Hace poco habilitamos unos trasteros en nuestro edificio. La cosa pintaba bien, por que me permitía tener mas espacio para poder meter todas esas cosas que me gustan, pero que no les doy un uso diario. El problema es que los dichosos trasteros tenían un alto nivel de humedad.Para colmo estas navidades, (en el día de mi cumpleaños) se inundaron. Por la noche y sin previo aviso, el agua llego a mas de un metro y pico de altura.
Si me hubiese enterado podríamos haber realizando alguna operación de rescate y evitar un desastre de magnitudes épicas.
Decenas de dispositivos que guardaba allí a la basura sin arreglo. 🙁
Por ello empece a idear algún sistema de alertas para poder tener controlado dicho trastero.
Lo que se te viene a la cabeza como primera idea es usar algún tipo de micro-controlador: Atmel, ST, Microchip (PIC), etc… Esto no es malo y seguro que encuentras millones de librerías para añadir sensores y demás. Pero me lo «re-pensé» cuando me di cuenta de que la siguiente pieza era conectar el trastero con mi vivienda. Para eso, aunque se puede, los micro-controladores son mas exiguos y mas engorrosos de usar.
Había que buscar una plataforma con microprocesador, MCU, comunicaciones (USB, ethernet) y que fuese barata. La candidata mas lógica era la
Raspberry Pi.
¿Por que usar la Pi?
Por de pronto es barata, cierto que no tanto como un Arduino, pero la diferencia no es tanta si pensamos que en un caso hablamos en Ks y otro en Megas. Tiene MCU (Memory Controler Unit) y S.O (Linux Debian). Lo que me permite usar mi framework preferido: el GEN.
Por otra parte puedo usar fácilmente desde el GEN cualquier tipo de comunicación que se me ocurra: UART, Ethernet, Wifi, Bluetooth, I2C, SPI, GSM/3G, SMS, USB, etc…
Aunque es un microprocesador, permite un buen uso de GPIO y de comunicaciones / protocolos con sensores, leds y demás elementos a usar en un proyecto de este tipo.
La Pi me permite colocar un web server (el propio incluido en GEN) para ver los resultados de forma gráfica y sencilla: de forma que hasta el administrador del edificio pueda ver una pagina web como esta la humedad en mi trastero.
El gran problema: ¿Como comunico el trastero con mi casa?
Mi primera idea es usar wifi. Barato y practico. Podía poner el propio servidor web en la Pi y tener una solución rápida y efectiva. Problema: no llegaba de ninguna forma: ni incluso usando amplificador lineal de 8w + antenas directivas de ganancia ( >12 db). Estaba claro que el hormigón armado de mi edificio es bastante eficaz también.
La señal 3G si que llegaba (Orange y Vodafone), pero claro, pagar una tarifa plana de 6€ (aprox.) por ver de vez en cuando datos tenia un coste anual bastante alto (>70€ anuales).
Había que estudiar una solución 3G en M2M, que no tuviera coste tan alto. Estando en esta tesitura conocí la operadora virtual Simyo: Me cobraban solo por la información que enviaba. Una idea interesante: Si enviaba poca información podría ser una opción.
El coste actual de Simyo por un mega es de unos 3 céntimos. Un 1 Giga son 30€, mucho mas caro que una tarifa plana convencional. ¿Entonces?… ¿En que me beneficia esto?… en que son tarifas pensadas para un uso convencional de navegación. Pero para un M2M con pocos datos, el asunto cambia.
La idea es: realizar una conexión en UDP cada 15 minutos, para simplemente un envió de temperatura y humedad esto tiene un ancho de banda de unos 100 bytes de datos, en un calculo aproximado arroja una cantidad de 24 x 4 = 96 peticiones al día x 100 bytes son unos 10k de información al día.
Eso al año son 10k x 365 = 3Mb. 3Mb x 3 céntimos = 9 céntimos. Me parece un coste del todo aceptable. Los de Simyo ademas me regalan 10€ por ser nuevo cliente. 🙂
Una comunicación UDP requiere que la aplicación sean cliente-servidor, mandar la información en paquetes «propietarios» y tener un receptor que los entienda. A mi en estos casos, suelo hacer que la aplicación se pueda configurar para que pueda funcionar como servidor o como cliente. Se coloca otra Pi de receptora de la información, a parte de la del trastero.
Hardware necesario para el proyecto.
Obviamente una Pi. Dado el grado de humedad en el trastero, una caja estanca de IP55 para proteger a todos los elementos: fuente de alimentación, led indicadores, sensores de humedad/temperatura, detector de luz (LDR), sensor de apertura de puerta, rele para el encendido de la luz y un modem 3G de USB.
La idea es que ya que tengo un «ordenador» (la Pi) en el trastero, por que no puedo ademas controlar la luz del mismo y cuando abren la puerta y mandar esa información para encender automáticamente la luz.
He habilitado dos sensores de humedad/temperatura. Uno Global (en medio del trastero) (el que sale en la foto cerca de la unidad de control) y otro cercano a una pared con humedades. No dependo así de un solo detector, y me da una idea aproximada de las diferencias en las partes del trastero).
Una vez realizado la aplicación e instalado el hardware ha habido que realizar varios ajustes en la comunicación para evitar cortes en la comunicación con el operador, pero salvo estos temas el conjunto esta funcionando perfectamente.
Acceso a la información
Para acceder a la información y proteger intrusiones en el sistema, el conjunto no tiene ningún puerto o acceso abierto. Se limita simplemente a mandar información recogida de los sensores y/o de las entradas habilitadas para ello. El funcionamiento es como una baliza. Manda la información (minimizando el ancho de banda) y esta es recogida por otra aplicación (la misma aplicación en otra Pi, pero configurada como servidor), para gestionar una base de datos y crear una pagina web con los mismos.
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