (quan sát que es muy importante respetar el orden de los pines del cable siendo el rojo el pin 1 y cuenta tương quan).

El siguiente resumen indica todas las conexiones realizadas:

CÁP DE CINTA UTILIZACIÓN

• pin9 (Gnd) pin1 DS1820, pin1 MQ4,
• pin 7 (GPIO4) pin 2 DS1820, Resistencia 4k7
• pin1 (+ 5V) pin 3 DS1820, điện trở 4k7, pin4 MQ4, bộ rung cáp rojo
• pin 12 (GPIO18) pin2 MQ4
• bộ rung âm thanh cáp pin11 (GPIO17)

Bước 7: Cấu hình 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

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

CẤU HÌNH CẢM BIẾN KHÍ

Dado que không tồn tại 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

• Tên tiện ích: Đầu vào kỹ thuật số
• Widget: Biểu đồ
• Numero de decimals: 0

Trong phần mềm "Cài đặt thiết bị" này:

• Chọn GPIO: GPIO tích hợp
• Chọn kênh: Kênh 18
• Đảo ngược logic: kiểm tra activado

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

CẤU HÌNH ZUMBADORDado que không tồn tại 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

• Tên tiện ích: Buzzer
• Chọn Widget: Nút
• Chọn biểu tượng: Ánh sáng
• Số de thập phân: 0

Trong phần mềm "Cài đặt thiết bị" này:

• Chọn GPIO: GPIO tích hợp
• Chọn kênh: Kênh 17
• Đảo ngược logic: kiểm tra hủy kích hoạt

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

TRIGGERSSi ha seguido todos los pasos anteriores tensremos en la consola de Cayenne nuestra nhau Rasberry Pi con la Información en tiempo real de la temperatura o detección de gas e incluso un botón que nos permite activar o desactivar a tình nguyện viên 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 trigger, los cuales nos permitirán desencade medidas bởi thất bại cảm giác.

A la hora de Defr trigger en Cayenne podemos hacerlo tanto desencadenado acciones como pueden ser enviar corres detifyaciones o envio de SMS's a los Destiny acordados o bien actuar sobre las salidas.

Para Defr un disparador en myTriggers, pulsaremos "New Trigger" y nos presentara dos partes:

• NẾU NHƯ; aqui arraystraemos el desecadenante, lo cual necesariamene siempre sera la lectura de un sensor (en uestro caso el termometro o el detector de gas)
• THÌ: aqui Defremos 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 Defr lo siguientes kích hoạt:

• NẾU DS1820 <42º THÌ RELE (kênh17) = TẮT
• NẾU Kênh18 = BẬT THÌ RELE (kênh17) = BẬT
• IF Channel18 = ON THEN Gửi e-mail tới…
• NẾU DS2820> 90º THÌ Gửi e-mail tới..
• Vân vân

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