Control de nivel de agua con NodeMCU y Cayenne


En  este post  vamos   a ver nuevamente la gran versatilidad del sw de Cayenne , en este caso para controlar el nivel de un liquido   monitorando  este en tiempo real gracias al framework   de IoT gratuito  de Cayenne.

La finalidad de este proyecto es asegurar que un  depósito de agua siempre este lleno , porque podría suceder  que el suministro de agua sólo fluya a determinadas franjas horarias   por   lo que debemos permitir el flujo  solo cuando haya suministro  y el deposito no este lleno

Por tanto , el funcionamiento es relativamente simple  pues únicamente  la válvula se cerrará cuando el agua alcance el nivel superior del sensor.

La lista de materiales necesaria  para este proyecto es bastante reducida siendo el hardware necesario  el siguiente:

Picture of Bill of Materials

2. Sensor de nivel de líquido (calibrar primero para obtener el nivel de valor e inferior nivel superior)

Si usted necesita el sensor más profundo, puede cortar la tira superior del sensor y tome algún cable a dos lados del sensor

Picture of Bill of Materials

3. Módulo de relé de CH

Picture of Bill of Materials

4. Válvula solenoide 12V

5. 12V 2A fuente de alimentación

6. Cables de puente

 

En cuanto al Software necesario:

1. Arduino IDE

2. Cayenne para iOS/Android/Web Browser

Conectar NodeMCU Sensor líquido, módulo de relés y válvulas

ESP12E    esta basado en Arduino  pero cuenta   también conectividad wifi integrando la propia antena en la placa de circuito impreso en unas  dimensiones de  25.6mm x 34.2mm .  Además, por motivos de reducción de espacio esta placa no integra conexión usb  , para lo cual necesitaremos un USB FTDI   para programarlo o un  controlador Setup CH340g.

Esta placa cuenta con 11 pines digitales de entrada / salida, todos los pines tienen interruptor / pwm / I2C / 1-wire    siendo su chip principal el  ESP8266 CH340G

Una gran diferencia con una placa Arduino es que solo cuenta  con 1 entrada analógica (entrada máxima de 3,3 V)

 

Las conexiones son muy sencillas:

  • VIN (+5V): lo conectaremos a NodeMCU y al modulo Rele
  • 3.3V   : Alimentemos el sensor
  • GND : Sensor , Arduino y Rele
  • A0 de Arduino : a la salida del  sensor
  • D5 de Arduino : a la entra de control del Rele

 

Respecto al firmware necesitara  subir el código a NodeMCU, pera el cual debería   programar el NodeMCU con el IDE de Arduino.

Para  probar Cayenne  con el  ESP12E       necesitamos  programar su ESP-12E para conectarse a su punto de acceso wifi   .

Básicamente  el código a subir al    ESP12E     usa 3 librerías de Cayenne donde  tendremos que definir el SSID y la pwd de la red wifi así como las credenciales de Cayenne    ,

Es de destacar  la creación  de  dos puertos virtuales  para capturar  el  nivel de líquidos   en tiempo real  por el puerto A0  asi como accionar el rele por el puerto 14  , lo cual nos van a permitir comunicarnos con el API de Cayenne

Asimismo para efectos de pruebas se deja habilitado la salida por el pruerto serie de modo que podamos ver desde el IDE de Arduino  la evolucion del nivel del liquido y las actuaciones corresponientes

#include “CayenneDefines.h”
#include “CayenneWiFi.h”
#include “CayenneWiFiClient.h”
#define CAYENNE_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space
#define RELAY_PIN 14 // RELAY PIN

const int sensorPin= A0; //sensor pin connected to analog pin A0
float liquid_level;
int liquid_percentage;
int top_level = 512;
int bottom_level = 3;

// Cayenne authentication token. This should be obtained from the Cayenne Dashboard.
char token[] = “”; // Insert your token here
char ssid[] = “”; // Insert your SSID here
char pwd[] = “”; // Insert your SSID password here

void setup() {
Serial.begin(115200);
Cayenne.begin(token, ssid, pwd);
pinMode(sensorPin, INPUT);
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
liquid_level = analogRead(sensorPin);
liquid_percentage = ((liquid_level-bottom_level)/top_level)*100;
Serial.println(liquid_level);
delay(100);
Cayenne.run();
}

CAYENNE_OUT(V10)
{
Cayenne.virtualWrite(V10, liquid_percentage);
}

CAYENNE_IN(V1)
{
// get value sent from dashboard
int currentValue = getValue.asInt(); // 0 to 1

// assuming you wire your relay as normally open
if (currentValue == 0) {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
} else {
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
}
}

Necesitara  subir  el programa anterior  WATER_CONTROL.ino, editar la contraseña del token, SSID de su red Wifi  , usaurio de Cayyene  así como editar valor nivel  inferior y superior

Entonce conecte su NodeMCU con el Cable USB al ordenador y cargue el código en NodeMCU mediante el IDE de Arduino.

Configuración Cayenne Dashboard

Hemos hablado en  muchas ocasiones de Cayenne  pues en realidad está concebido para  que su manejo sea realmente sencillo   de configurar

Nos iremos a  su   url :   https://cayenne.mydevices.com/  

Tras registrarnos nos iremos  al panel de control   ,clicamos en  Add new   y seleccionamos generic ESP8266

A continuación nos ofrece  la API key que deberemos añadir al sw del   ESP12E      y tras reiniciarlo  ya debería poderse  comunicar con el node de Cayenne

 

Si la placa  pues   está configurada con el MQTT  ( username /pwd)     asi como con conectividad  wifi ,  ya   debería  de  poder conectarse al framework de Cayenne   y podemos seguir hacia adelante añadiendo sensores que deberían estar de acuerdo con el sw instalado en el ESP12E

En este caso como hemos definido  dos puertos virtuales para nivel de liquiodso  y contol   necesitamos añadir dos widgets  asociados a esos dos canales:

  • Añadir widget de válvula interruptor del tablero de instrumentos del Cayenne y seleccione Virtual Pin 1.
  • Añadir Sensor analógico widget de Dashboard de cayena y el nombre de nivel de agua, seleccione Virtual Pin 10, unidad porcentaje

Picture of Setting Up Cayenne

Picture of Setting Up Cayenne

 

 

Configuración de  triggers

Los triggers  o disparadores en Cayenne son una forma de hacer que su placa  reaccione a un cambio  de un sensor conectado a él. Esto podría ser algo tan simple como un valor de temperatura superior a un cierto valor o incluso sólo si el ESP12E pierde la conexión, lo cual como se podría imaginar puede ser muy potente en la creación de dispositivos inteligentes que reaccionan a los alrededores ( como por ejemplo, si la habitación se pone demasiado fría, encienda un  calefactor, etc ).

El proceso de agregar un disparador es muy sencillo como vamos a ver a continuación:

  1. Ir a añadir en la esquina superior izquierda del tablero de instrumentos.
  2. Seleccionar un trigger desde el cuadro de abajo.
  3. Nombrar el trigger con un texto identificativo
  4. Ahora arrastrar y soltar su  ESP12E  desde la esquina izquierda en el caso de la caja.
  5. Por debajo de esto seleccionar el sensor 
  6. Ahora en el cuadro de selección a continuación, puede enviar  una notificación( bien a una dirección de correo electrónico o  a un  número de teléfono de un mensaje de texto pudiendo agregar ambos) o  una acción que en nuestro caso  sera activar desactiva  un relé. Asegúrese de marcar las casillas de verificación también.
  7. Ahora haga clic en “Save trigger”.

Haga  este  proceso para las  dos casuisticas:

  • Agregar desencadenadores y si el nivel del agua por encima de 100% entonces la válvula interruptor apague.
  • Agregar desencadenadores y si el nivel del agua por debajo de 100% entonces la válvula del interruptor se encienda
Picture of Setting Up CayennePicture of Setting Up Cayenne

 

Fuente   instructables.com
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