Vamos a trabajar conceptos de agricultura de precisión:

• Medida del estado del terreno utilizando sensores: humedad, temperatura, ph
• Control de riego, administración precisa de productos fitosanitarios, abonos, ...
• Control del estado del terreno y de las plantas utilizando fotografía por drones
• Agrivoltaica

Esta placa ESP32 STEAMAKERS es una versión muy completa de las ESP32 que conocemos.

Tiene formato Arduino UNO para así poder usar los shields/escudos que ya tengamos.

Además incluye un conector para tarjeta SD y permite medir su propio consumo.

Como vemos en las imágenes, dispone de conexión sencilla para sensores de tres pines.

Además se han desdoblado los pines I2C para facilitar la conexión de los dispositivos I2C cada vez más frecuentes.

Las características más importantes de esta placa son:

• Microcontrolador Tensilica Xtensa 32-bit LX6 a 160MHz.
• Conectividad Wifi 802.11 b/g/n/e/i.
• Conectividad Bluetooth 4.2 y modo BLE.
• Zócalo para tarjetas µSD.
• 14 entradas y salidas digitales con alimentación.
• Conector serie hembra con alimentación.
• Conector I2C para conectar hasta 5 dispositivos a la vez sobre la misma placa.
• Conector hembra I2C para conexión de una pantalla OLED.
• Conector de Reset.
• Conector de 5V
• Conector de 3.3V
• Interruptor 3.3-5V seleccionable para cambiar entre estas dos tensiones en algunos pines de alimentación.
• Entradas y salidas analógicas.
• Sensor Hall y de temperatura integrado.
• 2 convertidores Digital-Analógico (DAC) de 8 bits.
• 16 convertidores Analógico-Digital (ADC) de 12 bits.
• 16 canales PWM.
• 2 UART.
• 2 canales I2C.
• 4 canales SPI.
• 448Kb ROM.
• 520 KB SRAM.
• 8KB+8KB SRAM en RTC.
• 1kbit eFUSE.
• 512 bytes Memoria Flash (EEPROM).
• 10 sensores táctiles.
• 4 temporizadores internos de 64 bits.

Incluye un ACS712 conectado a los pines io39 para medida de voltaje e io36 para intensidad y así poder determinar el consumo en cada momento.

Comenzaremos usando ArduinoBlocks.com: una herramienta de programación con bloques ideal para iniciarse.

Instalamos ArduinoBlock Connector

Creamos nuestra cuenta

Creamos proyecto personal con la placa ESP32 STEAMakers

Documentaremos la descripción del proyecto y los componentes que vamos a usar

Conectamos un led RGB

Led 19 Steamakers

Vamos a controlar ahora el brillo de un led analógicamente

Además vamos a enviar datos a la consola

led 19 PWM

Activamos la consola, seleccionamos la velocidad adecuada y pulsamos "Conectar"

Son 3 leds de colores Rojo, Azul y Verde en un único encapsulado, con una de las patillas conectadas, en nuestro caso es el pin negativo. Deberíamos conectar unas resistencias en serie para limitar la cantidad de corriente y el voltaje que llega al led.

Podemos crear colores combinando el brillo de cada uno

Para controlar mejor el color del led vamos a crear una función, que es una manera de reutilizar nuestro código muchas veces de manera sencilla

Proyecto: led RGB con función

Se trata de una resistencia cuyo valor cambia dependiendo de la cantidad de luz que reciba o LDR, se la suele llamar también célula fotoeléctrica y se usa en multitud de lugares, como sensores de paso, activación de luces automática,...

El montaje requiere de un divisor de tensión, que es una resistencia que equilibra el valor de la LDR para facilitar la medida en el punto medio. La resistencia debe tener un valor similar al del LDR.

Para determinar su rango o el umbral deberemos medir los valores que obtenemos en las condiciones reales.

Programa: LDR

Este sensor mide la conductividad del suelo, lo que suele ser proporcional a la humedad de este.

Mediremos los valores del suelo seco y con el nivel de humedad que deseamos para determinar el umbral.

Programa: humedad

Es un típico sensor que nos permite medir el nivel de agua de un depósito.

La familia de sensores DHT está formada por sensores de temperatura y humedad de bajo coste y que se usan en multitud de dispositivos. Tienen un característico encapsulado de plástico, de diferente color según los modelos. Los diferentes sensores de la familia tienen diferente precisión a la hora de medir.

Todos tienen en común que para comunicarse utilizan un protocolo digital (un lenguaje digital de 1 y 0, organizados de una manera concreta en el tiempo.), y requieren de un único pin digital.

Para comunicarnos con ellos necesitaremos un módulo que implemente este protocolo de comunicaciones.

También es algo característico que tiene 4 patillas pero que sólo usaremos 3 de ellas: Vcc, GND y Data.

Podemos alimentarlos entre 3 y 5V.

No podemos medir demasiado rápido con ellos, recomendándose que se deje al menos 1 segundo entre medidas.

El DHT22 (también llamado AM2302) tiene una resolución aproximada de 0.5º al medir temperatura y del 2% en la humedad, como podemos ver en su hoja de datos (datasheet)

El DHT11 tiene una resolución aproximada de 2º para la temperatura y 5% en la humedad, como podemos ver en su hoja de datos

Los podemos encontrar en formato módulo donde el fabricante suele incorporar una resistencia que mejora la calidad de la comunicación, sólo añade 3 terminales externos y añade los nombre de las patillas:

Cuando los compremos debemos asegurarnos de conocer cual es cada patilla, puesto que distintos fabricantes no respetan la misma disposición de los terminales.

Si no respetamos la polaridad en la alimentación no sólo no funcionan, sino que se queman y quedan inservibles.

Vamos a hacer un sencillo montaje

El programa:

Programa: DHT

Si vemos que se producen errores:

Programa v2: DHT11

1. ¿Qué es un relé? un relé es un interruptor eléctrico que podemos accionar electrónicamente con una pequeña corriente y que funciona casi siempre electromecánicamente (un electroimán que atrae un contacto eléctrico) de ahí el 'clic-clic' que hacen al funcionar.
2. Uso: los usaremos para controlar dispositivos que necesitan más potencia que nuestra placa y/o que funcionan a mayores voltajes.
3. Control: para activar/desactivar los relés sólo tenemos que activar/desactivar el pin de nuestra placa al que está conectado
4. Alimentación y Consumo: el control de varios relés requiere de una mayor potencia de la que puede suministrar el puerto USB, por lo que usaremos un alimentación más potente si es posible.
5. Puesto que las señales de control de las placas son de 3.3V pudiera ser que algunos relés no se activen correctamente, aunque la mayoría sí. Lo que es importante es que alimentemos el relé (patilla V o Vcc) con 5V.

Una aplicación directa de lo que hemos visto activando leds, puede ser controlar un módulo con varios relés al mismo tiempo.

Como hemos dicho, un relé es un dispositivo que nos permite controlar un dispositivo conectado a la corriente con una salida de nuestro dispositivo y sus modestos 5 voltios. Es decir, el relé actúa como un interruptor electrónico y al activar la patilla que lo controla se cierra el contacto que deja pasar la corriente al dispositivo

En el montaje del ejemplo vemos como el relé 1 actúa como interruptor del circuito de alimentación de la bombilla. Al activar la salida 18, que controla el relé 1 (por estar conectada a IN1) cerrará la salida del relé y la alimentación llegará a la bombilla. Podemos poner la alimentación desde un enchufe o desde cualquier otra fuente de alimentación. Los relés funcionan como un interruptor eléctrico.

Los dos circuitos eléctricos, de alta potencia (el motor) y el de baja potencia (la placa) están aislados entre sí. No obstante hay que tener cuidado al manejar la parte de alto voltaje/potencia

import machine

pin_reles = (18,19,23,5)
reles = []
for pin in pin_reles:
    rele = machine.Pin(pin,machine.Pin.OUT)
    reles.append(rele)

reles[0].on() # Encendemos la bombilla

reles[0].off() # Apagamos la bombilla


reles[2].on() # Encendemos el relé 2

Y con esto ya estamos abriendo la puerta a la domótica...

Hay que comentar que algunos relés tienen lógica invertida, es decir, cuando activamos la correspondiente entrada Inx se desactiva el relé y al revés. Suelen indicarse como "Relés de activación de nivel (trigger) bajo".

Versiones:

• Tiempo
• Humedad del suelo
• Humedad y lluvia

¿Qué es IOT?

¿Qué es MQTT?

Publicación de la Acceleración en adafruit.IO con MQTT