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03 feb 20 Dash button doméstico con ESP-01

Uno de los proyectos de mejora que tenía para la domótica de la casa era el añadirle un dash button para controlar alguno de los sistemas. ¿Y qué es un dash button? En pocas palabras, es un pequeño pulsador que permite comprar de manera completamente automatizada un producto en concreto a Amazon, con la idea de facilitar la compra sencilla de bienes consumibles.

Ejemplo de dash button

Ejemplo de dash button

El caso es que aunque el producto fue exitoso, tuvo que enfrentarse a una serie de problemas legales, y Amazon acabó retirándolos de la venta. Pero el concepto detrás de ellos seguía siendo interesante. No tardé en encontrar un proyecto en Thingiverse sobre cómo implementar un dash button software libre, y no tardé demasiado tiempo en preparar mi propia versión, con algunas modificaciones sobre el diseño original.

Dash button doméstico

Dash button doméstico

En mi caso, en vez de hacer uso de un ESP8266, opté por usar un ESP-01, más compacto, y un botón rojo externo en vez de un pulsador interno. Por lo demás, el diseño es el mismo. En lo referente a la lógica del sistema, se basa en el modo deep sleep de los ESP. En este caso, el sistema queda durmiendo de manera permanente hasta que el botón es pulsado, lo que despierta al sistema, ya que el botón puentea el puerto RST del ESP-01 con el GND. Combinado con el uso de la batería CR2 de 3V, en teoría hay alimentación para varios años. ¿Y en cuanto a la acción en sí? Sencillo: el sistema despierta, conecta a mi WiFi doméstica, y actualiza un topic MQTT. Después de eso, vuelve a dormir hasta una nueva pulsación.

Parece poca cosa, pero con esa actualización del topic MQTT se puede programar cualquier acción que deseemos en el sistema de domótica. Eso ya queda para una segunda fase. :mrgreen:

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02 feb 20 Integración de Aqara Cube en el sistema de domótica

Seguimos con actualizaciones sobre domótica. En esta ocasión se trata de un mando un tanto especial: un Aqara Cube de Xiaomi. Consiste en un cubo con una serie de sensores de movimiento y acelerómetros que permiten (según el fabricante) definir seis gestos con el que controlar distintos elementos del sistema de domotica: agitar, golpear dos veces, girar a la izquierda, girar sobre una cara, voltear 90º y voltear 180º. Y especifico lo de “que dice el fabricante” porque existe la manera de sacar mucho más partido de las especificaciones base: utilizar Zigbee2MQTT.

Aqara Cube

Aqara Cube

El cubo se integra en el sistema de domótica (bien el del fabricante, bien de un tercero) mediante protocolo Zigbee. Y es aquí donde viene lo interesante: si se hace uso del sistema de integración de código abierto Zigbee2MQTT, se descubre que el cubo envía mucha más información de la que el fabricante permite hacer uso en su sistema propietario. A las acciones anteriores añade información extra de la cara desde la que se realiza la acción; en el caso de las acciones de giro, si es a derecha o izquierda, y el ángulo del giro aplicado; y en el caso de las acciones de volteo, las caras origen y destino. Todo esto permite dotar de mucha más potencia a la integración con el sistema, definiendo una gran variedad de gestos para controlar distintos sistemas. La única pega es que el cubo sólo identifica visualmente una cara (con el logo del producto), pero no el resto, así que puede resultar un tanto confuso a menos que nosotros marquemos visualmente el cubo de alguna manera.

En cuanto a la integración con el sistema, en la parte Zigbee2MQTT es prácticamente inmediata: el mismo sistema identifica e integra el cubo en sus elementos soportados, sin necesidad de acciones adicionales. Una vez integrado, las acciones realizadas se vuelcan a log y al servidor MQTT con un formato JSON como el siguiente:

info 2020-01-28 15:05:20: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:157,”action”:”shake”}’
info 2020-01-28 15:05:20: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:157,”action”:”"}’
info 2020-01-28 15:05:34: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:141,”action”:”rotate_left”,”angle”:-164.38}’
info 2020-01-28 15:05:34: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:141,”angle”:-164.38,”action”:”"}’
info 2020-01-28 15:05:35: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:134,”angle”:-6.42,”action”:”rotate_left”}’
info 2020-01-28 15:05:35: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:134,”angle”:-6.42,”action”:”"}’
info 2020-01-28 15:05:38: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:144,”angle”:202.68,”action”:”rotate_right”}’
info 2020-01-28 15:05:38: MQTT publish: topic ‘zigbee2mqtt/0x00158d0002e94430′, payload ‘{“battery”:37,”voltage”:2865,”linkquality”:144,”angle”:202.68,”action”:”"}’

En lo referente a la integración con el sistema de domótica Home Assistant, tampoco supone mayor problema. La idea es definir automatizaciones para los distintos elementos a controlar, con una sintaxis similar a la siguiente:

automation:
– alias: Respond to Cube action
trigger:
platform: mqtt
topic: ‘zigbee2mqtt/ condition:
condition: template
value_template: '{{ "tap" == trigger.payload_json.action }}'
action:
entity_id: light.bedroom
service: light.toggle

…en las que la idea es recoger el valor JSON del topic MQTT correspondiente, y disparar acciones en el sistema. Esto se puede complicar todo lo que se quiera, para identificar las caras del cubo, ángulos de giro, etc… ¿Y el resultado? Pues algo como lo que sigue:

Control de las luces del salón de la casa.

Control de la pérgola del patio.

La experiencia de uso es muy buena, ya que permite integrar el control de múltiples dispositivos en un mismo mando, y obviar el uso del control del teléfono para acciones avanzadas, como veníamos haciendo hasta ahora. Una gran adquisición.

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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

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

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

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

    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.
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01 feb 14 Transmisión de imágenes desde Raspberry a través de WhatsApp

Otro de los avances de este fin de semana ha sido que finalmente he conseguido enviar imágenes desde la Raspberry mediante comandos de WhatsApp. Esta ha sido la primera imagen enviada:

Captura de webcam a través de WhatsApp

Captura de webcam a través de WhatsApp

La imagen es bastante mala, lo sé, pero mi webcam ha pasado por tiempos mejores. :mrgreen:

El método fue el siguiente: conecté una antigua webcam USB a la Raspberry. Instalé la aplicación “fswebcam”, que permite tomar capturas de pantalla de un dispositivo de vídeo (en este caso, la webcam, /dev/video0), y almacenarlas como imágenes. Tras comprobar que esto funcionaba, conseguí por fin modificar el código de Yowsup para que procesara adecuadamente el envío de imágenes, gracias a un código compartido en la web de proyecto, que no me costó demasiado adaptar para que se ejecutara al recibir comandos desde WhatsApp, de una manera similar a como activo y desactivo los relés y el sensor de movimiento.

Las posibilidades de esto son enormes: la idea que tengo ahora es modificar el código de aviso del sensor de movimiento PIR para que, además de avisar de cuándo se ha detectado movimiento, realice una captura automática con la webcam, y la envíe al teléfono. Es decir, tener la posibilidad de tomar capturas bajo demanda, o bien de manera automatizada ante eventos externos.

¿Mejoras? Unas cuantas: la primera es que el código compartido no es capaz de hacer el envío de la miniatura asociada a la imagen, lo que produce en algunas ocasiones que WhatsApp dé un error en Android al intentar mostrar la miniatura (aunque luego la imagen se ve bien). La segunda es conseguir una webcam mejor. :D En cuanto a la tercera, sigue habiendo un problema: la webcam tiene que estar conectada a la raspberry, lo que no resulta demasiado práctico si el sensor de movimiento está, por ejemplo, en la entrada (y conectado con la raspberry por RF). Sería interesante poder hacer uso de una webcam IP, o algún sistema de captura de imágenes para Arduino.

Por cierto, aunque la imagen que encabeza el artículo es la primera que transmití de manera controlada por WhatsApp, no es en realidad la primera imagen enviada. Hubo otras dos antes:

Templo romano de la c/ Claudio Marcelo, Córdoba

Templo romano de la c/ Claudio Marcelo, Córdoba

Esta es la primera imagen que envié al móvil desde la Raspberry, antes de realizar la integración con la webcam. La envié con un comando desde la raspberry, para probar la efectividad de la librería de envío de mensajes.

Captura de webcam

Captura de webcam

En cuanto a esta otra, en la primera imagen que envié tras integrar la captura de la webcam en el sistema de envío de mensajes de WhatsApp. Pero, de nuevo, fue enviada desde la raspberry hacia el teléfono, antes de implementar la lógica que permite capturar la imagen desde el teléfono.

Por cierto, lo que se ve en ambas capturas es una estantería de mi estudio llena de libros, y el reloj de riego automatizado. :D

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23 ene 14 Control de relé por RF con Raspberry Pi y Arduino Nano

Hoy hemos tenido algunos avances interesantes. He sido capaz de controlar desde la Raspberry Pi un relé conectado al Arduino Nano:

Para ello, he hecho uso unos módulos RF que trabajan a 433 MHz, controlados mediante la librería RCswitch, además de hacer uso de algunas instrucciones obtenidas de NinjaBlocks: Adding 433 to your Raspberry Pi

Siguientes pasos: integrar el uso de la librería en el sistema de control de la Raspberry con WhatsApp, y transferir la operativa desde el Arduino Nano a un chip Attiny85.

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