Cambiar el agua del aire acondicionado mediante IoT

Si tienes aire acondicionado, uno de los defectos que más se encuentran en estos aparatos es cómo deshacerse del agua de condensación del mismo, especialmente en verano. Si eres como yo o como la mayoría de la gente, lo que harás será poner una botella en algún sitio accesible que se va llenando poco a poco y que, periódicamente, tendrás que cambiar para que no se desborde. Pero, en tiempos calurosos y ajetreados es muy común que la botella (sea del tamaño que sea) termine llenándose y mojemos a quien sea que tengamos debajo del aire acondicionado.

Esta dinámica, que a mi se me antoja muy molesta, la llevo repitiendo en casa y en la oficina (si, en mi oficina tengo un aire acondicionado con botellita) durante varios años y siempre me planteo, ¿y si hago algo para que me avise justo cuando está apunto de llenarse y así puedo cambiarla a tiempo? Hasta el momento no había tenido tiempo, pero ahora he encontrado un ratillo y me he puesto manos a la obra.

Los requisitos eran sencillos, necesito saber si el nivel de agua de una botella ha llegado a cierta altura en la botella, no necesito saber el % exacto, pero si saber si se esta llenando antes de que se llene. Hay algunos sensores de ultrasonidos para depósitos, pero me parecía matar moscas a cañonazos, además, el tamaño de la botella podía ser variable, por lo que el sensor no tendría que ser muy aparatoso. Buscando encontré este:

Puede funcionar a 3.3v o 5v y básicamente devuelve un valor analógico distinto según por donde le llegue el agua en la parte inferior. Este es el enlace de compra en amazon: https://www.amazon.es/dp/B07DJ5FZ31

Por otro lado quería que la solución fuese portable, es decir, que no tuviese que andar echando cables por ahí, por lo que una solución que admitiese baterías también era recomendable. Como plataforma yo estoy muy acostumbrado a usar ESP32 y me hacía mucho más sencillo la parte de conexión a la wifi, así que buscando encontré esto:

Un ESP32-C3 que tiene un puerto para batería que se puede recargar mediante usb, me fue casi más complicado hacerme con las pilas LS16340

Con todos los componentes solo me quedaba conectar el ESP32-C3 al sensor, teniendo cuidado de no usar el pin que se usa para medir el voltaje de la pila (spoiler, es el A0 y lo descubrí después de haberlo soldado). El esquema sería tal que así:

Todo soldado para probar quedaría así:

Y ahora lo interesante, que sería programarla para que podamos controlar el nivel de agua. Como las especificaciones no son siempre exactas lo que hice fue unas pruebas leyendo el nivel del GPIO04 (que tiene conversor A/D) y meter y sacar el sensor del agua imprimiendo por el puerto serie los valores obtenidos:

#define A1 4
void setup() {
  // (Optional)Press reset button
  // on the dev board to see these print statements
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) { }
  // Configuramos el pin A1 como de entrada analógica
  pinMode(A1, INPUT);
  delay (1000);
  Serial.println("Starting...");
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A1);
  Serial.println(sensorValue);
  delay(1000);
}

Nota: Esto lo he compilado usando platformio.io (os lo recomiendo mucho) y os dejaré el proyecto completo en un repositorio para que podáis compilarlo vosotros también.

Una vez compilado e instalado el programa veíamos por el puerto serie cada segundo el valor que leíamos del sensor, obteniendo valores entre cero y 3000 (supongo que el rango máximo será Vin que en nuestro caso es 3.3v), así que nuestro valor «umbral» será de 2000 (no se ha llegado todavía arriba del todo pero ya hay agua mojando el sensor).

El siguente paso es conectar a internet para que nos pueda mandar la alerta. Esto en ESP32 es relativamente sencillo:

#include <WiFi.h>

void printWifiStatus() {
  Serial.print("SSID: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  IPAddress ip = WiFi.localIP();
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(ip);

  long rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print("signal strength (RSSI):");
  Serial.print(rssi);
  Serial.println(" dBm");
}
boolean connectWifi (char *ssid, char *pass){
  WiFi.useStaticBuffers(true);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, pass);
  int max = MAXATTEMPS;

  Serial.println("Connecting to WiFi");
  while ((WiFi.status() != WL_CONNECTED) && --max>0) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  if (max == 0)
    return false;
  Serial.println("Connected to WiFi");
  return true;
}

Con esto solo hay que añadir una llamada a connectWifi parándole el SSID y la contraseña de nuestra red wifi para tener conexión. Una vez que tenemos conexión podemos hacer varias cosas para hacernos llegar una alerta, pero la más sencilla para mi era hacer que me enviase un mensaje por telegram. Para ello habría que crear un bot (hablando con botfather) y obtener el token necesario para poder usarlo. Luego he creado un canal y he puesto a este bot como administrador, con lo que para utilizar este bot solo tendría que hacer estos defines:

#define BOTTOKEN "7413559559:AAHmlkmiubcvtxZO0j0nqITZjByjrS1Ah3U"
#define CHAT_ID "-1002245988095"

y usar la librería Universal-Arduino-Telegram-bot, que podéis encontrar en https://github.com/witnessmenow/Universal-Arduino-Telegram-Bot de esta manera:

#include <WiFiClientSecure.h>
#include <UniversalTelegramBot.h>

WiFiClientSecure client;
UniversalTelegramBot bot(BOTTOKEN, client);
client.setCACert(TELEGRAM_CERTIFICATE_ROOT);

bot.sendMessage(CHAT_ID, "esto es un mensaje");

Así que la lógica del programa cambia ahora a que cuando el valor detectado sea mayor que 2000 enviemos un mensaje con el bot para alertarnos.

El programa lo he mejorado para leer el valor de voltaje de la batería y para que entre en suspensión y se despierte cada 10 segundos para ahorrar energía, pero eso podéis sacarlo de los ejemplos que hay en el repositorio https://github.com/Xinyuan-LilyGO/LilyGo-T-OI-PLUS. El caso es que ahora tenía que hacer el montaje final en mi botella de agua del aire acondicionado. Elegí un bote de estos gigantes de proteinas (si, alguien en casa va al gimnasio) y tras impermeabilizar adecuadamente los cables y las conexiones decidí meter el sensor por la parte superior del tapón y así antes de llegar arriba del todo haría el contacto adecuado y quedó tal que así:

Y ya con el tubo del aire metido y todo:

Si queréis ver el resultado final (probando con una taza con agua, que no voy a esperar que se llene el bidón este) os dejo aquí un video:

El repositorio con el código inicial podéis encontrarlo en: https://github.com/yoprogramo/waterlevel

Cómo usar raspberry pi pico con PlatformIO

Hace tiempo que trasteo con varias placas de desarrollo que intento integrar en distintos proyectos de IoT, la mayoría relacionados con nomorekeys, el caso es que generalmente he utilizado arduino (el pro micro es mi favorito) o el ESP32 cuando necesito wifi (antes el ESP8266). Hay muchos otros por ahi, como el seeeduino xiao y muchos de Nordic.

Raspberry pi pico pinout

El caso es que tengo mucho código escrito en C/C++ para el entorno Arduino y, resulta, que puedo reutilizarlo en distintos procesadores utilizando un plugin para visual studio code llamado PlatformIO, lo que he ido haciendo para los distintos arduino, ESP y Seeeduino, Hace relativamente poco tiempo me decidí a probar el nuevo MCU de Raspberry, el Raspberry Pi Pico, pero me centre en usarlo con CircuitPython, teniendo unos resultados excelentes y que os recomiendo probar.

Llegado el caso necesité más memoria para un proyecto que inicialmente estaba codificado para arduino pro micro ya que este solo posee 2,5k de memoria RAM y se quedaba muy corta. Revisando lo que tenía por casa me di cuenta que tenía un par de rpi pico por ahí de las pruebas con python y me di cuenta que tenían 264k de memoria (x100 lo que tiene un arduino), tampoco andan mal de precio y tienen todos los pines de entrada salida que necesitaba, así que, manos a la obra… Vamos a ver si podemos adaptar el código de arduino a la pico… Usando PlatformIO.

No voy a entrar ahora mismo ni en cómo instalar platformio ni en como crear un proyecto, eso os lo dejo para vosotros o si me lo pedís lo esccribo más adelante, por ahora partiremos de que eso ya lo has hecho.

Si ya tienes un proyecto hecho con platformio, enhorabuena, todos los cambios que tendrás que hacer es incluir esto en tu platformio.ini:

[env:pico]
platform = raspberrypi
board = pico
framework = arduino

Recuerda poner el #include <Arduino.h> si estás importando un sketch del ide de arduino y ya estaría…

La primera vez que quieras subir el código a la placa tendrás que copiar el archivo firmware.uf2 después de haber puesto en modo boot la placa (enchufala al ordenador pulsando el botón de la misma), yo lo hago con este comando (uso linux)

cp .pio/build/pico/firmware.uf2 /media/$USER/RPI-RP2/

Las siguientes veces ya no hará falta, puedes dar al botón upload directamente y el código compilado se subirá a la placa.

Happy coding!

Automatiza tu casa

Creí, francamente, que ya había escrito sobre el tema de la domótica en mi blog, pero revisando me he encontrado que no he escrito casi nada sobre el tema, así que comienzo ahora a desvelaros, muy poco a poco, qué es esto de la automatización y cómo puedes controlar tu casa y hacerla más inteligente con un coste ridículo (y aprendiendo un montón).

domótica

Como resumen, la domótica aglutina todo lo que podemos controlar de manera remota 8o programar localmente) en nuestro hogar. Son esas cosas que nos permiten encender la calefacción horas antes de que lleguemos de un viaje, abrir y cerrar persianas sin que estemos o apagar y encender luces cuando se detecta nuestra presencia. Dado que esto es un campo muy amplio, os recomiendo que visitéis webs más especializadas para descubrir el montón de cosas que se pueden hacer. Yo, por mi parte, iré recopilando las cosas interesantes que voy haciendo por si os sirve de algo.

Lo primero…

Para poder «jugar» un poco con la domótica necesitamos algún controlador en el que centralizar todas estas opciones. En mi caso me he decidido por home assistant, que tiene un montón de información en internet y del que disponéis de plugins y librerías para cadsi todo. La instalación es tremendamente sencilla si vamos a utilizar una raspberry pi (recomiendo que sea la 4, pero la 3 también nos serviría igualmente). La guía de instalación para raspberry pi está bastante bien y la podéis encontrar en este enlace.

El proceso consiste, básicamente, en descargarte la imagen de internet, grabar con esa imagen una tarjeta SD y si tenéis conexión por cable simplemente meter la sd en la rasperry, enchufar el cable de red y esperar a que arranque, tendréis el sistema de configuracion en la url http://homeassistant.local:8123/. Si vais a usar wifi desde el primer momento el proceso es un poco más complicado, básicamente consiste en copiar este archivo (modifica a tu gusto el SSID y contraseña) en la particion de boot del SD que acabáis de grabar (en CONFIG/network/) y llámalo my-network:

[connection]
id=my-network
uuid=72111c67-4a5d-4d5c-925e-f8ee26efb3c3
type=802-11-wireless

[802-11-wireless]
mode=infrastructure
ssid=MI_SSID
# Uncomment below if your SSID is not broadcasted
#hidden=true

[802-11-wireless-security]
auth-alg=open
key-mgmt=wpa-psk
psk=MI_CONTRASEÑA_WIFI

[ipv4]
method=auto

[ipv6]
addr-gen-mode=stable-privacy
method=auto

En fin, una vez que tengáis home assistant instalado toca poner los datos tuyos y los del domicilio donde vas a instalarlo y el sistema se encargará de buscar por red las integraciones a las que pueda acceder directamente.

En siguientes entradas veremos aspectos interesantes sobre cómo configurarlo para tener acceso a dispositivos zigbee, a detectar presencia propia o a hacer automatizaciones… Por ahora intentad tener el controlador preparado e id buscando dispositivos para hacer de vuestra casa una casa inteligente.

Medidor de temperatura casero

Dado que tengo unos cuantos arduino pro micro que he usado para otras cosas, creí bastante conveniente diseñarle una placa para poder ponerle un display oled de 0,96 pulgadas (ssd1306 que ya utilicé en otras entradas) para poder hacer proyectos rápido (en principio pensando en conectarlo a un ordenador y que actúe como teclado, ratón y/o puerto serie). El esquema es el siguiente:

Y la placa resultante quedó así:

Podéis encontrar el proyecto, por si queréis mejorarlo en https://easyeda.com/biblioeteca/promicro-oled

El caso es que, lo primero que se me ocurrió para probarlo, una vez recibidas las placas, fue utilizar otro componente que tenía desde hace tiempo (un sensor de temperatura) y convertirlo en un termómetro… Una pena que no pensara en ello al hacer la placa, por lo que tendré que hacer alguna soldadura de más para conectar el sensor. En concreto quedaría así:

Que visto después de aplicar el soldador se vería así (he aprovechado las pistas de GND y VCC que llegaban al display):

Visto por el otro lado:

La parte de programar la temperatura es un poco más «liosa», básicamente habría que leer la hoja de especificaciones del termistor y resolver la ecuación de Steinhart-hart.

En mi caso, con el valor de 10KOhm en la resistencia y el modelo de termistor que tenía (aquí su hoja de especificaciones) el código resultante para leer la temperatura quedó así:

const int Rc = 10000; //valor de la resistencia
const int Vcc = 5;
const int SensorPIN = A0;
 
float A = 1.11492089e-3;
float B = 2.372075385e-4;
float C = 6.954079529e-8;
 
float K = 2.5; //factor de disipacion en mW/C

void loop() {
  float raw = analogRead(SensorPIN);
  float V =  raw / 1024 * Vcc;
  float R = (Rc * V ) / (Vcc - V);
  float logR  = log(R);
  float R_th = 1.0 / (A + B * logR + C * logR * logR * logR );
  float kelvin = R_th - V*V/(K * R)*1000;
  float celsius = kelvin - 273.15;
  delay(2000);
  // Imprimir la temperatura...
}

Para sacar en el display la temperatura he utilizado la librería Adafruit_SSD1306 que depende de Adafruit_GFX y permite hacer bastantes cosas… Eso sí, dado que mi arduino era lento (estoy usando el de 3.3v) he tenido que inicializar el display cambiando la velocidad del I2C a 400Mhz para que no se note demasiado lag (este display hay que limpiar la zona en la que escribes antes y eso quita ciclos).

Finalmente, una vez probado que funciona, mi intención es hacerlo portable, por lo que le he añadido una pila de 6v conectada a los pines «raw» y «gnd» (el pro micro tiene una entrada regulada en el pin raw) y le he montado una carcasa… Quedando de esta manera (si queréis más detalles me los pedís):

Probando cosillas con arduino beetle

Lo que veis en la foto es un arduino beeetle, bueno, realmente es una placa pro micro con menos pines de los que debería y un conector directo a usb… Como véis es muy pequeño y podéis encontrarlo por un precio bastante económico, aquí, por ejemplo.

Yo ya había utilizado antes el arduino pro micro (leonardo compatible) para simular un teclado en otro proyecto, por lo que sabía que podría utilizar este también para algo similar. Dado su tamaño y lo fácil que se camufla como un «pincho» usb podría pasar desapercibido a la vista… Así que me decidí a ir un pasito más y añadirle un poco más de hardware para controlarlo. Qué mejor que ponerle un botón para indicarle cuando quiero que «teclee algo»… Para ello me aprovecho de que los pines digitales pueden actuar como pull-up y solo tenía que conectar el interruptor entre un pin digital y tierra. En mi caso lo conecté entre el D9 y GND como se puede ver en la foto:

Hice las soldaduras por detrás para proteger un poco más los componentes, pero podría ponerse por delante teniendo un poco más de cuidado.

Una vez el hardware preparado llega el momento de hacer las cosas interesantes… Tampoco es que vaya a ser muy original, pero aquí os dejo el programa que cargué inicialmente…. Funciona en windows y lo que consigues cuando pulsas el botón es que se te abra el chrome con la página web nomorepass.com… (igual sirve como propaganda y todo).

#include "Keyboard.h"
const int buttonPin = 9;

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
  Keyboard.begin();
}

void loop() {
  while (digitalRead(buttonPin) == HIGH) {
    delay(200);
  }
  delay(100);
  Keyboard.press(KEY_LEFT_GUI);
  Keyboard.press('r');
  Keyboard.releaseAll();
  delay(500);
  Keyboard.print("chrome https>&&nomorepass.com");
  Keyboard.write(KEY_RETURN);
  delay(500);
}

Básicamente lo único que hace es esperar a que el estado del pin al que está conectado el botón pase de alto a bajo (esto es así por la configuración INPUT_PULLUP) y cuando cambia, señal de que hemos pulsado el botón, lo que hace es enviar un COMMAND+r que abre el diálogo de ejecutar de windows y luego envía el texto chrome https://nomorepass.com. Como se puede ver he tenido que transliterar los caracteres que en el teclado americano están colocados en otro sitio (un defectillo de la librería de arduino).

Visto que funciona… Pues ya solo queda hacer una cajita e imprimirla en 3d:

He dejado el diseño en thingiverse por lo que podéis aprovecharlo… Mientras, a inventarnos cosas que hacer con el trasto… «No demasiado diabólicas»..