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Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

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Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor segalion » Mié Dic 23, 2015 2:28 pm

Iniciando el nuevo año (2016) me he propuesto iniciar un proyecto de automatización de la piscina basado en todas las recomendaciones de este foro, y adaptado a las necesidades de mi instación.
Antes de nada, decir que una de las principales motivaciones para mi es “aprender y disfrutar” del proyecto, y fundamentalmente por esto he decidido prescindir de las increíbles prestaciones y facilidades de los easypool y piscidomo para construirme mi propio sistema. Ya sabéis, lo que me gusta el "hazlo tú mismo" ó DIY (Do It Yourself).
Actualmente tengo muy poca experiencia en este tema (sólo este verano) y me ha ido decentemente bien simplemente con pastillas de bromo en skimmer.

Después de estar barajando muchas alternativas, me he decidido por lo siguiente:
Control de:
1. Filtrado (según horario/temperatura)
2. Velocidad de filtrado (recientemente dispongo ya de la bomba de 2 velocidades). Este punto quizá sea el único novedoso respecto a todo lo que se puede encontrar en el foro, y una de las causas por decantarme por la autoconstrucción.
3. Reductor de pH (inyección por bomba peristáltica a depósito de salfumán)
4. Desinfectante líquido (inyección por bomba peristáltica a depósito de lejía)
5. Otras futuras (p.e. rellenado de pisicina por electroválvula, control de riego, y un más futurible sistema de calefacción por placas solares, también DIY).
Medición y recolección de muestras desde colector en recirculación (desde salida de filtro hacia entrada a motobomba) de:
- pH
- ORP
- Temperatura
También me interesa medición de temperatura exterior (en el interior de la cubierta de la piscina)

Y ahora la parte electrónica:
He estado analizando muchas posibilidades: arduinos, raspberry pi, etc. Y finalmente me he decantado por lo siguiente:
Unidad principal de control Raspberry PI (en adelante RPI, tengo una de las primeras modelo B que ya no uso). Prescindo de entradas y salidas analógicas y algunas ventajas más que pueda tener los sistemas arduino, pero gano toda la potencia de un sistema operativo sin límites conocidos…
Obviamente, como la RPI no tiene reloj, debo conectarla a Internet, y como la wifi está todavía más complicada (ya que no hay cobertura), tocará llevar cableado estructurado (RJ45) al cuarto de depuración (mínimo 50 m de cable).
La alimentación del sistema será con una fuente de alimentación antigua de un IOMEGA que me da 12V y 5 V, con bastante amperaje (p.e. cada relé abierto consume 68mA).
Control: mediante placa de 8 relés y un adaptador de 8 niveles (3.3V a 5V), conectados a GPIO (por el momento me harán falta solo 5 salidas, y me quedarían todavía 3 libres para futuro):
1. Control de filtrado (motor on-off) en función de hora y temperatura.
2. Control de velocidad (velocidad baja y alta), generalmente la velocidad alta un 10% del total, pero podré ir cambiando según vaya viendo…
3. Control de pH con bomba peristáltica a depósito de salfumán. Estaba pensando en una pequeñita de 12V de continua directamente alimentada por la misma fuente.
4. Control de ORP con bomba peristáltica a depósito de lejía. Otra pequeñita de 12V de continua directamente alimentada por la misma fuente.
5. Control de rellenado por electroválvula para rellenado del vaso (mediante ~220V al relé).
Medición: Esta es la parte más difícil y que más tiempo me ha llevado investigar.
La medición de pH y ORP la subcontrataré con la compra de chips dedicados a tal efecto. Me planteo inicialmente conectar a puerto serie y/o USB y posteriormente si mejoran mis habilidades, a bus I2C (por lo ampliable de éste).
La medición de temperatura será por sondas digitales conectadas a GPIO (basadas en DS18B20 y protocolo 1-wire), que podré ir aumentando según vaya necesitando (p.e. para ese futurible de circuito solar DIY).
Todos estos componentes (rPI,, fuente de alimentación, resto de chips, protoboard y cableados, irán metidos en una caja típica de las de conexiones eléctricas).

Por el momento, tengo ya:
- La RPI operativa con raspbian lite (Sistema Operativo Linux basado en Debian) en una SD de 2GB, perfectamente alimentada. Calculo que me sobra 1GB para traceo de muestras, que seguramente de para muchos años de logs…
- Protoboard y cableados necesarios
- Módulo de 8 relés y módulo de conversor de niveles (probados con wiringpi)
Y están pedidos (de camino):
- 10 sondas de temperatura waterproof
- 1 chip para conexión de sondas de pH y conexión a USB y otra para GPIOS (UART e I2C)
- 1 chip para conexión de sondas de ORP y conexión a USB.
- 1 bomba peristáltica de 12V (para probar). No tengo PWM así que no podré controlar la velocidad de inyección e irá a tope.
Me faltan todavía las sondas y tampones para calibrar, pero quiero esperar a tener la parte electrónica controlada antes de meterme a lo siguiente.

Todavía tengo muuuuchas dudas de lo que me voy a encontrar, sobre todo en el tema fontanería (portasondas, collarines, inyectores, etc.).

Aprovecho también para preguntar una duda existencial que tengo antes de montar todo este tinglado: ¿puedo continuar con las pastillas de bromo en skimmer (unos 120 cm antes de la medición de ORP), o se vería gravemente alterado? Me fastidiaría mucho tener que comprar y montar un dosificador de bromo sólo para que las mediciones de ORP fuesen “antes de la desinfección”, ya que con el tamaño de mi piscina creo que no me aporta prácticamente nada (ha consumido menos de 20 pastillas a la semana en pleno verano).

Muchas gracias a todos en el foro por la ayuda prestada.
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-Filtración: caseta subterranea anexa, bomba doble velocidad 0,25/1CV + filtro arena 550
-Tratamiento: bromo en skimmer
-Controles: pastillas ph+dpd1+salfuman a ojo
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-Proyecto en curso: Control avanzado filtración doble velocidad y ph + orp (lejia y salfuman) con RaspberryPI
-Proyecto futuro: Captador solar dinámico de bajo coste.
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Sonda pH y muestras tampon calibrado baratas

Notapor segalion » Lun Ene 04, 2016 1:24 pm

Buenos dias.

Ya me ha llegado parte del pedido así que estoy en disposicion de seguir con las pruebas.
Para comenzar a interactuar con los chips de las sondas voy a necesitar al menos una sonda. Como por el momento sólo voy a trastear me interesaba lo más barato posible y he visto las sondas de pH por 5€ de los chinos ( http://www.ebay.com/itm/141669629461 ) Como parece que vienen bastante mal calibradas (Zero-point: 7 ± 0.5PH Alkali Error: 0.2PH) y tambien me interesaba saber calibrar me he pedido tambien estas mezclas tampón de ph7 y de ph10 por 1$: http://www.ebay.com/itm/121480583223, para diluir en 250ml de agua destilada.

¿Alguien las ha probado, que me pueda orientar?
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Re: Otro proyecto de automatización (DIY)

Notapor segalion » Jue Ene 14, 2016 1:34 pm

Buenos días: aquí comparto el primer esquema de conexionado del proyecto:

El control automático de doble velocidad desde 2 reles controlados desde Raspberry pi y control manual con doble conmutador mecánico en paralelo:
En circunstáncias normales, la raspberry pi controla la puesta en marcha del filtrado según horario programado y la velocidad de la misma (alta o baja) de una bomba de doble velocidad.

En caso de mantenimiento necesario (contralavados, limpiafondos, etc.), el doble conmutador mecanico permite:
1. Forzar el encendido del motor (independientemente de lo que diga control programado).
2. Forzar la "alta velocidad" (independientemente de lo que diga control programado de la RPI en ese momento)

RPI_pool_v1.png
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Re: Otro proyecto de automatización (DIY)

Notapor ferfo » Sab Ene 16, 2016 9:36 pm

Hola segalion,

Muy interesante tu proyecto, lo seguiré atentamente en su desarrollo ya que estoy en proceso de construcción de mi propio charco, viewtopic.php?f=28&t=3873 el cual pienso dotar de un alto nivel de automatización, aunque en principio pienso automatizar todo lo que pueda mediante el sistema "Piscidomo" comercializado en esta web, y ampliamente probado por una parte importante de foreros.

Comentarte que aunque mis conocimientos de electrónica no son como los tuyos :rolling: en lo que hace referencia a la alimentación de todo tu sistema de una sola fuente, puedes encontrarte un día, con una avería en la fuente de alimentación general y quedarte con todo el sistema patas arriba, como me paso a mi, en mi sistema de videovigilancia, el cual alimento ahora individualmente después de la avería que ademas causó la muerte de varias cámaras, en fin... es mi opinión

Aprovecho también para preguntar una duda existencial que tengo antes de montar todo este tinglado: ¿puedo continuar con las pastillas de bromo en skimmer (unos 120 cm antes de la medición de ORP), o se vería gravemente alterado? Me fastidiaría mucho tener que comprar y montar un dosificador de bromo sólo para que las mediciones de ORP fuesen “antes de la desinfección”, ya que con el tamaño de mi piscina creo que no me aporta prácticamente nada (ha consumido menos de 20 pastillas a la semana en pleno verano).


Si tu instalación te lo permite podrías instalar un dosificador automático de bromo, en el foro hay mucha literatura sobre el tema

Saludos
ferfo
 
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Re: Otro proyecto de automatización (DIY)

Notapor segalion » Lun Feb 01, 2016 6:56 pm

Hola Ferfo.

Impresionante la construcción de tu "charco"... Lo tuyo sí es un "haztelo tu mismo"!!!
Gracias tambien por la recomendación de la fuente de alimentación. Le daré una pensada.
Decir que lo que estoy haciendo yo es más una diversión que un proyecto por decir de alguna manera "serio". Por supuesto, recomiendo las alternativas de automatizacion que se proponen en el foro (piscidomo, easypool) por ser mucho más fiables, sencillas de implementar y controlar, y seguro que tambien más económicas que lo que yo estoy haciendo. Soy consciente de que no voy a poder tener muchas garantías de estabilidad con este engendro, pero siempre voy a tener el temporizador manual "en paralelo"controlando la bomba, que es al fin y al cabo de lo que parto actualmente.

Solo para gente que quiera trastear, aprender, y le gusten estas cosas creo que puede resultarle interesante este proyecto.

Por cierto, actualizando un poco el estado, sigo a la espera de las muestras de calibrado de pH y alguna cosillas más (conectores dupont y resistencias).
Por el momento he visto que leo valores de la sonda china (pH=4.8xxx y de 14.000 cuando la desconecto), y que puedo "controlarlas" con minicom y con python de forma muy sencilla.

Tambien estoy probando las sondas de temperatura... Son increíblemente curiosas: básicamente las encanchas en paralelo a un único pin GPIO (todas las que quieras) y con modulos linux aparecen como archivos por su nº de serie, y al leer cada archivo te dice la temperatura... Para quien quiera trastear y ampliar... https://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-11-ds18b20-temperature-sensing/hardware y un monton de literatura si buscas "arduino raspberry DS18B20"

Tampoco quiero aburrir demasiado, pero el tema de "acceso y control desde internet" he encontrado una pequeña joya de proyecto: "Pilight" https://www.pilight.org/
que aunque está muy pensada para automatización con controles de radiofrecuencia baratos (típicos de RF443), tiene un modulo web muy intuitivo y sencillo y es con el que estoy trasteando y con el que me planteo controlar manualmente motores y leer parámetros de la piscina, desde movil, internet, etc.

Cuando tenga algo de tiempo trataré de poner la lista de materiales que me han ido haciendo falta...
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Re: Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor segalion » Vie Feb 05, 2016 10:19 am

Conseguido: pilight funcionando!!!

Ya controlo por web (los GPIOs y por tanto los reles que accionan los motores)... Por el momento son 4:
- Filtrado.
- Velocidad del motor.
- Inyección de Cloro.
- Inyección de Salfuman.
Este es un pantallazo de la primera configuración...
Es un interfaz web muy simple y funcional, que va muy bien incluso en móviles... Tiene un moton de posibilidades: control de temperatura exterior (de la web) ciclos de luz (anochecer y atardecer)... P.e. creo que se puede hacer que no se pueda accionar las inyecciones cuando el filtrado está en off.

Sorprendido me hayo.
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Re: Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor ferfo » Vie Feb 05, 2016 11:08 pm

Todo un genio de la electrónica :bravo: :sabio:

Saludos.
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Re: Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor oxiura » Vie Feb 12, 2016 10:19 pm

Muy interesante tu proyecto

He mirado los reguladores de pH y ORP y solo encuentro para Arduino. ¿Como lo haces tú? Puedes mandarme los enlaces donde los has comprado?

Otra cosa: Crees que con una bomba de 12 V puedes inyectar en una tubería a presión que sale de la bomba de la depuradora?

Saludos
-Localización: Baena (Córdoba)
-Entorno: Urbanización
-Vaso: Hormigón proyectado. Gresite. 8 x 4 x 1,5 ( 45 m3)
-Filtración: Filtro arena.
-Tratamiento: Bromo dos etapas (activador lejía)
-Controles: Sondas pH y ORP . Dosificación: Bomba peristáltica y Bomba membrana
-Antigüedad agua: verano 2013
-Instalaciones:
-Observaciones:
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Re: Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor segalion » Mar Feb 16, 2016 10:38 am

oxiura escribió:Muy interesante tu proyecto

He mirado los reguladores de pH y ORP y solo encuentro para Arduino. ¿Como lo haces tú? Puedes mandarme los enlaces donde los has comprado?

Otra cosa: Crees que con una bomba de 12 V puedes inyectar en una tubería a presión que sale de la bomba de la depuradora?

Saludos

Hola oxiura.

Realmente creo que te refieres a los lectores de PH para conectar a sistemas arduino/RPI. Yo he hecho una profunda prospección en internet y sólo he encontrado ésto (en ámbitos de presupuesto razonables...):

1.https://groups.google.com/forum/#!forum/colectivo-telefonica-data
Solo control de pH (no ORP). interfaz puerto serie (para arduino y RPI)
2.https://www.sparkyswidgets.com/product/leophi/
Es realmente un arduino (leonardo), por lo que tendría posibilidad de todos los interfaces (USB, serie, I2C). No hay versión ORP, pero sí de EC (electroconductividad, aunque no hay mucha referencia de esta medida en el foro...)
3. http://www.atlas-scientific.com/ph.html
Con una arquitectura modular, permite integración usb, serie y I2C, tiene muchas alternativas de medición entre ellas ORP ( http://www.atlas-scientific.com/product_pages/circuits/ezo_orp.html ).

La última opción es la que he adquirido yo, y por el momento estoy muy satisfecho. Las he integrado mediante dos interfaz USB (aparte), y me estaba planteando usar en una de ellas el puerto serie (GPIO) de la raspberry para dejar un puerto USB libre para otra virguería que se me estaba ocurriendo...

Respecto del motor, la verdad es que no te puedo decir... Cuando lo pruebe te diré. A priori solo sé las especificaciones que son caudal de 6 litros/hora y 3,6 W de consumo de potencia (que darían una idea de su posible potencia real), parámetros creo que similares a los de bombas peristálticas sencillas de 220V.
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Re: Proyecto de automatización con raspberry pi (DIY)

Notapor segalion » Mar Feb 16, 2016 1:02 pm

Un ejemplo simple del código (python) que hace una lectura de pH y actualuza el valor en la web.
Código: Seleccionar todo
#!/usr/bin/python
import serial
import os
usbport = '/dev/ttyUSB0'
ser = serial.Serial(usbport, 9600)
ser.write("R\r")
line = ""
while True:
     data = ser.read()
     if(data == "\r"):
           print line
           break
     else:
           line = line + data
ser.close()
ph=float(line)
if ph>7.1 and ph<7.4:
        color = "green"
elif ph>7.0 and ph<7.8:
        color = "orange"
else:
        color = "red"
os.system("pilight-send -p generic_label -i 100 -l pH=" + line + " -c " + color)
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