Fácil monitorización de temperatura con Cayenne


Gracias  a la plataforma de Cayenne , de la que hemos hablado en este blog en numerosas  ocasiones es bastante sencillo monitorizar cualquier variable física  de un modo realmente sencillo  simplemente  haciendo drug &drop desde el panel de control de Cayenne

En este ejemplo  vamos a  ver lo facil que es crear monitor temperatura con Cayenne  , el  cual  utilizando internet sin tener conocimientos  de programación conseguir controlar o monitorizar lo que quiera  en tan solo unos minutos

En efecto   gracias  a un  framework  genérico desarrollado por  myDevices IO Project Builder llamado Cayenne , los desarrolladores , fabricantes y  también aficionados  pueden  construir rápidamente prototipos y proyectos que requieran controlar o monitorizar   cualquier cosa conectada a  una placa  con conectividad  , permitiendo con una sóla cuenta gratuita de Cayenne, crear un número ilimitado de proyectos  mediante una solución  muy sencilla  basada en arrastrar y soltar 

Obviamente el punto fuerte de cayenne  son las  capacidades de  IO  para que pueda controlar de forma remota sensores, motores, actuadores, incluidas los puertos  de GPIO con almacenamiento ilimitado de datos recogidos por los componentes de hardware,   triggers y alertas,  que proporcionan las herramientas necesarias para la automatización y la capacidad de configurar alertas. Ademas también puede crear cuadros de mando personalizados para mostrar su proyecto con arrastrar y soltar widgets que también son totalmente personalizables.

Resumidamente algunas  características clave de esta novedosa  plataforma son las siguientes:

  • Una aplicación móvil para configurar, el monitor y los dispositivos de control y sensores desde cualquier lugar.
  • Fácil instalación que conecta rápidamente los dispositivos, sensores, actuadores, y las extensiones en cuestión de minutos.
  • Motor de reglas para desencadenar acciones a través de dispositivos.
  • Panel personalizable con widgets de visualización de arrastrar y soltar.
  • Programación de las luces, motores y actuadores
  • Control de puertos que se pueden configurar desde una aplicación móvil o  desde un navegador
  • Acceso remoto instantáneo desde su smartphone o con un ordenador
  • Para construir un proyecto de la IO a partir de cero se ha logrado el objetivo de proporcionar  un Proyecto Generador de IO que reduce el tiempo de desarrollo de horas en lugar de meses.

Como veremos , hablamos de un constructor de sitio web fácil de usar, pero para proyectos de IOT, así que veamos  los pasos para crear un proyecto de IoT con esta potente herramienta usando  en esta ocasión un clon de Arduino con wifi : el ESP8266

Hardware y Software

Picture of Hardware and Software  Picture of Hardware and SoftwarePicture of Hardware and Software

El hardware  y software a que necesitaremos es el que siguiente:

 

Sensor DHTXX

DHT11 y  DHT22 son dos modelos de una misma familia de sensores, que permiten realizar la medición simultánea de temperatura y humedad usando ademas un único  hilo para comunicar los datos vía serie, para lo cual  ambos  disponen de un procesador interno que realiza el proceso de medición, proporcionando la medición mediante una señal digital, por lo que resulta muy sencillo obtener la medición desde un microprocesador como Arduino o ESP8266.

Ambos son similares ( DHT11 presenta una carcasa azul  , mientras que el sensor DHT22  es blanco)  compartiendo además los mismos pines  disponiendo de  4 patillas, de las cuales usaremos sólo 3: Vcc, Output y GND.  Como peculiaridad ,la  salida la conectaremos a una entrada digital  , pero necesitaremos poner una resistencia de 10K entre Vcc y el Pin Output.

El  DHT11  puede medir temperaturas entre 0 a 50, con una precisión de 2ºC, humedad entre 20 a 80%, con precisión del 5% y con una a frecuencia de muestreo de 1 muestras por segundo (1 Hz)

En clara superioridad  con el dHT11 , el modelo DHT22 tiene unas características mucho más profesionales.
  • Medición de temperatura entre -40 a 125, con una precisión de 0.5ºC
  • Medición de humedad entre 0 a 100%, con precisión del 2-5%.
  • Frecuencia de muestreo de 2 muestras por segundo (2 Hz)

Destacar que este tipo de  sensores de temperatura  ( y, aún más, los sensores de humedad) , son sensores con elevada inercia y tiempos de respuesta elevados. Es decir, al “lentos” para reflejar los cambios en la medición.

Conectar el DHT11   o el DHT22  a  un Arduino o ESP82366  es sencillo, simplemente alimentamos desde Arduino al sensor a través de los pines GND y Vcc del mismo. Por otro lado, conectamos la salida Output a una entrada digital de Arduino. Necesitaremos poner una resistencia de 10K entre Vcc y el Pin Output.

El esquema eléctrico queda como la siguiente imagen:

arduino-dht11-dht22-esquema

Los sensores DHT11 y DHT22 usan su propio sistema de comunicación bidireccional mediante un único hilo , empleando señales temporizadas por lo que en general, lo normal es que empleemos una librería existente para simplificar el proceso.Por ejemplo podemos usar la librería de Adafruit disponible en este enlace.

Conexión de DHT22 a  ESP12E

El  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)

 

Como  vemos el circuito para conectar al  ESP12E      un sensor de temperatura  no puede ser más sencillo, pues     simplemente alimentaremos con 3.3v DC tanto el DHT22 como el  ESP12E        en sus  pines correspondiente     sin olvidar  que la salida de datos del DH22(pin datos )    tenemos que conectarla al  pin 5 del GPIO

 

 

 Programar el  ESP12E

Para  probar Cayenne  con el  ESP12E       necesitamos  programar su ESP-12E para conectarse a su punto de acceso wifi   . El código fuente a subir  se puede descargar desde https://codebender.cc/embed/sketch:398516

Básicamente  el código a subir al    ESP12E     usa 5 librerías:  tres de Cayenne donde  tendremos que definir el SSID y la pwd de la red wifi asi como las credenciales de Cayenne    , una cuarta de temporización para enviar muestras a intervalos prefijados ( que obviamente podemos cambiar ) y por último la mencionada para la gestión del DTHXX

Es de destacar  la creación  de  dos puertos virtuales  para capturar  los valores  en tiempo real de la temperatura  y la humedad tomadas ambas  del DHTXX  , lo cual nos van a permitir comunicarnos con el API de Cayenne

 

#include "CayenneDefines.h"
#include "CayenneWiFi.h"
#include "CayenneWiFiClient.h"
#include <SimpleTimer.h>
#include "DHT.h"

#define CAYANNE_DEBUG
#define CAYANNE_PRINT Serial
#define DHTPIN 5
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321

// Cayenne authentication token. This should be obtained from the Cayenne Dashboard.
// Change the value of token, ssid, and pwd to yours
char token[] = "xxxxxx";
char ssid[] = "xxxxxx";
char pwd[] = "xxxxx";
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
Cayenne.begin(token, ssid, pwd);
dht.begin();
}

CAYENNE_OUT(V0)
{
float t = dht.readTemperature();
Cayenne.virtualWrite(V0, t); //virtual pin
}

CAYENNE_OUT(V1)
{
float h = dht.readHumidity();
Cayenne.virtualWrite(V1, h); //virtual pin
}

void loop() {
Cayenne.run();
}

Importante:  Necesitaremos actualizar  en el código anterior cambiando el valor de ssid, contraseña  configurandola para la red wifi de su hogar y  también no olvidar   registrar  el  token de Cayenne que previamente habrá solicitado  desde la propia web de cayenne.

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 deberan estar de acuerdo con el sw instalado en el ESP12E

En este caso como hemos definido  dos puertos virtuales para temperatura y humedad el firmware del ESP12E  , necesitamos añadir dos widgets  asociados a esos dos canales:

Para la temperatura  no olvidar que habíamos asignado el primer puerto virtual, el cual ue debemos asignar al widget:
Para la humedad   no olvidar que habíamos asignado el segundo puerto virtual, el cual ue debemos asignar al widget:
Finalmente al asignar los dos widgets  , si esta la placa conectada , debería mostrar un panel similar al siguiente  en el que se jha añadido un widget nuevo asociado al puerto analogico

Configuración de su primer  trigger

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 continuacion:

  1. Ir a añadir en la esquina superior izquierda del tablero de instrumentos.
  2. Seleccionar un trigger desde el cuadro de abajo.
  3. El nombre de su trigger, voy a llamar a la mía “demasiado caliente”.
  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 de temperatura y tienen casilla junto a “por encima de la temperatura” seleccionado. (Si las opciones del dispositivo no se muestran simplemente actualizar la página)
  6. Ahora en el cuadro de selección a continuación, notificación y agregar una dirección de correo electrónico o número de teléfono de un mensaje de texto (puede agregar ambos).Asegúrese de marcar las casillas de verificación también.Dispara demasiado caliente
  7. Ahora haga clic en “Save trigger”.
  8. Ahora se debe guardar y le enviará una alerta cada vez que el sensor de temperatura es más de 40 grados Celsius.
  9. También puede arrastrar el ESP12E en el cuadro a continuación, y tienen que hacer muchas cosas, incluyendo el control de los dispositivos de salida. Por ejemplo, puede  añadir un LED que se activará cuando la temperatura supere los 40 grados Celsius.
  10. Para hacer clic en el gatillo de disparo LED de nueva situada en la parte superior de la página. Nombre esta activar el gatillo LED.
  11. Ahora arrastrar el Pi en el caso de la caja y luego seleccione el sensor de temperatura de nuevo con 40 grados centígrados por encima.
  12. Ahora arrastrar el ESP12E  en cuadro a continuación. Seleccione nuestra salida digital y marque la casilla de verificación activada.
  13. Ahora haga clic en Save trigger.
  14. Ahora, cada vez que nuestro sensor de temperatura conectado al Pi informe una temperatura superior a 40 grados Celsius, enviará un correo electrónico y encenderá el LED.También necesitará agregar otro disparador para apagar el LED cuando caiga por debajo de los 40 

Mydevices cayennem Disparadores

 

 

 

Sin duda hay infinitas posibilidades como el lector   puede imaginar

 

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