Como hacer un detector de vandalismo solar conectado a Internet

Hoy vamos a explicar como montar un dispositivo espectacular, capáz de detectar vibraciones, golpes o sacudidas y enviarnos un aviso al móvil a través de telegram. Lo más increíble de todo es que no necesita alimentación. Tan solo energía solar. ¿Te animas a aprender a hacerlo? ¡Vamos allá!

Después del gran éxito del tutorial sobre como fabricar un detector de fugas de agua con aviso al móvil, te enseñamos a fabricar un detector de vandalismo con energía solar.

 Posibles aplicaciones:

• Detectar si alguien se lleva nuestras pertenencias
• Detectar si nos abren el maletero del coche
• Detectar si alguien golpea la puerta de nuestra casa
• Saber si el viento nos ha dañado elementos del jardín o terraza
• Detectar si alguien se sube a la verja del jardín

¿Como funciona?

El dispositivo incorpora un sensor de movimientos o sacudidas. Cuando el sensor detecta movimiento, el dispositivo se conecta a nuestra red wifi y nos envía una alerta al móvil por medio de Telegram. Podemos emplear la red wifi de casa, o por ejemplo crear un punto de acceso desde nuestro móvil. De esta forma, podremos vigilar nuestras pertenencias estando en cualquier parte. Además su funcionamiento no requiere baterías o pilas, ya que funciona por energía solar y cuenta con una batería interna.

Existen 2 formas de realizar este proyecto

Bien adquiriendo por tu cuenta todos los materiales, o bien adquiriendo un KIT en nuestra tienda online con todo el material incluído, soporte, garantía y el software ya grabado en la placa de control. Puedes adquirir tu KIT de aprendizaje Arduino en nuestra tienda online.

Material necesario

• 1x Batería 3.7V / 500mA
• 1x Placa controladora ESP32-Wifi
• 1x Caja estanca IP55
• 1x Circuito regulador de carga solar
• 1x Sensor de bolas metálicas
• 1x Placa solar
• 1x Teléfono móvil o PC conectado
• Conexión Wifi

Descripción técnica del dispositivo

El dispositivo funciona con energía solar, por lo que recarga su batería interna necesidad de conexión. Dicha batería alimenta el dispositivo en días que no haga sol, o durante las horas de noche. En caso de detectar una vibración, sacudida, o cambio de posición, el dispositivo se conectará a Internet por medio de una red Wifi y nos enviará un mensaje a nuestro móvil a través de la aplicación Telegram (similar a Whatsapp).

Hardware

El hardware se compone de una placa solar, un microcontrolador, un circuito de red inalámbrica (Wifi) una batería y un circuito regulador que carga la batería, además de un sensor de bolas metálicas para detectar los movimientos. Este es un documento confidencial. Su reproducción o distribución está prohibida sin consentimiento por escrito. iberotecno © es una marca registrada. Página 3 Todo ello va insertado en una caja estanca de material plástico con un grado de resistencia a la intemperie IP55. Se trata de un dispositivo resistente, robusto y compacto.

Microcontrolador

Está previsto el uso de un microcontrolador ESP8266 o el modelo superior ESP32 en función de las necesidades a cubrir y sobre todo por cuestiones de tamaño. La placa de control (PCB) dispone de los elementos necesarios para establecer comunicaciones vía radiofrecuencia (Wifi y Bluetooth). Se trata de una placa muy potente y versátil. 

Por cierto, aquí te dejamos un enlace al modelo exacto de la placa:

Batería

La batería es del tipo litio-polímero. Es capaz de suministrar una corriente de 500 miliamperios por hora (mAh) a una tensión de 3.7 Voltios. Debemos disponer de carga en las baterías para que los dispositivos funcionen. Para ello conectar el dispositivo a un cargador USB. El tiempo de carga dependerá del cargador. La batería es de 500mA por lo que un cargador estándar de móvil a 1000mA la cargará al 100% en media hora.

Circuito regulador de carga

El circuito previsto para la carga de la batería por medio de la energía solar, dispone de un conector para baterías del tipo JST y un conector hembra de tipo micro USB para conectar un cargador. De esta forma podremos también cargar el dispositivo más rápidamente si lo deseamos. 

Sensor

El principio de funcionamiento del sensor de inclinación de bolas metálicas se basa en la gravedad. Se trata de un cilindro con bolas metálicas en su interior. Cuando el cilindro está en posición vertical, las bolas hacen contacto con dos pines metálicos capaces de cerrar un circuito eléctrico y producir una señal.

Dependiendo de la inclinación, las bolas se separan de los pines y el circuito queda abierto. Se puede regular la sensibilidad del sensor haciendo que esté inclinado unos grados en su posición de reposo, con respecto al plano vertical en el interior del dispositivo. 

Alojamiento o caja

Todo ello irá alojado en una caja de material plástico y resistente. Con un grado de protección a la intemperie IP55. El sistema de fijación será por medio de cintas de velcro, bridas, o alambres. También se puede dejar directamente el dispositivo horizontalmente sobre el suelo o sobre cualquier superficie.

Software

El dispositivo dispone de un programa informático que controla todo el proceso y se encarga de gestionar las comunicaciones. Dicho programa (firmware) va grabado en la memoria del microcontrolador. Es posible actualizarlo de manera sencilla en caso de que se implementen mejoras o nuevas funcionalidades en un futuro.

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Tecnologías a emplear

El software será desarrollado en el lenguaje C, serán empleadas ciertas porciones de código (librerías) catalogadas como de uso libre y sin restricciones de copyright que restrinjan su uso para el desarrollo de prototipos (Open Software).

Telecomunicaciones

Se trata del esquema típico de Cliente – Servidor. Se emplea el protocolo TCP/IP para conectarse a una red inalámbrica próxima, en la radiofrecuencia de 2.4Ghz (Wifi) que crea un enlace con Internet. A través de esta red el sensor se conecta como cliente enviando una petición HTTP al servicio de Telegram, informando al usuario de que el sensor ha detectado movimiento. La distancia operativa y alcance efectivo del dispositivo será similar al de las redes Wifi 2G domésticas, tanto en interiores como en exteriores. No importa que el sensor esté a cientos de kilómetros del móvil o en cualquier otra parte del mundo. Las alertas funcionan por medio de Internet. Tan solo es necesaria una red Wifi.

Ahorro de energía

La elección del sensor de bolas como método de detección de movimiento queda justificada por tratarse de un elemento pasivo que no realiza consumo alguno de corriente para realizar su función. De tal manera, el software encargado de realizar las lecturas del sensor también está enfocado a consumir la menor cantidad de energía posible y de esta forma prologar la vida útil obtenida con cada ciclo de carga de la batería. Para ello hace el uso del modo de bajo consumo del procesador (Deep-sleep) en modo de reposo, consumiendo muy poca corriente (del orden de micro amperios). En el momento en el que el sensor detecta movimiento se activa una interrupción que despierta al dispositivo durante el tiempo necesario para enviar un aviso al móvil, tras ello, vuelve al modo ahorro.

Montaje

Lo primero que tenemos que hacer es realizar estas conexiones. Es muy sencillo y muy rápido. Tras ello, introduciremos todos los elementos dentro de una caja de plástico en la que pondremos la placa solar en la tapa.

Conexiones

Batería	Regulador
+	Batt in +
–	Batt in –

 

Placa Solar	Regulador
+	Solar +
–	Solar –

 

Regulador	Placa
Sys out +	Conector batería +
Sys out –	Conector batería –

 

Sensor	Placa
1	33
2	3V

 

Tras realizar estas conexiones, procedemos a insertar todos los elementos dentro de una caja de plástico. Procederemos siguiento estos pasos:

1. Perforar agujeros en la caja estanca para pasar los cables de la placa solar

2. Realizar las conexiones según las tablas

3. Fijar la placa solar a la tapa

4. Fijar los elementos a la caja estanca. Tratar de distribuirlos de esta forma.

Instrucciones de configuración

Si hemos adquirido el KIT de iberotecno tendremos el software (firmware) previamente flasheado (grabado) en la placa por lo que tan solo deberemos proceder a su configuración siguiendo estos pasos. Puedes adquirir  tu KIT de aprendizaje Arduino en nuestra tienda online.

• En caso contrario, grabaremos nosotros mismos el firwmare que encontraremos en la siguiente dirección de github: https://github.com/iberotecno/vandals_detector 
• Dispones de más documentación sobre los pasos exactos a seguir en la guía completa del proyecto: https://iberotecno.com/pdf/documentacion_sensor_vandalismo.pdf

Cuando se arranca el dispositivo por primera vez, es decir, desde el momento en el que le hemos conectado la batería, el mismo crea un punto de acceso Wifi al que conectarse.

1. Conectarse al punto de acceso “Iberotecno AP” desde un PC o móvil

2. Pinchar en la opción “Configurar Wifi”

3. Seleccionar la red wifi deseada

4. Introducir la contraseña de la red wifi, el chat id y el bot token (a continuación te explicamos como obtenerlos)

5. Presionar salvar

6. Esperar unos segundos a que la placa se reinicie. El punto de acceso desaparecerá.

¿Cómo obtener el chat ID y el Bot Token necesarios para Telegram?

Vamos a necesitar nuestro teléfono móvil y tener la app Telegram instalada. Ver el vídeo del principio de este post te puede ayudar.

1. Una vez instalada la APP Telegram en nuestro móvil, la abrimos. Presionamos en la lupa y escribimos «BotFather» y entramos.

2. Escribir /newbot

3. Escribir un nombre para el bot por ejemplo «guardian»

4. Escribir lo mismo pero terminado en «bot» por ejemplo «guardianbot»

5. Se nos proporcionará una clave o token para acceder a la HTTP API, copiar dicha clave que será nuestro BOT token

6. También veremos un enlace que empieza por «t.me/nombre_del_bot» presionamos para entrar.

7. Escribimos /start en la ventana de nuestro bot

8. Volvemos atrás y de nuevo en la lupa escribimos «IDBot». Entramos.

9. Escribimos /start

10. Escribimos /getid y apuntamos el número que aparezca que será nuestro CHAT_ID

Mensajes debug para la depuración por puerto serie

Tanto el sensor como el mando, son capaces de transmitir por puerto serie información relativa a su estado y su funcionamiento. Dicha información puede ser muy útil para detectar errores o para entender mejor el software de cara a su optimización por un tercero. Para poder leer estos mensajes simplemente deberemos tener el dispositivo conectado al PC y al IDE de Arduino. Tras ello debemos presionar el botón “monitor serie”.

Referencias y más información

Puedes adquirir el KIT de montaje con todo el material y el software ya grabado en la placa aquí: https://iberotecno.com/tienda/kits-de-arduino/24-detector-de-vandalismo-1.html

Github del proyecto	https://github.com/iberotecno/vandals_detector
Documentación completa	https://iberotecno.com/pdf/documentacion_sensor_vandalismo.pdf
Tutorial en vídeo	https://www.youtube.com/watch?v=JmNKEFAQLFc
Como instalar el IDE de Arduino	https://iberotecno.com/blog-supratecno/47-tutoriales-paso-a-paso/107-como-instalar-y-configurar-el-ide-de-arduino-tutorial
Como instalar ESP-32	https://iberotecno.com/blog-supratecno/47-tutoriales-paso-a-paso/108-como-instalar-esp32-en-el-ide-de-arduino-tutorial
Como obtener Chat ID y BOT Token	https://iberotecno.com/blog-supratecno/47-tutoriales-paso-a-paso/110-como-enviar-mensajes-desde-arduino-a-nuestro-movil-con-telegram