Conexión del relé y el sensor de temperatura al Arduino YUN

Arduino YUN.

El motivo de la elección de este microcontrolador frente a otros como Arduino UNO o Arduino Leonardo es doble. En primer lugar, ya tiene incorporada una conexión Ethernet y una conexión Wifi, con lo cual, no tenemos que complicarnos la vida con shield de expansión. Además, quizás el coste del microcontrolador os parezca elevado, pero si sumais lo que os cuesta un Arduino Leonardo por ejemplo, y un shield de expansión ethernet y wifi, el total es más o menos lo mismo, con el inconveniente de que tenemos que montarlo nosotros.

En segundo lugar, Arduino YUN cuenta con una ventaja competitiva frente a todos los demás microcontroladores Arduino: además del microprocesador Atmega 32u4, viene acompañado de un procesador Atheros AR9331 capaz de ejecutar un sistema operativo Linux (en concreto, Linino). Resumiendolo: en la misma placa del tamaño de una cajetilla de tabaco, tenemos un microcontrolador Arduino, y un pequeño ordenador con Linux. Y esto nos facilitará mucho la vida en nuestro proyecto como veremos más adelante.

Recursos:

Sensor de temperatura DS18B20

Este es uno de los sensores de temperatura más utilizados en los proyectos de arduino. Es barato y hay disponibles multitud de ejemplos de código fuente de como hacerlo funcionar.

Lo más destacable de este sensor, es que puede trabajar en “modo parásito”, lo que significa que no solo le basta con un pin para enviar y recibir datos, sino que pueden el mismo pin para obtener la energía que necesita para funcionar (pin 2), aunque la velocidad de medición de temperatura se resiente en este caso y dura unos 750ms, tiempo durante el cual el sensor acumula la energía eléctrica necesaria para su trabajo. Detalles más completos sobre el funcionamiento de este sensor y como conectarlo a una placa arduino, podeis verlos aquí.

Relé para abrir y cerrar el circuito.

También necesitamos algo que actúe sobre la caldera diciéndole que tiene que encenderse o no, y para ello se utilizan los relés. No es mi intención explicar aquí el principio de funcionamiento de un relé, así que los interesados podéis informaros en la wikipedia.

Una vez más, en el mundillo arduino se puede uno construir un relé de manera artesanal, pero lo mejor es no complicarse la vida y comprar uno montado con todos sus accesorios. Nuestro proyecto es capaz de funcionar con relés del tipo High Level Trigger y Low Level Trigger.  El siguiente relé de dealextreme, es un level del tipo High Level Trigger.

Los relés de 5V son los adecuados para trabajar con placas arduino, y además debéis fijaros que sean capaces de interactuar con 220V en el otro extremo del circuito, que es el que irá conectado a la caldera. En este articulo tenéis una explicación muy buena de por que el relé tiene que ser de 5V/220V y de por que es más fácil comprar una tarjeta que montárselo uno mismo.

Este relé de dos canales es, por lo tanto, el adecuado para trabajar con pequeñas tareas domóticas, como encender y apagar lámparas, o en nuestro caso, encender y apagar nuestra caldera de calefacción.

Tarjeta MicroSD de 1Gb.

Otra de las bondades de Arduino Yun es que cuenta con un interfaz para conectar una tarjeta micro sd, y mejor aun, el sistema operativo Linino la detecta y monta automáticamente. Esto nos viene estupendo por dos motivos. El primero es que la memoria flash donde va instalado linino es solo de 16Mb, y aunque queda espacio para instalar paquetes y software, no es demasiado.

En segundo lugar y mas importante, esa memoria es una memoria flash, y como tal, tiene el numero de escrituras contadas. Por lo tanto si vamos a trabajar con ficheros de bases de datos (no es el caso) o ficheros log (si que lo es), es mejor que utilicemos un medio de almacenamiento externo, en este caso, una antigua tarjeta micro sd, de 1Gb, que hoy en día apenas tiene utilidad, pero que conectada a nuestro Arduino, es un medio de almacenamiento enorme.

Micro SD insertada en arduino YUN
En la parte inferior izquierda podeis ver la tarjeta micro sd insertada en el arduino YUN.

Como alimentar el YUN

El yun necesite una fuente de corriente de 5V. Cualquier cargador de telefono que tengais por casa, que sea de 5V y tenga conexión micro usb os vale. Si conectais una fuente de alimentación de más de 5V el Yun se estropeará, asi que avisados estais.

Durante la configuración e instalación de los scripts, podeis encenderlo conectandolo con un cable micro usb a un puerto usb de vuestro ordenador, pero cuando querais ponerlo en producción, necesitareis una fuente de alimentación de 5V.

Conectar el sensor de temperatura.

Incorpora un pequeño led que brilla tenuemente mientras se carga e energía y parpadea en rojo al realizar una lectura
Incorpora un pequeño led que brilla tenuemente mientras se carga e energía y parpadea en rojo al realizar una lectura

El montaje es muy sencillo. El pin identificado por el – es GND. El pin identificado por S es el pin de datos. Y el que queda en medio es el pin para darle corriente.

  • cable verde: une pin (-) de keyes con pin GND de arduino.
  • cable naranja: une pin (+) de keyes con pin 5V de arduino.
  • cable rojo: une pin S de keyes con pin digital 2 de arduino.
Detalle de la placa keyes con el sensor DS18B20 conectada al YUN
Se puede apreciar el led: parpadea tenuemente durante los 750ms que capta energía y destella en rojo cuando se le realiza la petición de temperatura

 

Placa Keyes DS18B20 y Arduino YUN

 

Este sensor se mostrará en la app con el nombre de wired-0. Una novedad de la version 1.4 de la app, es que puede controlar multiples sensores conectados en serie con el sensor principal. Algunos usuarios ha cableado su casa, e instalado sensores en diferentes habitaciones. Para conectar sensores cableados adicionales, simplemente teneis que conectarlos en serie, como se muestra en las siguientes fotos.

Tres sensores de temperatura conectados en serie. Podemos conectar hasta 20.
Sensores cableados adicionales
Tres sensores de temperatura conectados en serie. Podemos conectar hasta 20.

Conexión del relé.

Añadimos el relé al conjunto. Las conexiones son las mismas que utilizamos en el ejercicio de controlar una bombilla desde Android. Obviamente ahora tenemos que conectar los cables a la breadboard, ya que el pin de 5V ya esta ocupado.

  • Cable blanco: conecta el pin IN del relé con el pin digital 6 del arduino.
  • Cable negro: conexión de tierra, lo conectamos en la breadboard al lado del cable amarillo (comparte la conexión de tierra del sensor de temperatura).
  • Cable marrón: entrada de corriente del sensor, lo conectamos a la breadboard al lado del cable naranja, y por lo tanto recibe 5V de corriente.
  • Solo falta conectar el relé con los cables eléctricos que van a la caldera. Nuestra intención es que el relé trabaje en modo “Normalmente abierto”, para que si el arduino yun se apaga, la caldera también se apague. Para ello tendremos que conectar uno de los cables de la caldera al conector eléctrico NO, y el otro al conector eléctrico GND. Mas detalles en la seccion de preguntas frecuentes.
Detalle de la conexión del relé al arduino YUN
Detalle de la conexión del relé al arduino YUN
Detalle de la conexión del relé IN del relé al pin digital 6.
Detalle de la conexión del relé IN del relé al pin digital 6. El cable rojo es la conexión del pin 2 del sensor con el pin digital 2 del YUN

La única conexión que falta es la conexión con la caldera, que es análoga a la que hicimos en el ejercicio de la bombilla. El paso siguiente, es instalar todo el software que necesita el arduino yun. Para ello teneis que descargar la app de la play store, y seguir las instrucciones de este articulo.

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