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Comenzamos este blog para hablar de la parte técnica del proyecto, contar algunos de nuestros avances y la tecnología usada para desarrollar Smart Hive.

 

¿Que instrumentos utilizaremos para prototipar?

 

Inicialmente hemos utilizado Arduino y sensores para comenzar con algunos prototipos. Arduino es un elemento que nos permite de forma sencilla y económica conectar cualquier cosa a Internet. Con un Arduino y un sencillo módulo ethernet o wifi podemos conectar a Internet sensores con los que realizar mediciones, recolectar información , controlar motores...

 

Para seguir profundizando en estas tecnologías comenzamos a trabajar con Raspberry Pi un ordenador de placa reducida con el cual se pueden realizar infinidad de proyectos, esta placa tiene algunos pros y contras, a grandes rasgos destacamos la potencia y el sistema operativo (Debian Linux) que nos ofrece una raspberry Pi frente al ahorro económico y energético de Arduino es interesante conocer ambas tecnologías ya que a la hora de escalar el proyecto, trabajar con nuestra Raspberry Pi nos dará el conocimiento para poder realizar conexiones de múltiples sensores a través de Arduinos (o tecnologías similares) a nuestra placa de Raspberry por lo que trabajar con ambas tecnologías nos abre un abanico de posibilidades mayor y poder adaptarnos mejor a nuestras necesidades y entorno de trabajo.

 

 

 

 

Antes de comenzar el sistema operativo de la raspberry pi debe de cargarse correctamente en la tarjeta microSD 

 

 

 

 

Instalación en la Raspberry Pi desde un ordenador con Windows:

  • Paso 1 : Inserta la MicroSD en tu ordenador utilizando para ello un Adaptador a SD si fuera necesario.
  • Paso 2 : Descarga el programa Win32DiskImager y ábrelo.
  • Paso 3 : Pincha en el icono de la tarjeta.
  • Paso 4 : En la ventana emergente busca y selecciona tu imagen de Raspbian.
  • Paso 5 : En “Device” selecciona la letra que tu sistema ha asignado a tu MicroSD. Puedes comprobarlo en “Equipo”.
  • Paso 6 : En la parte inferior, pinchamos en “Write”.
  • Paso 7 : Aceptamos el proceso y damos permisos de usuario si se nos requieren.
  • Paso 8 : (opcional) Comprobamos nuestro correo electrónico mientras el progreso se completa.
  • Paso 9 : Cuando haya terminado, nos saldrá un pop-up indicándonos que el proceso ha terminado y podemos extraer (con seguridad) la tarjeta.

Si todo ha funcionado bien, ya tenemos preparada nuestra microSD para conectarla  a nuestra Raspberry Pi  y empezar a configurarla.

                                 Raspberry Pi Pixel desktop

Bien llegados a este punto veamos como conectar el primer sensor a nuestra Raspberry Pi hemos elegido un sensor de temperatura y humedad DHT22 para poder controlar estos parametros y climatizar la colmena.

 

Realizamos las conexiones físicas

 

 

 Comprobamos que el sensor mide correctamente vamos a emplear el código de Adafruit. Es necesario hacer lo siguiente desde la ventana de comandos:

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
cd Adafruit_Python_DHT

Hay que tener instaladas las siguientes librerías (que tal vez ya tengas instaladas):

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev python-openssl

Y ahora compilamos la librería de Adafruit:

sudo python setup.py install

Tras instalarse, probamos a ver si funciona:

cd examples
sudo ./AdafruitDHT.py 22 4

Con esto mandamos que lea los datos del sensor DHT22 (podría ser el DHT11 o el AM2302), conectado al
pin GPIO 4

Y con esto obtenemos la lectura de temperatura y humedad:

Temp=28.0*C Humidity=29.0%





NODE-RED


Una vez hemos realizado correctamente estas conexiones vamos a ver las diferentes formas que podemos
conectar los sensores con internet y como visualizar y procesar esta información

Node-red, una nueva herramienta de visualización open-source creada por el equipo de tecnologías
emergentes de IBM (IBM Emerging Technology) y que nos permite interconectar todos nuestros elementos
del Internet de las Cosas. Estos elementos pueden ser desde dispositivos hardware a APIs o servicios
online.

Abrimos el programa desde nuestra Raspberry. menu >> Programming >> Node-RED


Instalamos los modulos para conectar nuestro sensor DHT22 a traves del editor en Manage Palette, aunque tambien puede
hacerse por comandos:



Así podríamos construir la comunicación simple de nuestros módulos, aunque las posibilidades que nos
ofrece Node-RED son muy amplias, leer los datos en nuestra web a traves de herramientas como grafana
o thingspeak, comunicarnos con twitter o email por lo que es muy interesante manejar este ecosistema.



WEMOS Y THINGSPEAK 

 

 

 

La gran virtud esta placa es que incorpora un ESP8266 con los pines de Arduino, lo que nos resulta mucho mas sencillo de hacernos con ella, por lo familiar de todo y en principio debería correr con cualquier Shield que acepte 3.3V (Que deberían ser todos) y también compilar sin demasiados problemas las librerías existentes.

 

 

 

Instalamos las librerías para controlar el Wemos, la libreria ESP8266  y la DHT las instalamos desde la aplicación de Arduino 

 

La conexión fisica del sensor DHT es muy sencilla 

 








 

 

 

Una vez realizamos la conexiones y creamos nuestra cuenta en thingspeak podremos visualizar nuestros datos de temperatura y humedad, el código utilizado podemos verlo aquí:

http://www.esp8266learning.com/dht11-sensor-data-to-thingspeak-using-a-wemos-d1.php

Únicamente debemos cambiar al wemos correspondiente en nuestro caso el mini, y ver que el puerto por el que realiza la conexion con nuestro sensor es el indicado (en nuestro caso es el 4  se indica en el sensor mediante un asterisco).

 

 

 


 

Regulación de temperatura y humedad

 

Una vez hemos sido capaces de hacer las lecturas y enviar los datos de temperatura y humedad a través de internet procedemos a crear un mecanismo simple de compuertas, añadiéndole a nuestro sistema un motor motor step 28byj-48,

Los apicultores ya realizan este tipo de acciones de forma manual intentado anteponerse al clima para poder proteger a sus colmenas de subidas o bajadas de temperatura

La temperatura y la humedad dentro de una colmenas son factores muy importantes en una colmena algunos artículos muy interesantes nos hablan de ello

http://comocriar.org/regulacion-de-la-temperatura-y-la-humedad-en-una-colmena-de-abejas/

                                  

Con estos antecedentes diseñamos este sistema para que la ventilación de la colmena se pueda realizar de manera automática disminuyendo la carga de trabajo del apicultor y mejorando la climatización de la colmena

Este es el diseño del prototipo y como iria instalado en la tapa de las colmenas

 

 

Nuestro motor abre y cierra las compuertas de ventilación de la colmena, Cuando llegamos a una temperatura mínima las compuertas se cierran manteniendo el calor de la colmena y una vez superada estas se abre podemos jugar con este mecanismo añadiéndole el factor humedad consiguiendo una mejor ventilación.