Arquitectura

Smart Thermostat pretende ser lo suficientemente flexible para adaptarse a todos los usuarios y presupuestos. Puedes trabajar con sensores inalámbricos, o en el caso de la Raspberry Pi 3, con sensores cableados. Como verás, cada configuración tiene sus propias ventajas y desventajas.

Smart Old Relic Thermostat

“Old Relic” es la version del termostato para teléfonos o tablets antiguos, con Android 4.0+. La idea es que si tienes olvidado en un cajón un telefono o tablet que ya no usas para nada, puedas reconvertirlo en un termostato inteligente.

Naturalmente, y a diferencia de la versión para Raspberry Pi, no podrás conectar los sensores al tablet directamente, sino que la configuración tiene que ser con nodos inalámbrica.

Si no dispones de un telefono en desuso para convertir en termostato, lo mejor es que te decantes por la versión para Rasbperry Pi, ya que una Pi3 es bastante barata hoy en dia.

Arquitectura para Smart Old Relic Thermostat
Arquitectura para Smart Old Relic Thermostat

 

 

Smart Pi Thermostat

Si no dispones de un dispositivo antiguo para reciclar, o prefieres hacerlo con una Raspberry Pi 3, entonces  la arquitectura del sistema es la siguiente. La diferencia es que podrás conectar directamente a la PI un sensor BME280 y/o el relé.

General architecture of the Smart Pi Thermostat
General architecture of the Smart Pi Thermostat

Conceptos generales

El termostato

Como venimos diciendo, el termostato será una Raspberry Pi 3B, o un móvil/tablet viejo con Android 4.0+, dependiendo de por que versión te decidas.

El termostato leerá la temperatura de(l) sensor(es), y actuará sobre el relé para demandar calor de tu caldera. El termostato también actuará de puente, para que puedas controlar tu calefacción cuando no te encuentres en casa, desde la aplicación cliente.

Los sensores de temperatura

  • Sensor cableado: si vas a usar una Raspberry Pi3B como termostato, podrás conectar un sensor BME 280 directamente con cables a la misma.
    • Ventajas: El sensor BME280 es muy preciso y rápido.
    • Desventajas:
      • es más caro que los sensores de la familia DHT, y hay que conectarlo con cables de protoboarding directamente a la PI.
      • Debido a esto, tienes que colocar la Pi y el sensor en la habitación que quieres usar de referencia para controlar la calefacción.
      • No puedes usarlo con la app Smart Old Relic Thermostat, porque no se puede conectar nada fisicamente a un móvil o tablet.
      • Solo puedes tener un BME280.
  • Sensores inalambricos: con un microcontrolador ESP32, y un sensor de temperatura DHT11 o DHT22, podrás tener tantos “nodos” inalambricos como desees. El límite son el numero de direcciones ip libres en tu wifi domestica.
    • Ventajas:
      • puedes tener varios, por ejemplo, un nodo para cada habitación de tu casa. Podras seleccionar un nodo para actuar de maestro, y ese será el que decida el funcionamiento del termostato.
      • Los sensores DHT11 son realmente barato, siendo el DHT22 un poco mas caro que el DHT11, pero mas preciso y recomendable.
    • Desventajas:
      • Cada nodo inalambrico necesita un microcontrolador ESP32. Aunque el ESP32 y el DHT son baratos, hay que sumarle el precio de una fuente de corriente (el clásico cargador de móvil de 5V).
      • Los sensores DHT no son tan precisos como el BME280.

El relé

Necesitarás un relé de un canal (aunque las fotos salga un relé de dos canales), que tendras que conectar a tu caldera de calefacción. Es importantisimo que sea un relé del tipo High Level Triggered.

  • Relé cableado: solo posible si estas usando una Raspberry Pi.
  • Relé inalambrico: la opción más flexible. Con ayuda de un ESP32, puedes tener el relé directamente conectado a la caldera y la app lo controlará a distancia.

Las apps de Android

Este proyecto consta de tres apps:

  • Smart Old Relic Thermostat: la app que tendrás que instalar en tu movil o tablet antiguo que quieres destinar a actuar de termostato, ó
  • Smart PI Thermostat: esta es la misma app que la anterior, pero adaptada a una Raspberry Pi3, y
  • Smart Thermostat Client: esta es la app que instalaras en tu móvil, o en el de los miembros de tu familia, para controlar el termostato cuando no estés en casa.

A continuación te mostramos algunas configuraciones posibles (todos los ejemplos usan una Raspberry Pi 3B como termostato).

Configuración “solo cableada” (solo para Raspberry Pi).

Como ves en el diagrama, tanto el sensor de temperatura como el relé estan conectados directamente a la Pi. Esta es la configuración menos flexible, porque necesitarás una manera de conectar el relé a tu caldera, y al mismo tiempo que el sensor esté en la habitación donde quieres medir la temperatura.

Puede ser una buena opción para reemplazar al tipico termostato de pared, ya que eso supone que ya tienes la preinstalación hecha en casa para conectar el relé a la caldera.

Smart Pi Thermostat architecture wired only
Smart Pi Thermostat wired only setup

 

Configuración “solo inalambrico”

Esta es la configuración mas flexible, que funciona tanto en la PI, como en la versión para móviles antiguos “Old Relic”. Como ves en el diagrama, no hay ningún sensor conectado directamente a la PI o al movil.

 

Wireless only setup
Wireless only setup

Configuración “mixta” (solo para Raspberry Pi)

Podrías conectar alguno de los dispositivos directamente a la raspberry Pi, y tener los demás como inalámbricos.

 

Mixed setup
Mixed setup

 

Si tienes dudas o preguntas (o también sugerencias) sobre las diferentes arquitecturas, no dudes en preguntar en el foro.