25 ene 20 Integración de una estación meteorológica doméstica en el sistema de domótica
Estas Navidades me han regalado una estación meteorológica casera, de las que tienen capacidad para mostrar temperatura y humedad tanto en interior como en exterior, esto último mediante un módulo externo que se deja a la intemperie, y que transmite la información a la estación mediante señal de radio a 433 MHz. Aparte de por el regalo en sí, este tipo de estaciones me venía interesando desde hace bastante tiempo por el hecho de enviar la información utilizando la banda antes mencionada, de la que dispongo unos cuantos receptores. Así que en cuanto abrí el regalo supe que iba a invertir algo de tiempo en intentar integrar el sensor externo en mi sistema de domótica.
Mi nueva estación meteorológica
Tras investigar un poco sobre este tipo de estaciones, encontré que la mayoría de ellas hacen uso de protocolos de comunicación bien definidos y relativamente estandarizados, lo que hace que sea razonablemente sencillo encontrar información sobre las mismas, e incluso implementaciones de dichos protocolos para entornos linux o arduino. Dicho lo cual, empecé a hacer algunas pruebas de implementación de un sistema que permitiera recibir la información del emisor externo. Las primeras pruebas las hice con un receptor basado en arduino y un módulo 433 MHz, más la librería rc-switch que tan buenos resultados me había dado en el pasado. No fue este el caso, ya que al intentar capturar paquetes enviados por la estación el programa de captura de paquetes basados en esta librería producía un error de desbordamiento, siendo incapaz de recibir correctamente el datagrama. Hice algunas pruebas en bruto con otras librerías, entre las que se incluían algunas diseñadas específicamente para alguno de los protocolos de envío antes mencionados, con resultados igualmente infructuosos.
NodeMCU con receptor a 433 MHz y módulo externo de la estación
Ante ello, no me quedó más remedio que cambiar el enfoque. Tocaba acometer el problema desde una perspectiva más basica. Así que me tocó desempolvar un receptor RTL SDR que compré hace algún tiempo para un proyecto similar, e intentar hacer una captura del datagrama a nivel de onda enviada, e intentar decodificar la misma (tirando para ello de programas como Gqrx, audacity, y algo de tiempo. Sin embargo, tuve algo de suerte, y tras seguir investigando un poco más, encontré una referencia a un proyecto, rtl_433, que se dedica a decodificar el tráfico de dispositivos que envían información en esta banda.
Captura de pantalla de rtl_433 capturando tráfico
Tras una instalación sencilla en mi equipo con Debian (apt install rtl_433), y tras conectar el receptor RTL SDR al mismo, tuve la suerte de que el programa tuviera perfectamente identificado el tipo de protocolo que mi estación estaba utilizando, en concreto el protocolo “Kedsum Temperature & Humidity Sensor, Pearl NC-7415″. Trasteando un poco con el programa, pude tener algo más de información sobre este protocolo, a saber:
Frame structure:
Byte: 0 1 2 3 4
Nibble: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Type: 00 IIIIIIII BBCC++++ ttttTTTT hhhhHHHH FFFFXXXX
- I: unique id. changes on powercycle
- B: Battery state 10 = Ok, 01 = weak, 00 = bad
- C: channel, 00 = ch1, 10=ch3
- + low temp nibble
- t: med temp nibble
- T: high temp nibble
- h: humidity low nibble
- H: humidity high nibble
- F: flags
- X: CRC-4 poly 0×3 init 0×0 xor last 4 bits_Modulation = OOK_PULSE_PPM,
-Short_width = 2000,
-Long_width = 4000,
-Gap_limit = 4400,
-Reset_limit = 9400,
Bien, ya tenía identificado claramente el protocolo, y aquí puede verse una captura de la señal recibida:
root@asustinker:/etc/systemd/system# /usr/local/bin/rtl_433 -R 57
rtl_433 version 19.08-147-g639ab8a branch master at 202001210044 inputs file rtl_tcp RTL-SDR
Use -h for usage help and see https://triq.org/ for documentation.Consider using “-M newmodel” to transition to new model keys. This will become the default someday.
A table of changes and discussion is at https://github.com/merbanan/rtl_433/pull/986.Registered 1 out of 145 device decoding protocols [ 57 ]
Found Rafael Micro R820T tuner
Exact sample rate is: 250000.000414 Hz
[R82XX] PLL not locked!
Sample rate set to 250000 S/s.
Tuner gain set to Auto.
Tuned to 433.920MHz.
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time : 2020-01-25 15:24:00
model : Kedsum Temperature & Humidity Sensor ID : 226
Channel : 1 Battery : OK Flags2 : 129 Temperature: 60.20 F Humidity : 78 % Integrity : CRC
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Bien, esto me planteaba dos problemas: el primero es que la información recibida de temperatura estaba expresada en grados Fahrenheit, por lo que necesitaba hacer una conversión a Celsius. Y por otro lado, el poder transmitir esta información a mi plataforma de domótica, preferentemente a través de MQTT. Este segundo problema quedó solucionado mediante la capacidad del programa rtl_433 de encapsular la información en un JSON, que puede ser retransmitido posteriormente. En mi caso, lo hice mediante un servicio linux que lanza el programa rtl_433 con las opciones adecuadas (formato JSON, protocolo 57 -Kedsum-, e incrustando la hora UTC), que mediante un pipe es procesado por el cliente MQTT mosquitto y enviado a mi servidor MQTT, a un topic específico:
“/usr/local/bin/rtl_433 -R 57 -F json -M utc | /usr/bin/mosquitto_pub -l -h servidor_mqtt -t topic”
…donde posteriormente es procesado gracias a Node Red, en el que se hace la conversión a Celsius, se obtiene también la sensación térmica, y se inyecta la información resultante en formato JSON en un topic específico:
var data=JSON.parse(msg.payload);
//Datagram example: {“time” : “2020-01-22 19:27:58″, “model” : “Kedsum Temperature & Humidity Sensor”, “id” : 226, “channel” : 1, “battery” : “WEAK”, “flags” : 66, “temperature_F” : 54.600, “humidity” : 79, “mic” : “CRC”}
temp_value=((data.temperature_F-32)*5/9).toFixed(2);
humidity=data.humidity;HI = 0.5*(data.temperature_F + 61.0 + ((data.temperature_F-68.0)*1.2) + (humidity*0.094))
HIc = (((HI)-32)*5/9).toFixed(2); // converting to Celsiusvar thing = {
temp: temp_value,
humidity: humidity,
heatindex: HIc
};
msg.payload=thing;return msg;
…y el resultado de todo esto fue un… ¡exito! Pasé a conectar el receptor RTL SDR a mi Asus Tinker Board donde tengo implementado el sistema de domótica, con excelentes resultados. El sistema, emplazado en la segunda planta de casa, es capaz de recibir las señales del receptor externo emplazado en el patio.
Asus Tinker Board con receptor RTL SDR
Por otro lado, quedaba la integración en el sistema de domótica Home Assistant. En este caso, se trataba de alto tan simple como crear los nuevos sensores en base a la suscripción al topic MQTT de salida definido en el flujo Node Red. El resultado, como no podía ser menos, fue perfecto:
Información mostrada en Home Assistant de la estación meteorológica
Gráfica de la información histórica recibida
Este artículo podría haber quedado aquí, pero no me encontraba completamente satisfecho con el resultado, ya que me daba la impresión de que utilizar el receptor RTL SDR solo para este propósito era matar moscas a cañonazos. Mi idea originaria era usar un ESP8266 junto con un módulo RF de 433 Mhz para recibir estas señales, y decodificarlas en el mismo, para inyectar la información directamente en el servidor MQTT, y no tener que dar tantos saltos (RTL SDR -> JSON -> MQTT -> Node Red -> MQTT). No tuve éxito en encontrar una codificación del protocolo bajo el nombre de Kedsum, pero sí la tuve con Pearl NC-7415. Encontré un hilo en un foro de Arduino en alemán, que hablaba precisamente de ello: Dekodieren Temperatursensor von PEARL NC7427(NC7415) 433MHz. Gracias, Google Translate. 
En este hilo pude encontrar alguien que había decodificado exitosamente el protocolo, y que compartía el código. Lo descargué y lo probé y… ¡funcionaba perfectamente! Solo tuve que hacer una modificación menor para realizar la conversión de Fahrenheit a Celsius, calcular la sensación térmica, e inyectarlo en el topic MQTT (el original no hacía nada de esto, se limitaba a mostrar la información por pantalla). Y de nuevo, éxito:
Información recibida en ESP8266 y RF, enviada a servidor MQTT
Sin embargo, esta vía tiene un problema: el receptor apenas es capaz de recibir la señal cuando se encuentra a unas pocas decenas de centímetros del emisor externo. Así que en la práctica ahora mismo es inusable. He probado con varios formatos de antena acoplados al módulo (173mm de largo, en hilo recto, en espiral…) con resultados bastante pobres. Tengo encargada en aliexpress una antena específica, pero aún tardará algunas semanas en llegar. Espero poder reportar mejoras una vez la reciba. 
Etiquetas: 433 mhz, arduino, asus tinker board, audacity, debian, esp8266, gqrx, home assistant, kedsum, mqtt, node-red, nodemcu, rtl sdr, rtl_433
12 ene 20 Platos gravel para la Super BH L6000
Escribía hace algún tiempo sobre la restauración de una Super BH L6000 que había pertenecido a uno de mis tíos, y que había igualmente adaptado para su uso como gravel, ya que no soy especialmente aficionado al ciclismo de carretera. La restauración quedó estupenda, pero pronto pude comprobar que el uso de los platos de carretera originales (52-42) no era lo más adecuado para su uso en campo. Cuando la pista tiraba algo más de la cuenta para arriba, la cosa se complicaba bastante. Así que decidí comprar unos platos específicos para gravel, de la nueva gama Shimano GRX. El desmontar los platos antiguos dio algo de guerra, ya que se encontraban tremendamente agarrados al eje del pedalier, pero finalmente pude sacarlos y reemplazarlos por los nuevos, junto con el eje del pedalier. El resultado es bastante bueno, aunque con unos platos en plata hubiera quedado mejor:
Super BH L6000 Gravel en la Cañada Real de las Islas
Y no pude menos que salir a rodar con ella esta mañana. Fría (en torno a 3ºC cuando salí), pero despejada y excelente para rodar. A lo tonto, a lo tonto, hice una etapa de 50 kms. rodando entre Las Pajanosas, Gerena y Valencina, combinando recorrido por vía verde, cañadas, senderos, asfalto y la ruta del agua. Precisamente la idea para la que están concebidas las gravel.
Super BH L6000 Gravel en Gerena
Un resultado excelente. Para llevar 6-7 semanas sin rodar, he batido algunas marcas personales en diversos tramos. Y eso con una bici de los años 80 reconvertida.
Etiquetas: cañada real de las islas, gerena, gravel, las pajanosas, ruta del agua, shimano grx, super bh l6000, vía verde de itálica
03 ene 20 Canción del día (XXXIX)
Empezamos 2020 con un tema que me lleva persiguiendo desde hace algún tiempo. Lo escuché por primera vez en la radio, no supe identificarlo a la primera, pero su guitarreo mezclado con melodías celtas no me dejó indiferente. Me sonaba extremadamente irlandés. Unas semanas después volví a escucharlo (ventajas e inconvenientes de las radiofórmulas), y esta vez sí fui capaz de tirar del hilo para llegar hasta él. Un temazo de Gary Moore, famoso guitarrista norirlandés -no me engañaba cuando decía que me sonaba irlandés- de bandas como Thin Lizzy, Colosseum II y Skid Row. Con todos vds…
Gary Moore – Over The Hills And Far Away
Y como temazo que es, no he podido dejar de incluir una versión aún más folk, que curiosamente no es de una irlandesa, sino de una alemana: Patty Gurdy.
Etiquetas: canción del día, gary moore, over the hills and far away, patty gurdy
22 dic 19 Instalación manual del firmware Tasmota en dispositivos Sonoff Mini
Gran parte de la domótica que tengo instalada en casa está basada en dispositivos Sonoff. Empezando por el Sonoff Basic, y siguiendo con interruptores de pared y sistemas duales, estos aparatos me han proporcionado una gran versatilidad para controlar de manera remota diversos elementos que tengo por casa. Al principio realizaba estos despliegues con montajes basados en NodeMCU y relés convencionales, pero la falta de un buen empaquetamiento de estas soluciones ad-hoc generaba algunos problemas de seguridad en casa. Así que cuando tuve conocimiento de los Sonoff, y vi que desde el punto de vista económico no había mucha diferencia con lo que gastaba en mis sistemas hechos a medida, decidí pasar a emplearlos en mis nuevos montajes.
El principal problema con los Sonoff, sin embargo, es que no me hace mucha gracia utilizar una plataforma de terceros sobre la que no tengo el control. Por otro lado, con el firmware de casa enfocado al uso de esta plataforma propietaria, no tenía capacidad para integrarlos de manera adecuada en mi propia plataforma. Para solucionar este problema tuve la enorme suerte de conocer el firmware libre Tasmota, que permite independizarse de manera completa de la plataforma propietaria del fabricante, e integrar el sistema con soluciones abiertas (como por ejemplo basadas en protocolo MQTT, que es la base de mi sistema domótico).
Hasta ahora había estado enormemente contento con esta solución, pero desde el principio esta solución tenía un lunar: si bien los dispositivos Sonoff funcionaban excepcionalmente bien por sí solos, o controlados mediante el sistema de domótica, no había una solución adecuada para integrarlos con interruptores de pared convencionales: dado que los Sonoff sólo disponen de entrada y salida de fase (y si acaso de neutro), no presentan la tercera conexión que permite integrarlos en un sistema de llaves conmutadas. Y si bien es cierto que existe la serie TX de interruptores de pared, éstos tampoco pueden usarse de manera conmutada, lo cual es un fastidio bastante importante para usarlos en habitaciones grandes, o en dormitorios.
Esquema de montaje de luces conmutadas
Pues bien, la nueva serie Sonoff Mini ha venido a solucionar este gran inconveniente. Este dispositivo dispone de dos entradas de control, de tal manera que se puede colocar cualquier interruptor convencional para interactuar con el dispositivo, incluyendo interruptores conmutados. Lo único que hay que tener en cuenta (y desde mi punto de vista es una ventaja) es que estos interruptores pasan a formar un circuito separado, por los que no pasan ni fase ni neutro, y que lo único que hacen es cerrar el circuito de control en el Sonoff. Mejor desde el punto de vista de la seguridad.
Esquema de montaje de un Sonoff Mini con interruptores conmutados
La segunda característica interesante es que los Sonoff Mini tienen un tamaño bastante reducido, que en teoría permitiría colocarlos dentro del mismo hueco donde tengamos nuestro interruptor. Y digo en teoría porque, si bien es cierto que por ancho y alto entrarían perfectamente (miden 42.6×46.6mm), el problema viene por la profundidad de 20mm, que me temo que en la mayoría de los casos basta para imposibilitar colocarlos detrás del enchufe. En cualquier caso, no es un gran problema: siempre se pueden colocar dentro de la caja de registro de la habitación, y a correr.
Dicho todo esto, no podía menos que hacerme con algunos de ellos para probarlos. Y en efecto, son una pequeña maravilla. El problema, en mi caso, vino a la hora de cambiarles el firmware de fábrica por el Tasmota. Por lo general con los Sonoff no es demasiado complicado: soldar los pines para conectar un conversor serie-TTL en los conectores que los dispositivos traen de fábrica, y cargar el firmware desde el IDE Arduino. La dificultad con el Mini es que todo es mucho más reducido, por lo que la ubicación de estos conectores en muy poco conveniente, encima el fabricante ha dejado soldados estos conectores, lo que fastidia bastante a la hora de querer usarlos (y encima luego tienes que desoldar lo que sea que conectes, porque si no, la caja del dispositivo no cierra):
Conectores 3.3V, GND, RX y TX en el Sonoff Mini
En teoría, esto no tendría que ser necesario, ya que el fabricante proporciona unas instrucciones y una aplicación específica para cargar firmware personalizado mediante una actualización OTA (y que el mismo fabricante publicita, indicando que estos dispositivos son DIY): supuestamente es cuestión de descargar dicho software, conectar un jumper (que viene con el mismo Sonoff) para entrar en modo DIY, levantar la WiFi de programación que el dispositivo espera encontrar, y cargar el firmware que queramos. Pero en la práctica no he parado de encontrarme inconvenientes: el software del fabricante sólo funciona en Windows (que, para colmo, lo marca como posible software malicioso), la mitad de las veces el software es incapaz de detectar de manera correcta el Sonoff Mini, y para colmo, a la hora de realizar el cambio de firmware, el software trata de hacer una conexión a un servidor del fabricante para notificar que estás cambiando el firmware, y paraliza la actualización si no es capaz de conectar con dicho servidor (ver punto 17 del este enlace).
Así que tras una mañana enormemente improductiva tratando de reemplazar el firmware, volví al buen y viejo sistema manual, si bien aún On The Air. Este modo manual es el que desde Tasmota se recomienda para dispositivos Mac, pero he podido comprobar que funciona perfectamente para sistemas Linux. El recetario es el siguiente:
- Preparar un pequeño servidor web donde alojar el binario a cargar: Para esto vale cualquier dispositivo que tengas por casa, y que luego puedas conectar a la WiFi de programación OTA que el Sonoff espera encontrar. Una Raspberry Pi es ideal, y un Apache2 es perfecto. Aquí es conveniente no pasarse de listo y querer montar un servidor web mínimo con NCAT, ya que a la hora de descargar el firmware el Sonoff Mini compone una URL con parámetros, y NCAT no es capaz de procesarlo adecuadamente. Lo dicho, mejor con Apache. El firmware a descargar habrá de ser inferior a 500Kb, y el precompilado tasmota-wifiman.bin es perfecto para ello. Por último, habrá que obtener la SHAsum del fichero (en adelante, <SHAsum>):
$ shasum -a 256 tasmota-wifiman.bin - Levantar una red WiFi con los siguientes parámetros: SSID: sonoffDiy; Password: 20170618sn . Una vez levantada, se ha de conectar el servidor web anterior a dicha red WiFi. Anotar su IP como <werserver>
- Poner el Sonoff Mini en modo OTA: Hay que abrir el Sonoff y conectar el jumper para pasarlo al modo OTA. Cerrar y conectar fase y neutro (¡ojo con no invertirlos!)
Colocación del jumper para modo OTA
- Obtener la IP del dispositivo (en adelante <deviceIP>): Bien mediante un escaneo de IPs, mirando en el dispositivo que levante la red, etc…
- Obtener el identificador del dispositivo (en adelante <deviceID>): Con linux puede realizarse con el comando avahi-browse. Esto puede ejecutarse desde el mismo dispositivo donde se haya levantado el servidor web, o bien desde un tercer dispositivo.
En este ejemplo, el <deviceID> es 1000988699$ avahi-browse -t _ewelink._tcp --resolve
+ wlp3s0 IPv4 eWeLink_1000988699 _ewelink._tcp local
= wlp3s0 IPv4 eWeLink_1000988699 _ewelink._tcp local hostname = [eWeLink_1000988699.local] address = [192.168.1.109] port = [8081] txt = ["data1={"switch":"off","startup":"off","pulse":"off","pulseWidth":500,"rssi":-47}" "seq=1" "apivers=1" "type=diy_plug" "id=1000988699" "txtvers=1"] - Verificar la conectividad con el Sonoff: Lanzar un POST a /zeroconf/info
$ curl http://<deviceIP>:8081/zeroconf/info -XPOST --data '{"deviceid":"<deviceID>","data":{} }'{"seq":2,"error":0,"data":"{"switch":"off","startup":"off","pulse":"off","pulseWidth":500,"ssid":"sonoffDiy","otaUnlock":false}"}
- Desbloquear las actualizaciones OTA en caso de que estén bloqueadas en el paso anterior):
$ curl http://<deviceIP>:8081/zeroconf/ota_unlock -XPOST --data '{"deviceid":"<deviceID>","data":{} }'{"seq":2,"error":0}
- Cargar el firmware tasmota desde el servidor web creado anteriormente:
$ curl http://<deviceIP>:8081/zeroconf/ota_flash -XPOST --data '{"deviceid":"<deviceID>","data":{"downloadUrl": "http://<webServer>/tasmota-wifiman.bin", "sha256sum": "<SHAsum>"} }'{"seq":2,"error":0}
- Verificar en los logs del servidor web que el Sonoff está descargando adecuadamente el fichero: Debería aparecer algo como lo siguiente repetido múltiples veces:
192.168.4x.xx - - [21/Dec/2019:12:52:33 +0100] "GET /tasmota-wifiman.bin?deviceid=xxxxxxxxxxx&ts=1481765933&sign=95300ceae2fb9cd19f09283e54169cfa7f998d38bf33463ad613e24e76098b20 HTTP/1.1" 206 4394 "-" "itead-device"
192.168.4x.xx - - [21/Dec/2019:12:52:33 +0100] "GET /tasmota-wifiman.bin?deviceid=xxxxxxxxxxx&ts=1085377743&sign=c96e52cf3e9b7680003df7f3d17a5d266de35d486bf25a62b03d6737a1cc6083 HTTP/1.1" 206 4397 "-" "itead-device" - Esperar unos 30 segundos. El Sonoff debería desconectarse de la red WiFi, y levantar una red con SSID tasmota-xxxx. Conectar a dicha red y configurar el dispositivo para conectar a tu red WiFi normal.
- Configurar el firmware con los siguientes parámetros:
GPIO Tasmota Component Device Function
0 Button1 (17) Button
4 Switch1 (9) S1/S2
12 Relay1 (21) L Out
13 LED1 (56) Link/Power Indicator
¡Y listos! Con esto el Sonoff Mini pasa a estar configurado como un nuevo dispositivo con firmware Tasmota. A continuación he dejado un vídeo en el que se ve cómo se puede interactuar con el Sonoff Mini, una vez ya configurado con el software Tasmota, y un interruptor físico:
Editado:
Estas Navidades he estado haciendo algunas pruebas de campo con Sonoff Mini, ya con el firmware Tasmota, y han sido sumamente interesantes. El principal aspecto que he notado es que con el firmware tasmota-wifiman, en el caso de realizar múltiples encendidos y apagados consecutivos pueden perderse algunos de los encendidos y apagados. Para evitar este inconveniente, es recomendable hacer una actualización del firmware a una versión convencional. Para ello, se habrán de realizar los siguientes pasos:
- Realizar un “Reset 5″ en la ventana de comandos del portal web que levanta el firmware Tasmota ANTES de intentar realizar cualquier actualización OTA del dispositivo. La función de este comando es eliminar cualquier remantente del flasheo realizado para instalar el firmware Tasmota.
- Actualizar vía OTA el firmware tasmota-wifiman a una versión específica para la variante Sonoff Mini. Esta actualización deberá realizarse utilizando la opción “local File upload OTA”. Está desaconsejado realizar la actualización mediante web OTA, dado el grave riesgo de dejar la unidad inoperativa. El otro requisito es que la versión del firmware ha de tener menos de 500 kB, por lo que se recomienda el uso de la variante tasmota-lite del repositorio de firmare de Tasmota. El binario escogido se descargará al PC local, y desde ahí se subirá al Sonoff Mini vía OTA.
Etiquetas: apache2, domótica, ncat, sonoff, sonoff mini, tasmota
17 oct 19 Llegará también un día en que perecerá Troya, la santa
El nacionalismo serbio, todos esos intelectuales que ahora pretende lavarse las manos tras parir criminales como Milosevic y Karadzic, manipuló esos fantasmas para enfrentar a quienes no deseaban la guerra. (…) Después la miserable condición humana se disparó sola, e hizo el resto del trabajo.
Arturo Pérez-Reverte. Territorio Comanche
Etiquetas: escipión emiliano
Medidor de entropía
