Termostato

Le applicazioni dei termostati sono svariate, in questo caso partiamo con la realizzazione di un termostato per il controllo della caldaia di casa che può comunque essere ampliato con sensori o attuatori aggiuntivi ad esempio per il controllo del condizionatore.

Per rendere il termostato più flessibile la gestione è modulare perciò i dati vengono salvati su [1]redis per la sua velocità, e la possibilità di sincronizzazione master/slave.

Per rendere più facile la gestione viene utilizzata una interfaccia web implementata sul server web [2]nginx con [3]php e librerie [4]Flotr2 per la rappresentazione grafica dei dati.

Sensori utilizzati

Per la misura della temperatura si possono uitlizzare i sensori DALLAS vedi voce Raspberry Pi-Lettura Temperatura per la semplicità d'uso, la possibilità di collegamento su un bus digitale in modo da usare pochi pin del GPIO.

Questi sensori utilizzano un pin del gpio, possono essere collegati su bus lineare o a stella la lunghezza massima del collegamento arriva a 200 metri.

Possono essere utilizzati anche altri sensori grazie alla modularità del sistema basta infatti che i dati vengano inseriti in redis.

Installazione del software

Innanzitutto modificare il file /etc/modules inserendo i moduli per la gestioe del bus 1 wire:

echo 'wire' >> /etc/modules
echo 'w1_gpio' >> /etc/modules
echo 'w1_therm' >> /etc/modules

Riavviare il Raspberry ed installare i sensori.

Al riavvio nella dir /sys/bus/w1/devices/ si trovano i files relativi ai sensori:

root@raspberrypi:~/termostato# ls -l /sys/bus/w1/devices/
totale 0
drwxr-xr-x 2 root root 0 mar 21 21:33 ./
drwxr-xr-x 4 root root 0 mar 21 21:33 ../
lrwxrwxrwx 1 root root 0 mar 21 21:33 28-0000040520d3 -> ../../../devices/w1_bus_master1/28-0000040520d3/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 mar 21 21:33 28-000004052c94 -> ../../../devices/w1_bus_master1/28-000004052c94/
lrwxrwxrwx 1 root root 0 mar 21 21:38 w1_bus_master1 -> ../../../devices/w1_bus_master1/

Si può procedere all'installazione vera e propria del software:

il server redis per la memorizzazione dei dati

sudo apt-get install redis-server bc 

il comando elink per la lettura della temperatura esterna da inernet

sudo apt-get install elinks

il software per la gestione via web

sudo apt-get install nginx php5-fpm php5-cli php5-curl php5-cgi php-pear php5-gd

Lettura sensori e salvataggio su redis

Per la lettura si utilizza uno script in bash (/root/termostato/04_leggi_temperatura.sh):

#!/bin/bash
sensori[0]='28-000004052c94'
sensori[1]='28-0000040520d3'
#controllo che lo script venga lanciato con 1 parametro
if [ $# != 1 ]
 then
 echo -n "Lancia lo script: $0 [all"
 for i in "${sensori[@]}"
 do
   echo -n "|$i"
 done
 echo ']'
else 
 if [ $1 == "all" ] # Se lanciato con il parametro all visualizza la lettura di tutti i sensori
 then
  for i in "${sensori[@]}"
  do
    $0 $i 
  done
 else
 sensore=$1

 for x in 1 2 3 4
 do
  lettura=`paste -s /sys/bus/w1/devices/${sensore}/w1_slave | grep YES` # esegue la lettura verificando il CRC
 # echo $?
 # echo lettura
  if [ $? == 0 ]
   then temp=$lettura; break
   else temp='ERR' ; break
  fi
 done

 temperatura=`echo $temp | paste -s | awk -F "=" '{print $3/1000}'`

 echo $temperatura
 fi
fi

Per la memorizzazione su Redis si lancia uno script che richiama il precedente per ogni sensore e lo associa alla zona da monitorare inoltre memorizza la data corrente(/root/termostato/05_memorizza_temp.sh):

#!/bin/bash
sensore[0]='28-000004052c94'
sensore[1]='28-0000040520d3'
d_sensore[0]='cucina'
d_sensore[1]='camera'
x=0
for i in "${sensore[@]}"
do
 temp=`/root/termostato/04_leggi_temperatura.sh $i`
 if [ "$temp" != "-0.062" ]
  then
  if [ "$temp" != "85" ]
   then
    /usr/bin/redis-cli rpush ${d_sensore[${y}]} $temp
  fi
 fi
y=`expr $y + 1` 
done
/usr/bin/redis-cli rpush lettura "`date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"`"
/usr/bin/redis-cli rpush timestamp "`date "+%s"`"

Per la lettura della temperatura esterna nel mio caso ho fatto riferimento alla centralina meteo più vicina e leggo i dati via web(/root/termostato/06_display_letture.sh):

#!/bin/bash
temp=`/usr/bin/elinks -dump "http://www.wunderground.com/weatherstation/WXDailyHistory.asp?ID=IITALIAB2&format=1"|awk -F "," '{print $2}'| grep '[0-9]\.[0-9]'| tail -1`
/usr/bin/redis-cli rpush temp_esterna $temp

Una volta lanciati gli script precedenti si può verficare se vengono memorizzati correttamente su Redis:

#!/bin/bash
echo "Visualizzazione elementi lista in redis"
redis-cli keys "*"
echo "Display valori lista primo sensore: cucina"
redis-cli lrange cucina -10 -1
echo "Display valori lista primo sensore: camera"
redis-cli lrange camera -10 -1
echo "Display valori lista temperatura esterna"
redis-cli lrange temp_esterna -10 -1