Alarma Inteligente De Humos: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

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 calcululo de la Raspberrry Pi, junto sus grandes posibilidades exp exposion y conectividad, obtenemos una gran combinación de hardware y software, las cual sin duda nos va a permitir realizar proyectos realmente interesantes.

Sabemos la gravedad que puede suponer un incendio, por lo que es sumamente important 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.
• Mag-eensayo ng generar mas kontaminasyon ng todos tipo ng medio ambiente na mga prodyuser sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga materyal na algunos altamente tóxicos

Maaring makita ang salvar vidas humanas es el fin prinsipal ng primero ante la detección de incendios, pero evitar perdidas económicas o reducir posible contaminación puede ser también buenas razones para poner un cuidado Espesyal en los systemas de detección contra incendios

Magagawa ang mga ito ng vamos a intentar abordar el grave problema de los incendios desde una perspectiva completeamente diferente usando para sa una mong Raspberry pi 2, un hardware 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 iluminarse por reflexión de luz en las partículas del humo, alarma

Asimismo existen detectores de calor, los cuales son los menos sensibles, puesto que detecta 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: dispar un alarma al alcanzarse una determinada temperatura fija en el ambiente.
• Mga detektor ng termovelocimétricos: magtanggal ng unal o alarma cuando na nakakakita ng isang 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 radiación ultravioleta o infrarroja presente en la combustión en los incendios. Sa pamamagitan ng mga panlabas na lugar ng almacenamiento, para sa zonas desde se puede propagar con gran rapidez un incendio con llamas (por la respuesta mas rápida). Dada su incapacidad para makita ang mga incendios sin llama, kung saan ay hindi mo isinasaalang-alang ang mga detektor para sa pangkalahatang uso.

Narito ang isang propone se basa ng mga detektor ng 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 como vamos a ver aparte de poder transmitir las información en múltiples formatos y formas hasta nunca vistas.

Mga Kumpanya NECESARIOS

Para sa montar la solución propuesta nekesitamos los siguientes elementos:

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

Otros

• Cable de pula
• Caja de plástico para contener el conjunto
• Cable de cinta (se puede reusar un cable de pag-ibig na pamamaraan sa un interfaz ide de disco)

Hakbang 1: Instalación Raspbian

Ang solusyon ng mga tagubilin sa wikang ito ay isang 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 proporcionar un sistema operativo a la Raspberry Pi.

Ang software ng Raspbian ay paunang naka-install na software para sa edukasyon, programa at uso sa pangkalahatan, contando además con Python, Scratch, Sonic Pi y Java

Para sa pag-install ng Raspbian se puede i-install ang mga NOOBS o descargando la imagen del SO desde la url oficial

Mga bersyon ng hay dos dos:

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

Mahusay na mag-aaral tungkol sa SD, sapat na interesado sa descargar la primera opción, en lugar de usar la versión mínima (Lite)

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

1. Puede utilizar la ranura para tarjetas SD sisite 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. Tingnan ang lahat ng mga letra de la unidad, mirando en la columna izquierda del Explorador de Windows.
2. Descargar la utilidad Win32DiskImager desde la página del proyecto en SourceForge como un archivo zip.
3. Extraer el ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utilidad Win32DiskImager (upang maipatala ang mga ito sa administrador, para sa pansamantalang hinggil sa clic derecho en el archivo at seleccione Ejecutar como administrador).
4. Piliin ang 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 Alexa selecciona otra unidad por error, esto puede destruir los datos en el disco duro de su ordenador)
6. Mag-click sa iyo sa Escribir at sumunod sa isang que la escritura se complete.
7. Salga del administrador de archivos y expulse la tarjeta SD.

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

Hakbang 2: Prueba De Acceso Y Creacion De Cuenta

Gumawa ng iamgen del SO, kung saan ang 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 sa comprobar que la Raspberry Pi arranca con la nueva imagen

Para sa comenzar la configuración de su Raspberry, bago ito mag-una para sa isang portal ng cayenne-mydevices.com na gagamitin para sa entrar en la consola web como para sa 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 correo elctronica
• Una clave de acceso que utilizara para validarse.

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

Hakbang 3: Instalacion Agente

Una vez registrado, solamente tenemos que elegir la plataforma para avanzar en el asistente. Ang mga tampok na ito ay ang Raspberry Pi pues no se distingue entre ninguna de las bersyon (ya que en todo caso en todas deben tener installado Raspbian).

Para sa avanzar en el asistente deberemos tener installado Raspbian en nuestra Raspberry Pi que instalamos en pasos anteriores.

Mahusay na mag-click dito, mag-click dito upang ma-access ang iyong app, hindi kanais-nais na bersyon para sa IOS como Android.

Sa pamamagitan ng Android, maaari kang kumuha ng Google Play.

Inaasahan namin ang destacar que desde la aplicación para sa isang smartphone upang mai-install ang software na ito sa pag-install ng software na myDevices Cayenne para sa Raspberry Pi, para sa mga pansariling ambos (smarphone at Raspberry Pi) kung saan nagkaka-red ang mga ito, sa pamamagitan ng 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).

Hindi ito mag-install ng app, na nais mong ipakilala ang mga kredito, na maaari mong gamitin ang Raspberry at ang pula na ito ay hindi mai-install, at mai-install ito ng automáticamente.

Hay otra opción de installar myDevices Cayenne en su 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

TANDAAN: ang installación 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.

Hakbang 4: Instalación Del Sensor Temperatura

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

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

Existen tres modelos, el DS1820, el DS18S20 y el DS18B20 pero sus principales diferencias se observan en la eksaktong detalye de lectura, en la temperatura, y el tiempo de conversión 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 utilizarán en un bus de datos.

La temperatura se obtiene en un formato de módulo y signo de nueve bits. El bit más signifikanativo (MSB) ay tumutukoy sa pag-sign in at sa ilang mga menos na nai-imbento para sa 0.5 ° C, upang mag-post ng creciente na 1 ° C, 2 bit na asociado ng isang 2 ° C, mag-isip ng 7 ° 64 ° C. Para sa paghahambing sa mga valores de máxima y mínima se toman sólo los 8 bits más signifikanativos (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 temperatura y dos registros que pueden emplearse como alarmas de máxima y de mínima temperatura.

Internamente cuenta con un microprocesador, 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 circuito (Slope Accumulator) encargado de compensar las alinealidades de la variación de frecuencia de los osciladores con la temperatura.

Isang los comandos tradicionales de los botones como: lektura ng ROM, bodega ng ROM, kasabay ng ROM, salta ng ROM, isang kasunduan sa mga comandos por el bus de un conductor, como convertir temperatura, leer, copiar o escribir la memoria temporaria (scratchpad) y buscar alarmas (estas alarmas son compadas 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 envia al bus I2C la información de la temperatura exterior en grados C con precisión 9-12 bits, -55C a 125C (+/- 0.5C).a.

Para sa 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 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).

Ang mga sensor ng sensor ay nagmula sa pag-uusap sa pamamagitan ng 5V de nuestra Raspberry (mga pine 2 o 4) at sa pamamagitan ng mga comodidad podemos tomarla del pin 9 mula sa Raspberry

¡Listo! Encienda su Raspeberry Pi y Cayenne automáticamente detectará el sensor DS18B20 y añadirá este a su panel de control

TANDAAN: Talagang kinakailangan ng mga los dispositivos na 1-Wire upang magkakilala ang mediante un número (ID) sa loob ng isang lugar, mga porsyento ng mga 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). El software se encargará de “interrogar” al sensor / dispositivo adecuado.

Hakbang 5: Instalación De Sensor De Co2

Para sa mga komplementaryong detektor ng detalyadong impormasyon tungkol sa detektor ng mga gas na basado en el circuito MQ4.

Kung hindi mo ito mabigyan ng sensor, maaari kang magkaroon ng sensor sa pamamagitan ng isang sensor ng diskusyon para sa isang pinuno, kung paano mo ito mabigyan ng rekomendasyon.

Pinapayagan ang permit na dalawahan-modo de señal de salida, es decir cuentan con dos salidas diferenciadas:

• Salida analógica
• Salida con sensibility de nivel TTL (ang salida ay hindi na nakakakita ng GLP, el gas, el alkohol, el hidrógeno y mas)

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

Estos detectores son muy versátiles, pudiendo usarse para sa mga multa na multa, detalyado sa facilidad lo siguientes gases:

• Masusunog na gas como el GLP
• Butano
• Metano
• Alkohol
• Propano
• Hidrogeno
• Humo
• atbp.

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

KONSEKONTO

Para sa koneksyon ng modulo a nuestra Raspberry Pi, optaremos por usar el puerto GPIO18 (pin12) que conectaremos a la salida digital 2 del sensor (marcado como OUT).

Ang mga sensor ng sensor ay nagmula sa cualquiera de las dos conexiones de + 5V de nuestra Raspberry (pines 2 o 4) conectándo al pin 4 del sensor (marcado como + 5v) at ang koneksyon ng masa por comodidad podemos tomarla del pin 9 de las Raspberry conectando este al pin1 del detector (marcado como GND)

Tumugon sa isang 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 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

Hakbang 6: Pangwakas na 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 activar cuando decidamos.

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.

Ang koneksyon sa positibo del zumbador normalmente ng kulay rojo, lo alemos 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)

Tumugon sa isang Cayenne deberemos configurarlo como un actuador genérico como vamos a ver mas adelante en el siguiente paso.

Sa loob ng isang koneksyon ay nagtataglay ng mga koneksyon sa 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 cables a los sensores y al zumbador (obserbahan ang mga ito na kailangan ng respeto 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, resistencia 4k7
• pin1 (+ 5V) pin 3 DS1820, resistencia 4k7, pin4 MQ4, cable rojo buzzer
• pin 12 (GPIO18) pin2 MQ4
• pin11 (GPIO17) cable negro buzzer

Hakbang 7: Configuracion Cayenne

Montado el circuito at 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 walang hablamos precisamente porque al estar conectado al bus one wire, el agente Cayenne lo detectara automáticamente presentándolo directamente sobre el escritorio sin necesidad de ningún acción más.

CONFIGURACION SENSOR GAS

Hindi na mayroon ang mga sensor ng estorya ng mga katangian ng Cayenne, maaari kang mag-configure ng como entrada genérico del tipo ng Digital Input at subtipo SigitalSensor.

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

• Pangalan ng Widget: Digital Input
• Widget: Grap
• Numero de decimals: 0

Sa ibang mga pontemos na "Mga Setting ng Device":

• Piliin ang GPIO: Pinagsama GPIO
• Piliin ang Channel: Channel 18
• Baligtarin ang lohika: suriin ang activado

Makita ang bawat daan para makapunta mula sa A hanggang B sa iyong lungsod, lahat sa isang lugar, sa tingin mo, 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

• Pangalan ng Widget: Buzzer
• Piliin ang Widget: Button
• Piliin ang Icon: Magaan
• Number de decimal: 0

Sa ibang mga pontemos na "Mga Setting ng Device":

• Piliin ang GPIO: Pinagsama GPIO
• Piliin ang Channel: Channel 17
• Baligtarin ang lohika: suriin ang deactivado

Makita ang bawat daan para makapunta mula sa A hanggang B sa iyong lungsod, lahat sa isang lugar, sa tingin mo, 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 temperatura 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..

Ngunit sa pamamagitan ng resulta ng 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 permitirán desencadenar acciones ante cambios en las variables medidas por los sensores.

Ang isang la hora de definir ay nag-uudyok sa 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 sa kahulugan ng unparador en myTriggers, pulsaremos "Bagong Trigger" at mga presentara dos partes:

• KUNG; aqui arrastraemos el desecadenante, lo cual nekesariamene siempre sera la lectura de un sensor (en uestro caso el termometro o el detector de gas)
• THEN: aqui definiremos lo que queremos que se ejecut 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 triggers:

• KUNG DS1820 <42º THEN RELE (channel17) = OFF
• KUNG Channel18 = ON THEN RELE (channel17) = ON
• KUNG Channel18 = ON ONY Magpadala ng e-mail sa…
• KUNG DS2820> 90º NOON Magpadala ng e-mail sa..
• atbp

Sa gayon ay maaari mong gawin ang mga infinitas (y las mejoras de este proyecto también), pero desde luego un circuito así is indudable la gran utilidad que puede tener.¿Se anima a replicarlo?