Monitorear la temperatura en un sitio remoto por medios "improvisados"

En 2019, cuando era posible salir sin un pase, me pidieron que hiciera un monitoreo remoto de la temperatura en la casa del pueblo. Las condiciones fueron las siguientes. Hay una casa privada con internet, en la casa hay una caldera de gas para calefacción. La caldera mantiene una cierta temperatura en el sistema de calefacción, encendiéndola y apagándola periódicamente. En el estado apagado, la mecha en espera está encendida. La campana se instala con errores, por lo que un fuerte viento del exterior sopla periódicamente la mecha y la calefacción deja de funcionar. Para que en invierno el agua en el sistema de calefacción no se congele, debe encender manualmente la mecha.

En esta casa, las personas aparecen una vez al mes, por lo que no puede prescindir de un sistema de monitoreo. A continuación, la declaración del problema y su implementación de la manera más "perezosa" que encontré en 2 meses.


Enunciado del problema
Si la mecha se apaga, la temperatura en la casa comienza a disminuir gradualmente. Cuando cae por debajo de 15 grados, envíe una notificación de "correo electrónico" al "cliente". El "cliente" mismo toma una decisión, ya sea para ir solo o para llamar a los vecinos que encienden la mecha. Condición principal: “Sin configuración. Lo traje, lo encendí y todo funciona ".

Selección de base de elemento
Tenía 2 meses para el desarrollo (la tarea se estableció en el otoño, estaba lejos de las heladas). En esta situación, el ESP8266 ruega por sí mismo. Hay wifi en la casa, las bibliotecas para medir la temperatura están escritas para varios sensores. Tenía un sensor de temperatura ESP y un sensor de temperatura DS18b20, así que pospuse este proyecto por un tiempo debido al trabajo en el trabajo principal. Pasaron casi 2 meses y era hora de entregar una solución preparada, pero no comencé. Miré a mi alrededor y decidí usar una solución preparada con algunas modificaciones. Tenía un controlador doméstico inteligente basado en Z-Wave gratuito. Consiste en RaspberryPi y una placa de expansión para él, lo que lo convierte en un controlador doméstico inteligente. RaspberryPi comprado en Avito por 1500r. Hace medio año, y tenía una placa de expansión usada. Nuevos costos 6000r.



Si compra todo en la tienda, entonces el precio es de aproximadamente 13000r. y se llama el "Controlador RaZberry".
No tenía un sensor de temperatura listo compatible con la onda Z.

Lo hice sobre la base de ZUNo (en la tienda alrededor de 3000r., Obtuve uno de los prototipos de forma gratuita) y un sensor de temperatura sellado DS18B20.


ZUNo es una placa compatible con Arduino con un transceptor de radio incorporado. El boceto para ella se realizó sin cambios en el sitio web del fabricante ( https://z-uno.z-wave.me/examples/1-wire-ds18b20-temperature-sensor/) A partir de este boceto, ZUNo sondea el sensor de temperatura cada 30 segundos y envía una notificación al controlador por radio. ZUNo no duerme mientras espera. Soy yo que el boceto es primitivo, no ahorra recursos ni en el microcontrolador ni en la electricidad. ¡Pero él hace exactamente lo que necesito!
ZUNo "perfectamente" lleno de adhesivo termofusible en una caja de plástico.

Sacó 2 cables de la caja: alimentado por USB y un sensor de temperatura. Resultó de manera confiable, por lo que no da miedo soltarlo y se ve decente.

El controlador conectado a través del cable Ethernet al enrutador. El cable no pudo ser utilizado. RaspberryPi puede usar wifi. Pero dado que el requisito principal fue "activado y olvidado", no me arriesgué preconfigurando la red wi-fi en raspberryPi.
RaspberryPi se conectó a una "carga" de 2 amperios desde el teléfono. El sensor de temperatura consume hasta 50 mA, por lo que está conectado al conector USB RaspberryPi.

Configuración de frambuesa
La imagen fue tomada de aquí storage.z-wave.me/z-way-server llama "razberry.img.zip".
Luego, instalé la imagen en la tarjeta SD para RaspberryPi.
Si RaspberryPi ha comenzado, también se lanzará el servidor Z-way (software para el hogar inteligente). Pero es una versión antigua, necesita ser actualizada. En la configuración hay un botón para actualizar, pero nadie lo usa y no funciona.

Es mucho más "conveniente" utilizar las instrucciones para la actualización. Ella esta en esta direccion. Para ingresar los comandos descritos en este manual, debe abrir un terminal en RaspberryPi. Esto se puede hacer a través de ssh o conectando un monitor con un teclado. El segundo monitor y el teclado siempre están conmigo, a diferencia del enrutador, así que elegí la segunda opción. Como estoy desarrollando un sistema integrado desatendido, debe proporcionar un temporizador de vigilancia para aumentar la confiabilidad. De todos modos, RaspberryPi no es un controlador industrial y el sistema Z-wave, tampoco se recomienda usarlo en decisiones críticas; contaré con bloqueos periódicos, que solo pueden salir reiniciando el software o todo el sistema operativo en RaspberryPi. Reiniciaré todo el sistema operativo todos los días a las 12:00.
Para hacer esto, agregué una línea al archivo ejecutado después del inicio del sistema operativo.

#sudo vi /etc/rc.local
shutdown -r 12:00

Comandos vi básicos

«i»- vi
«:wq!» – vi

El sensor de temperatura montado basado en ZUNo tampoco es ideal, si lo conecta al RaspberryPi, se reiniciará todos los días. Por lo tanto, mejora en gran medida la fiabilidad del sistema en su conjunto. El sistema operativo sigue siendo el punto débil, si se congela y no se reinicia a las 12:00 no hay nada que hacer. Hay que llamar a un "especialista" para distorsionar la comida. Sin embargo, este sistema operativo ha sido probado y depurado mejor que los otros componentes de este proyecto (espero). Tienes que correr este riesgo.

Configuración del software del servidor Z-way

Para ingresar a la parte gráfica del software del servidor Z-way, energizó el equipo y después de unos minutos usó el servicio. Este servicio busca RaspberryPi con un servidor Z-way que se ejecuta en la red local y muestra sus direcciones IP. También puede conectarse a un RaspberryPi remoto aquí. Para configurar esto, elegí un RaspberryPi local. Establezca un nombre de usuario y contraseña y recordó la identificación de seis dígitos. Esto es suficiente para una conexión remota.

ID para conexión remota.

1) Se agregó un sensor de temperatura. Esta es una acción estándar.

2) Aplicaciones agregadas-> Aplicaciones locales-> Correo electrónico ME

3) Especificó el nombre del elemento y la dirección de correo electrónico con el texto de la carta
4) Agregó la condición bajo la cual se enviará la carta. Nada muy complicado


Verificación final
Conectó RaspberryPi a un enrutador a través de un cable, energía aplicada, conectó un sensor térmico.
Enfrié el sensor de temperatura y recibí una carta, luego una más y otra. Mientras la temperatura sea inferior a 15 grados, el "cliente" recibirá cartas. Está bien, no te lo puedes perder. (Mirando hacia el futuro, diré que el cliente tampoco tenía correo, así que recibí varios cientos de cartas de mi "creación". Mi cliente de correo las apiló convenientemente en cadenas y no causó ninguna molestia).
Para ver rápidamente la temperatura de la casa en el teléfono, instalé la aplicación Z-way.

No puedo decir que sea rápido, conveniente, pero le permite conectarse de forma remota al servidor Z-way en RaspberryPi y observar la temperatura.

Resumen
Durante 2 noches, mirando a mi alrededor, ensamblé un sistema de monitoreo de temperatura para un objeto remoto. Anteriormente, ZUNo y el controlador Razberry se consideraban juguetes caros. Pero después de la retirada solemne de mi equipo del puesto de "combate", donde varias veces determinó el mal funcionamiento del sistema de calefacción durante la temporada de invierno, estos productos me respetaron. Y hay algo que respetar. Internet y la luz desaparecieron periódicamente, pero después de la reanudación de la presentación, se restableció la comunicación. Ahora desmantelé este "complejo" en piezas de repuesto y entendí su principal fortaleza. Con una placa controladora Razberry que se puede insertar en RaspberryPi, o mediante un adaptador UART a cualquier computadora, uno o dos ZUNo, un conjunto básico de sensores y actuadores más simples, puede resolver el problema rápidamente.No me gusta la palabra "fácil" y no tengo la experiencia de usar equipos "inteligentes" de otros fabricantes, pero en 2 días recibí un conjunto de equipos ya listo que es suficiente para conectarse a la alimentación, así como una aplicación en un teléfono inteligente, una aplicación web en una computadora y notificaciones por correo electrónico.