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Control de Calefacción con Arduino - Parte I

Este proyecto tiene como objetivo crear un sistema que nos permita controlar remotamente el sistema de climatización de nuestro hogar u oficina. Como base utilizaremos Arduino y un shield Ethernet.

La idea original era idear un sistema que notificara cuando se va la luz en casa. Algo muy útil para segundos domicilios. Sin embargo este sistema resultaba escaso, siendo necesario también poder controlar la calefacción. Finalmente surgió este proyecto con la idea de realizar esas dos tareas.


Gracias a la comunidad de Arduino

Antes de comenzar debo decir que ha sido un proyecto realmente sencillo gracias a la cantidad de información que hay en Internet, donde he podido encontrar grandes ideas, y sobre todo, código. Gente que de manera altruista publica sus proyectos en la red y te enseñan como hacer las cosas. 

Comenzamos dibujando

El primer paso siempre es realizar un boceto de lo que queremos, acercarnos a la idea, buscar la información adecuada para entender más a fondo la viabilidad, para acabar realizando un presupuesto con las piezas que necesitaremos, y una vez aprobado, realizar el pedido.
Este dibujo muestra lo fundamental, la base sobre la cual nos vamos a apoyar. En este caso los elementos más importantes son: 

La placa Arduino con el shield Ethernet: es el cerebro de nuestro proyecto.

La pantalla LCD: Representa el grupo de entradas/salidas que tendrá nuestro dispositivo. Por ejemplo la propia pantalla LCD, botones, sensor de temperatura, de humedad, etc.

La caldera: Es el elemento que se desea controlar. Es importante entender como va a ser el control desde el principio. En nuestro caso bastará con dos relés. No obstante, es posible que vuestra caldera emplee un sistema electrónico de control y sea necesario otro tipo de actuador.

El enchufe: Representa la alimentación de nuestro sistema de control, es decir, tomaremos la energía de la red eléctrica. Otra alternativa sería instalar acumuladores u algún sistema de energía renovable, por ejemplo.

El router: Es es elemento encargado de conectar nuestro dispositivo con internet.

Por último el monigote con la tablet indica la capacidad de control remoto del dispositivo.

De compras

Ahora que tenemos claro que queremos conseguir vamos a ver que necesitamos. 

El cerebro de nuestro sistema de control será una placa Arduino UNO R3, que completaremos con un shield ethernet Wiznet W5100.


1x ARDUINO UNO R3: USD$ 11,65
1x ETHERNET SHIELD Wiznet W5100: USD$ 10,16

El precio que os muestro es lo que me costó en su momento. Ahora mismo las placas las podéis encontrar por unos 6€ cada una con envío gratuito. Os dejo algunos enlaces:



Lo complementaremos con una pantalla LCD, un termómetro y un botón para encender y apagar la retroiluminación. 

1x Pantalla LCD 20x4: USD$ 11,63

1x Módulo Keyes termómetro DS18B20: USD$ 3,74

En el momento de redactar este artículo se pueden encontrar pantallas por menos de 5€, como la de este enlace: Pantalla LCD 20x4

En cuanto al accionamiento he adquirido 2 relés con circuito de protección integrado, ahorrándonos así el trabajo de montarlos.

2x Módulo Keyes Relé: USD$ 2,52


Para alimentar nuestro sistema vamos a utilizar dos cargadores de movil antiguos con salida de usb. Aprovecharemos que estos cargadores ofrecen 5V a la salida, y hasta 2 amperios de corriente, lo cual es más que suficiente para nuestro propósito.

Adaptador PoE
Por último necesitaremos cables y herramientas. Además si no disponéis de toma de corriente donde pensáis colocar el dispositivo sería conveniente que comprarais un adaptador. Esto os permitirá alimentar la placa a través del cable ethernet, lo que se denomina PoE (Power over Ethernet). No obstante este adaptador es más barato que adquirir el correspondiente módulo para el shield.

1x Adaptador Ethernet-Corriente: ~5€ 
Cables DIY
Cable ethernet


Otros elementos y herramientas que vais a necesitar:

Resistencias de 1k: <1€
Interruptor: <1€
Una caja para realizar la instalación: 5~10€
Pistola de encolar 

Los circuitos se pueden realizar de muchas maneras. Lo más profesional siempre es diseñarte tu propia placa PCB de tal manera que encaje con el Arduino. No obstante esto suele tener un coste elevado, y al tratarse de un proyecto sencillo yo os recomiendo que o bien lo soldéis con estaño y le pongais cinta aislante o funda termorretractil, o bien compréis algún tipo de conectores como Faston o clemas. 

Como veis es un proyecto atractivo con un presupuesto muy bajo frente a un sistema comercial que difícilmente baja de los 150€, más la instalación.

En este enlace podéis ver como realizar el diseño y montaje de todo el dispositivo, así como acceder al código fuente con el cual podréis replicar el proyecto.



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