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Hardware:
- Módulo de control
- Módulo de temperatura
- Medidor de Ph
- Medidor de nivel
- Módulo de luces
- Módulo de alimentación
- Módulo de oleaje
- Montaje del sistema
- Funcionamiento
- Fotos
Software:
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Controlador automático de acuarios
Con este montaje pretendemos automatizar todos los elementos instalados en el acuario a modo de acuario domótico. Conseguiremos ahorrarnos algo de trabajo en el mantenimiento del tanque y además tendremos un "vecino virtual" que nos lo cuide en vacaciones.
El conjunto consta principalmente de una serie de módulos que monitorizan los diferentes parámetros del acuario (temperatura, Ph, etc...) y de un módulo de control que es el encargado de tomar las decisiones oportunas para el mantenimiento de las condiciones óptimas. Además tenemos un módulo de configuración e información que, como su nombre indica, permite tanto variar las condiciones del tanque como obtener información actualizada de éste.
En la figura anterior podemos ver como se interconectan los diferentes módulos con el controlador principal y la conexión desde el exterior con un navegador WEB o con una conexión serie RS232. Aunque en un primer momento se consideró diseñar los diferentes módulos de forma separada (con su propio microcontrolador), la capacidad del PIC16F874A nos da la posibilidad de controlarlo todo con un solo microcontrolador. Los módulos desarrollados son los siguientes:
Módulo de control
El módulo de control es el encargado de obtener datos de todos los sensores del sistema y de manejar los actuadores que mantienen el acuario en su estado óptimo.
El encargado de todo esto es un microcontrolador, en concreto el PIC16F874A de Microchip. Es un microcontrolador RISC con 35 instrucciones diferentes que se ejecutan en cuatro ciclos de reloj, puede funcionar hasta a 20Mhz y tiene 4096 posiciones de memoria de 14 bits para el programa, 192 bytes de ram y 128 bytes de memoria EEPROM para poder guardar datos permanentemente. Tiene treinta y tres pines programables como entradas o salidas independientes, dos cronómetros/alarmas de 8 bits o uno de 16, puerto serie (USART) y ocho convertidores A/D de diez bits.
En la página de Microchip tenemos modelos más pequeños como el PIC12C509 de solo 8 pines y otros más grandes y con más prestaciones como el PIC18F8722 con 128 Kbytes de memoria, 54 pines programables, convertidores A/D, USART. etc. Prácticamente todos los microcontroladores PIC son compatibles entre sí y podríamos poner cualquiera de ellos con solo "recablear" los pines del integrado.
Para comunicarnos con el PIC16F874A utilizaremos el puerto serie USART integrado en él. Como los niveles del microcontrolador son TTL (0 y 5V para el "0" y el "1" respectivamente) utilizaremos un adaptador de señal para convertirlos a niveles RS232 (12 para el "0" y -12V para el "1"). El adaptador elegido es el MAX233A de dallas/maxim. Este integrado es capaz de manejar dos canales de comunicación y no necesita ningún componente externo.
Módulo controlador de temperatura
Éste módulo contiene tanto los sensores de temperatura como los actuadores que manejan los calefactores. Consiste en una serie de sensores de temperatura DS18S20 de dallas/maxim y los relés que actuarán sobre los calefactores del acuario.
El DS18S20 es un termómetro digital de 9 bits que se conecta a través de un bus 1-wire. Tiene una precisión de ±0.5°C en el rango de -10°C a +85°C y cada uno de ellos dispone de un identificador único de 64 bits, lo que permite que puedan coexistir varios sensores en un único bus 1-wire. El bus 1-wire puede ser de hasta 100 metros de largo por lo que la colocación de los sensores respecto del módulo no debería ser un problema.
El DS18S20 es un integrado con forma de transistor, tiene tres pines de los cuales dos sirven de alimentación (GND y Vdd) y el otro (DQ) es el que se conecta al bus. Este sensor puede funcionar también sin alimentación, con lo que se conoce como alimentación parásita. En este modo de funcionamiento la alimentación la saca directamente de la linea DQ por lo que solo se necesitan dos cables (DQ y GND).
Para proteger el sensor del agua lo montaremos dentro de una ampolla de vidrio o plástico rellena de silicona. Es importate que no entre humedad en el sensor para que no haya posibilidad de cortocircuito o de que se oxiden los pines.
El bus 1-wire es capaz de manejar varios dispositivos conectados a él por lo que con un bus es suficiente, este bus lo manejaremos por el pin RA4. Por el conector 1-wire concectaremos los sensores de temperatura DS18S20 y podemos colocar tantos como queramos repartidos por el acuario, en nuestro caso pondremos uno en el recipiente del sifón y otro en el filtro biológico.
Para controlar la temperatura utilizaremos dos calefactores típicos de acuario conectados a T1 que se activarán cuando la temperatura del acuario baje del nivel preestablecido. Estos calefactores disponen de un termostato que los enciende y apaga cuando es necesario, pero como el control de temperatura lo realizaremos nosotros, configuraremos los calefactores a una temperatura un poco mayor de la que necesitemos para que en caso de mal funcionamiento del controlador no suba la temperatura excesivamente. El hecho de usar dos calefactores nos asegura que la temperatura del tanque sea la óptima aún en el caso de que uno de ellos deje de funcionar.
Habitualmente nunca necesitamos enfriar el agua ya que la temperatura ambiente suele ser menor que la necesaria para el acuario, si necesitaramos manejar un enfriador lo conectaríamos a la borna marcada como T2 que se acciona cuando la temperatura supera el nivel configurado. Debemos tener en cuenta que cuantos mas calefactores/enfriadores conectemos al relé más potencia necesita soportar por lo que tendremos que instalar uno adecuado a nuestras necesidades o conectar varios en paralelo.
Módulo controlador de pH
Este módulo se encargará de obtener el pH del agua y de manejar los actuadores de control. El montaje está basado (mas bien copiado) en el medidor de pH para acuarios de José Manuel García, en su página podrás encontrar una explicación detallada del circuito y otras muchas cosas interesantes.
A grandes rasgos diremos que la salida del circuito nos da una tension de 0 a 999mV que corresponden a un pH de entre 0 y 9.99. Esta salida la conectaremos directamente a uno de los conversores A/D del PIC16F874A. En un principio únicamente usaremos un sensor y en caso de necesitar otro más tendremos que duplicar el circuito anterior.
Usaremos una sonda de pH estándar que suministra una tensión inversamente proporcional al pH del agua. Esta sonda proporciona 0V con pH neutro (ph 7) y varía aproximadamente 60mV por grado de pH. En la siguiente imagen tenemos una gráfica con el comportamiento de una sonda de este tipo.
Los sensores de pH se conectan al PIC16F874A por las entradas análogicas de los pines RA1, RA2 y RA3. Colocaremos uno en el recipiente del sifón y ahorraremos espacio en el acuario. Con uno es suficiente porque el pH cambia muy lentamente y la circulación de agua es lo suficientemente rápida para que sea uniforme en todo el sistema. Además son bastante caros (alrededor de 60 euros).
Al igual que en el caso de la temperatura, tenemos dos conectores para el control del pH: PH1 y PH2. PH1 se activa cuando el nivel de pH del acuario baja del nivel configurado y PH2 cuando se eleva por encima del nivel máximo.
Módulo controlador del nivel del agua
La forma más sencilla de controlar el nivel de agua del acuario es por medio de una boya instalada en su interior. Esta boya accionará unos contactos que nos indicarán que el agua está por encima o por debajo de un determinado nivel. Este método es completamente válido pero hemos previsto que en un futuro podamos conectar un sensor de nivel que nos indique exactamente la cantidad de agua del acuario, las entradas del PIC16F874A a las que conectaremos los sensores son conversores A/D por lo que simplemente con un sensor que nos proporcione una salida proporcional al nivel de agua tendremos un control mucho más preciso.
Necesitaremos controlar el nivel de agua en varios puntos del sistema: en el acuario, en el filtro, en el depósito de agua osmotizada y en el depósito de cambio de agua. En el caso del acuario es necesario saber si el agua baja de determinado nivel para añadirle más, en el filtro biológico es necesario para asegurarnos de que la bomba no trabaja en vacío. Los otros dos sensores se encargan de controlar que no se acabe el agua del depósito de llenado y de que no se llene el depósito de desagüe.
Disponemos de dos actuadores para controlar el nivel de agua, uno para introducir agua en el acuario y otro para sacarla. Con esto podemos mantener constante el nivel de agua del acuario simplemente añadiendo un poco cuando baje el nivel. Además podremos hacer los cambios periódicos de agua automáticamente siempre que dispongamos de un desagüe y de un depósito de agua osmotizada.
Módulo controlador de la iluminación
El control de la iluminación consiste básicamente en encender y apagar las luces a unas horas determinadas. Con este montaje podemos hacer algo mas complicado y manejar varias luces, por ejemplo unos tubos haciendo de luz solar y una pequeña bombilla a modo de luna. Además, con la posibilidad de conectar un ordenador por el puerto serie al controlador, podemos hacer ciclos de varias luces, por ejemplo podriamos emular las horas de luz y la fase de la luna con la fecha actual, simular dias nublados encendiendo menos luces, etc.
Para poder controlar varias luces tenemos cuatro conectores diferentes: L1, L2, L3 y L4.
Módulo de alimentación
Para automatizar la alimentación de los peces hemos previsto varios actuadores con el fin de poder accionar diferentes alimentadores automáticos. Este módulo consiste en uno o varios depósitos de comida colocados encima del acuario con un dispensador que proporciona la dosis adecuada. Los conectores C1 y C2 accionan los dispensadores.
Módulo de oleaje
Este módulo es el encargado de simular oleaje en el acuario. El oleaje se consigue activando unas bombas distribuidas por el acuario de forma ordenada.
Montaje del sistemaMontaremos cinco placas diferentes: dos de alimentación (una para el controlador y otra para la sonda de pH), otra con el circuito acondicionador de señal para la sonda de pH, la placa con el PIC16F874A y por último la placa de relés. La placa con el LCD y las seis teclas es opcional si tenemos conectado un ordenador al controlador.
Lo primero que haremos será el circuito que proporcionará la alimentación necesaria para el resto de placas. Suministra +5V por el conector cuatro para alimentar el PIC16F874A, los dos ULN2801A, el MAX233A, los relés y el LCD. Además podremos conectar por el conector correspondiente una batería recargable (1.5V x 4 = 6V) que nos proporcionará la tensión de alimentación en caso de fallo de suministro eléctrico. Esta placa la tendremos que alimentar con 18V AC. A continuación tenemos el listado de componentes de esta placa:
| Fuente de alimentación | ||
|---|---|---|
| Componente | Descripción | Valor |
| U1 | Puente rectificador | |
| U2 | Estabilizador de tensión +12V | LM7812 |
| R1 | Resistencia limitadora para la batería recargable | 33Ω |
| R2 | Resistencia de carga para el led indicador de alimentación | 560Ω |
| C1 | Condensador estabilizador del regulador | 0.33µF |
| C2 | Condensador estabilizador del regulador | 0.1µF |
| D1 | Diodo rectificador | 1N4007 |
| D2 | Diodo led indicador de alimentación | Rojo de 5mm |
| D3 | Diodo zener | 5.1V 1W |
Para alimentar el acondicionador de señal de la sonda de pH necesitamos tres voltajes: dos de +5V y uno de -5V Es importante que la alimentación del circuito acondicionador esté separada de la de alimentación de componentes para evitar interferencias. José Manuel García explica todo esto en su página del medidor de pH para acuarios. El potenciómetro P1 nos servirá para ajustar la tensión de salida a +5V exactos (la placa es exactamente igual a la de José Manuel y podríamos eliminar la placa de alimentación anterior ya que ésta también proporciona los +5V necesarios para elimentar los elementos). Los componentes necesarios los tenemos en la tabla siguiente:
| Fuente de alimentación del módulo sensor de pH | ||
|---|---|---|
| Componente | Descripción | Valor |
| U1 | Regulador de tensión ajustable | l200 |
| U2 | Estabilizador de tensión +5V | LM7805 |
| U3 | Estabilizador de tensión -5V | LM7905 |
| R1 | Resistencia de ajuste de tensión | 0.33Ω |
| R2 | Resistencia de ajuste de tensión | 820Ω |
| R3 | Resistencia de ajuste de tensión | 330Ω |
| R4-R6 | Resistencias de carga para los leds indicadores de alimentación | 560Ω |
| C1 | Condensador de filtrado | 4700µF |
| C2 | Condensador de filtrado | 220nF |
| C3 | Condensador de filtrado | 1µF |
| C4-C6 | Condensadores de filtrado | 1000µF |
| C7,C8 | Condensadores de filtrado | 220nF |
| C9,C10 | Condensadores de filtrado | 1µF |
| C11,C12 | Condensadores de filtrado | 10µF |
| D1-D3 | Diodos rectificadores | 1N4007 |
| D4-D6 | Diodos led indicadores de funcionamiento | Rojos de 5mm |
| P1 | Potenciómetro multivuelta | 470Ω |
Una vez montadas la placas de alimentación montaremos el módulo de control donde tenemos el PIC16F874A que es el encargado de la adquisición de datos de todos sensores de temperatura y de activar y desactivar los actuadores. El pulsador S1 provoca el reset hardware del PIC16F874A. RC7 es el pin de recepción de datos por el puerto serie y RC6 es el de transmisión, además tenemos la posibilidad de conectar un LCD de cuatro lineas y veinte caracteres por linea por los pines RA0, RB2, RB3, RB4, RB5, RB6 y RB7. Este LCD mostrará información del sistema en todo momento, aunque no es necesario para el funcionamiento del controlador. Además de controlar el LCD, en los pines RA0, RB2, RB3, RB4, RB5 y RB7 conectaremos seis teclas para poder navegar por el menú. De esta forma implementaremos un terminal que nos permitirá programar el controlador sin necesidad de conectarlo a un ordenador.
Con el LM336 podremos ajustar la tensión de referencia del conversor A/D. Deberemos ajustar el potenciómetro P3 para que la tensión entre el pin RA3 y masa (sin tener conectado el PIC16F874A) sea de 2.56V. Con esto y el conversor A/D configurado en 8 bits nos dará un cambio cada 10mV.
Para poder accionar los actuadores usaremos dos integrados ULN2801A. Constan de ocho drivers de 0.5A cada uno y los usaremos para suministrar la corriente necesaria a los relés ya que el PIC16F874A no es capaz de suministrar tanta corriente por los pines de salida. En cada uno de los drivers conectaremos un relé que será el que realmente active y desactive los actuadores. Los relés los tendremos en una placa diferente ya que necesitamos tener 220V en el circuito para activar los elementos de control.
En las siguiente tabla tenemos los componentes necesarios para la construcción tanto de la placa de control como de la placa del terminal:
| Módulo de control | ||
|---|---|---|
| Componente | Descripción | Valor |
| U1 | Microcontrolador | PIC16F874A |
| U2 | Acondicionador de señal | MAX233A |
| U3 | Generador de tensión de referencia ajustable | LM336 |
| U4,U5 | Drivers para los actuadores | ULN2801A |
| R1 | Resistencia de carga para el reset hardware. | 10kΩ |
| R2 | Resistencia de carga para el regulador. | 2K5 |
| R3 | Resistencia de pull-up para el bus 1-Wire. | 4K7 |
| R4-R21 | Resistencias de carga para los leds indicadores de actividad | 560Ω |
| C1,C2 | Condensadores estabilizadores del reloj | 15-33pF |
| D1,D2 | Diodos de señal | 1N4148 |
| D3-D6 | Diodos led indicadores de actuación en iluminación | Rojos de 3mm |
| D7,D8 | Diodos led indicadores de actuación en temperatura | Rojos de 3mm |
| D9,D10 | Diodos led indicadores de actuación en pH | Rojos de 3mm |
| D11,D12 | Diodos led indicadores de actuación en Nivel | Rojos de 3mm |
| D13-D16 | Diodos led indicadores de actividad de las bombas de oleaje. | Rojos de 3mm |
| D17,D18 | Diodos led indicadores de actuación en alimentación | Rojos de 3mm |
| D19,D20 | Diodos led indicadores de comunicación serie (Tx,Rx) | Rojos de 3mm |
| D21-D26 | Diodos de señal | 1N4007 |
| XT1 | Cristal | 4Mhz |
| P1 | Potenciómetro multivuelta para ajustar la tension de referencia | 10KΩ |
| P2 | Control de contraste del LCD | 10KΩ |
| P3 | Control de iluminación del LCD | 10Ω |
| LCD | LCD de 2x16 | HD44780U |
| SW1 | Pulsador de reset hardware | |
| SW2-SW7 | Teclado del terminal | |
El circuito acondicionador de señal lo tendremos montado en una placa diferente para poder aislarlo de cualquier interferencia tal y como explica José Manuel García en su página. Los componentes necesarios para esta placa los tenemos a continuación:
| Acondiciondor de señal del sensor de pH | ||
|---|---|---|
| Componente | Descripción | Valor |
| U1 | Amplificador operacional de entrada JFET | LF356M |
| U2 | Amplificador operacional de entrada JFET | TL084 |
| R1 | 150KΩ | |
| R2 | 10KΩ | |
| R3 | 4K7 | |
| R4-R7 | 22KΩ | |
| R8,R9 | 100KΩ | |
| R10 | 15KΩ | |
| R11 | 1K5 | |
| C1 | 150pF | |
| C2 | 3.3pF | |
| C3 | 5.6pF | |
| C4,C5 | 220nF | |
| P1 | Potenciómetro de ajuste pH=7.0 | 10KΩ |
| P2 | Potenciómetro de ajuste pH=4.0 | 2KΩ |
Configuración y funcionamiento del controlador
Para poner en marcha el controlador únicamente tendremos que conectarlo a un transformador que nos proporcione entre 18 y 24 voltios de corriente alterna. Una vez puesto en marcha tendremos una pantalla con la hora actual en la primera linea y con las medidas correspondientes a la temperatura y al pH en la segunda. Estas medidas son la media de todas las lecturas proporcionadas por los sensores que tengamos conectados al sistema. La hora estará inicializada a las 00:00:00 por lo que deberemos ajustarla a la hora actual. Las dos lineas inferiores sirven para mostrar las diferentes acciones que va realizando el controlador: encender y apagar luces, activar cebadores, mostrar las alarmas de temperatura y pH, etc.
Pulsando la tecla MENU en el teclado del terminal aparecerá la pantalla de la izquierda. En el menú nos podremos mover entre las diferentes opciones con las teclas de ARRIBA y ABAJO. Para seleccionar una opción pulsaremos la tecla DERECHA y para salir del menú la tecla IZQUIERDA. El menú de ajustes sirve para configurar todos los parámetros del controlador. Podremos poner la hora actual, introducir la temperatura y el pH deseados, etc. El menú de acciones nos sirve para activar o desactivar alguno de los elementos puntualmente.
Para ajustar la hora del reloj pulsaremos la tecla menú, seleccionaremos la entrada Hora posicionando el cursor sobre ella y pulsando la tecla DERECHA. Nos aparecerá entonces una pantalla como la que tenemos a la derecha. En ella nos podremos mover entre la hora, minutos y segundos con las teclas de DERECHA e IZQUIERDA, para aumentar o disminuir el valor usaremos las teclas de ARRIBA y ABAJO. Una vez tengamos la hora ajustada pulsaremos la tecla IZQUIERDA hasta salir al menú principal.
El menú de ajuste de temperatura nos permite introducir en el controlador la temperatura deseada en nuestro acuario. Seleccionaremos la opción temperatura del menú principal y pulsaremos la tecla DERECHA. Tendremos una pantalla en la que podremos variar la temperatura mínima y máxima del acuario en pasos de 0.5°C. Con las teclas DERECHA e IZQUIERDA seleccionaremos la temperatura máxima o mínima y con ARRIBA y ABAJO iremos variándola hasta el valor óptimo deseado. Para salir pulsaremos la tecla IZQUIERDA.
Con este menú podemos variar el nivel de pH necesario para el acuario. El procedimiento para cambiar los valores de pH es idéntico al del menú de ajuste de temperaturas. Seleccionaremos la opción pH del menú principal y pulsaremos la tecla DERECHA. Tendremos una pantalla en la que podremos variar el pH mínimo y máximo del acuario en pasos de 0.1. Con las teclas DERECHA e IZQUIERDA seleccionaremos el pH máximo o mínimo y con ARRIBA y ABAJO iremos variándola hasta el valor óptimo deseado. Para salir pulsaremos la tecla IZQUIERDA.
Para controlar la iluminación del acuario disponemos de cuatro controles para luces, éstos los configuraremos con el menú iluminacion. Una vez tengamos seleccionado el submenú de control de luces podremos variar las horas de encendido y apagado de las cuatro luces moviéndonos arriba y abajo para seleccionar L1, L2, L3 o L4. Una vez seleccionada la luz que queremos configurar pulsaremos la tecla DERECHA hasta posicionarnos en el valor a modificar. Con las teclas ARRIBA y ABAJO modificaremos este valor y saldremos pulsando IZQUIERDA hasta salir a la seleccion de luz.
La primera hora del menú es la hora de encendido y la segunda la de apagado. En la pantalla de la derecha tenemos que la luz número uno se enciende a las 8:30 y se apaga a las 22:00, la luz dos se enciende a las 8:40 (un poco más tarde que la primera) y se apaga a las 21:50 (un poco antes que la anterior) y la luz tres se enciende por la noche de 21:00 a 9:00 simulando la luna. La luz cuatro aparece debajo de la luz tres en el menú y para que no haga nada debe estar configurada como hora de encendido las 00:00 y hora de apagado las 00:00.
El control de la alimentación es muy similar al de la iluminación solo que en este caso tenemos únicamente dos controles. En cada uno de éstos podemos programar dos horas de cebado. La hora 00:00 es especial y la usaremos para indicar que no hay cebado. En el ejemplo de la derecha podemos ver que el cebador uno se activa dos veces al dia, una a las 9:00 y otra a las 21:00, el cebador dos se activa una vez al dia a las 13:00. Para configurar las horas usaremos las teclas ARRIBA y ABAJO para seleccionar el cebador y una vez seleccionado con DERECHA e IZQUIERDA nos movemos por las horas y con ARRIBA y ABAJO las modificamos. Para salir de la selección usaremos la tecla IZQUIERDA.
Con este menú configuraremos todo lo relacionado a la generación de olas en el acuario. Podemos configurar tres periodos de oleaje (O1, O2 y O3) con hora de comienzo y hora de finalización y además podemos configurar la frecuencia de las olas para cada uno de ellos. En la pantalla de ejemplo tenemos configurados los tres periodos, el primero de 8:00 a 13:00 con una frecuencia de un segundo, es decir, las bombas se activan alternativamente cada segundo, el segundo perioido es de 13:00 a 22:00 con un periodo de tres segundos, lo que quiere decir que las olas son más suaves. El último periodo comprende toda la noche de 22:00 a 8:00 con un periodo de diez segundos. Al igual que en el resto de configuraciones, la configuracion de inicio 00:00 y de finalización 00:00 indica que no hay acción.
Una vez lo tengamos todo configurado tendremos que volver a la pantalla inicial en la que tenemos la hora, la temperatura y el pH. Como hemos visto anteriormente, las dos lineas de abajo están libres y las usaremos para mostrar información de todas las acciones que va tomando el controlador. A la izquierda vemos que el controlador encendió la luz dos a las 08:40 (la linea de activacion del oleaje a las 08:00 y de la luz uno a las 08:30 desaparecen) y que activó el cebador uno a las 09:00. Conforme pase el tiempo el controlador irá poniendo en la linea de abajo la última acción que se ha realizado.
Protocolo de comunicaciones RS232
El módulo de control estará continuamente obteniendo lecturas de temperatura, de pH y de nivel de agua de los sensores, esperando órdenes del módulo principal y accionando los actuadores necesarios en cada momento.
El puerto RS232 deberá estar configurado a 9600 8N1.
Todas las ordenes comienzan con STX (0x02) y acaban con ETX (0x03). Las órdenes aceptadas son las de la tabla siguiente:
| Comando | Respuesta | Descripción | |
|---|---|---|---|
| Reboot | STX 0x00 ETX | STX 0x00 ETX | Reinicia el módulo. |
| Status | STX 0x01 ETX | STX estado ETX | Indica el estado del controlador (ver tabla de estados). |
| SetTime | STX 0x02 HHMMSS ETX | STX estado ETX | Programa el módulo con la hora indicada. |
| GetTime | STX 0x03 ETX | STX HHMMSS ETX | Pregunta al módulo la hora actual. |
| GetTemperatureAll | STX 0x10 ETX | STX S1 S2 S3 ... ETX | Pregunta al módulo las lecturas de temperatura de todos los sensores que tiene conectados. |
| GetTemperature | STX 0x11 n ETX | STX Sn ETX | Pregunta al módulo la lectura de temperatura del sensor n. |
| ResetTemperatureAll | STX 0x12 ETX | STX OK ETX | Inicializa todos los sensores de temperatura. |
| ResetTemperature | STX 0x13 n ETX | STX OK ETX | Inicializa el sensor n. |
| SetTemperatureAllPeriod | STX 0x14 periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar las temperaturas de todos lo sensores con el periodo especificado. |
| SetTemperaturePeriod | STX 0x15 n periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar las temperaturas del sensor n con el periodo especificado. |
| SetMaxTemperature | STX 0x16 max ETX | STX estado ETX | Programa el límite superior de temperatura para el acuario (en °C). |
| SetMinTemperature | STX 0x17 min ETX | STX estado ETX | Programa el límite inferior de temperatura para el acuario (en °C). |
| GetPhAll | STX 0x20 ETX | STX S1 S2 S3 ... ETX | Pregunta al módulo las lecturas de pH de todos los sensores que tiene conectados. |
| GetPh | STX 0x21 n ETX | STX Sn ETX | Pregunta al módulo la lectura de pH del sensor n. |
| ResetPhAll | STX 0x22 ETX | STX OK ETX | Inicializa todos los sensores de pH. |
| ResetPh | STX 0x23 n ETX | STX OK ETX | Inicializa el sensor n. |
| SetPhAllPeriod | STX 0x24 periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar el pH de todos lo sensores con el periodo especificado. |
| SetPhPeriod | STX 0x25 n periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar el pH del sensor n con el periodo especificado. |
| SetMaxPh | STX 0x26 max ETX | STX estado ETX | Programa el límite superior de pH para el acuario. |
| SetMinPh | STX 0x27 min ETX | STX estado ETX | Programa el límite inferior de pH para el acuario. |
| GetWaterLevelAll | STX 0x30 ETX | STX S1 S2 S3 ... ETX | Pregunta al módulo las lecturas de nivel de agua de todos los sensores que tiene conectados. |
| GetWaterLevel | STX 0x31 n ETX | STX Sn ETX | Pregunta al módulo la lectura de nivel de agua del sensor n. |
| ResetWaterLevelAll | STX 0x32 ETX | STX OK ETX | Inicializa todos los sensores de nivel. |
| ResetWaterLevel | STX 0x33 n ETX | STX OK ETX | Inicializa el sensor n. |
| SetWaterLevelAllPeriod | STX 0x34 periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar el nivel de agua de todos lo sensores con el periodo especificado. |
| SetWaterLevelPeriod | STX 0x35 n periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para tomar el nivel de agua del sensor n con el periodo especificado. |
| GetLightAll | STX 0x40 ETX | STX S1 S2 S3 ... ETX | Pregunta al módulo el estado de todas las luces que tiene conectadas. |
| GetLight | STX 0x41 n ETX | STX Sn ETX | Pregunta al módulo el estado de la luz n. |
| SetLightAllOn | STX 0x42 brillo ETX | STX estado ETX | Enciende todas las luces con el nivel de brillo especificado. |
| SetLightAllOff | STX 0x43 ETX | STX estado ETX | Apaga todas la luces. |
| SetLightOn | STX 0x44 brillo n ETX | STX estado ETX | Enciende la luz n con el nivel de brillo especificado. |
| SetLightOff | STX 0x45 n ETX | STX estado ETX | Apaga la luz n. |
| SetLightTimeAllOn | STX 0x42 hora ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para encender todas las luces a la hora indicada. |
| SetLightTimeAllOff | STX 0x43 hora ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para apagar todas las luces a la hora indicada. |
| SetLightTimeOn | STX 0x44 n hora ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para encender la luz n a la hora indicada. |
| SetLightTimeOff | STX 0x45 n hora ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para apagar la luz n a la hora indicada. |
| SetFeedingAll | STX 0x50 m hora ETX | STX estado ETX | Programa la hora de cebado m de los peces de todos los módulos. |
| SetFeeding | STX 0x51 m n hora ETX | STX estado ETX | Programa la hora de cebado m de los peces en el módulo n. |
| GetWavesAll | STX 0x40 ETX | STX S1 S2 S3 ... ETX | Pregunta al módulo el estado de las bombas generadoras de olas. |
| GetWaves | STX 0x41 n ETX | STX Sn ETX | Pregunta al módulo el estado de la bomba n. |
| SetWavesAllOn | STX 0x42 ETX | STX estado ETX | Conecta todas las bombas. |
| SetWavesAllOff | STX 0x43 ETX | STX estado ETX | Desconecta todas las bombas. |
| SetWavesOn | STX 0x44 n ETX | STX estado ETX | Conecta la bomba n. |
| SetWavesOff | STX 0x45 n ETX | STX estado ETX | Desconecta la bomba n. |
| SetWavesPeriodAll | STX 0x42 periodo ETX | STX estado ETX | Programa el módulo para conectar todas las bombas con el periodo indicado (en segundos). |
| SetWavesPeriod | STX 0x44 n periodo ETX | STX estado ETX | Programa el periodo de conexión de la bomba n. |
| Estado | Descripción |
|---|---|
| 0x00 | Correcto |
| 0x01 | Error |
| 0x11 | Temperatura por encima del nivel establecido |
| 0x12 | Temperatura por debajo del nivel establecido |
| 0x21 | pH por encima del nivel establecido |
| 0x22 | pH por debajo del nivel establecido |
Costes del controlador
En la siguiente tabla tenemos el coste aproximado de los componentes, este coste depende mucho del sitio donde los compremos así que no está de más comparar varios sitios. La mayoría de los precios de la tabla son de la tienda donde habitualmente compro los componentes, los demás están sacados de tiendas online que son bastante más caras.
| Componente | Cantidad | Precio unitario (¤) | Total (¤) |
|---|---|---|---|
| Puente rectificador | 1 | 0.24 | 0.24 |
| Regulador +12V LM7812 | 1 | 0.29 | 0.29 |
| Regulador +5V LM7805 | 1 | 0.29 | 0.29 |
| Regulador -5V LM7905 | 1 | 0.32 | 0.32 |
| Regulador ajustable L200 | 1 | 1.56 | 1.56 |
| Generador de tensión LM336 | 1 | 0.42 | 0.42 |
| Microcontrolador P16F874 | 1 | 8.80 | 8.80 |
| Acondicionador MAX233 | 1 | 6.80 | 6.80 |
| Drivers ULN2803 | 2 | 0.56 | 1.12 |
| Amplificador operacional LF356M | 1 | 0.48 | 0.48 |
| Amplificador operacional TL084 | 1 | 0.4 | 0.4 |
| Resistencias 0.25W 5% | 36 | 0.009 | 0.324 |
| Resistencias 0.25W 1% | 4 | 0.016 | 0.064 |
| Condensador electrolítico 4700µF | 1 | 0.95 | 0.95 |
| Condensadores poliester 220nF | 5 | 0.168 | 0.84 |
| Condensadores electrolíticos 1µF | 3 | 0.048 | 0.144 |
| Condensadores electrolíticos 1000µF | 3 | 0.164 | 0.492 |
| Condensadores electrolíticos 10µF | 2 | 0.016 | 0.032 |
| Condensadores 22pF | 2 | 0.03 | 0.06 |
| Condensador cerámico 0.33µF | 1 | 0.144 | 0.144 |
| Condensador cerámico 0.1µF | 1 | 0.034 | 0.034 |
| Condensador cerámico 150pF | 1 | 0.03 | 0.03 |
| Condensador cerámico 3.3pF | 1 | 0.03 | 0.03 |
| Condensador cerámico 5.6pF | 1 | 0.03 | 0.03 |
| Diodo zener 5.1V | 1 | 0.084 | 0.084 |
| Diodos rectificadores 1N4007 | 10 | 0.021 | 0.21 |
| Diodos de señal 1N4148 | 2 | 0.024 | 0.048 |
| Leds rojos 5mm | 4 | 0.05 | 0.05 |
| Leds rojos 3mm | 18 | 0.063 | 1.134 |
| Potenciómetros multivuelta | 4 | 0.722 | 2.89 |
| Potenciómetros horizontales | 2 | 0.23 | 0.46 |
| Cristal 20Mhz | 1 | 0.84 | 0.84 |
| LCD 20x4 | 1 | 21.0 | 21.0 |
| Switchs | 7 | 0.144 | 1.008 |
| Placa fotosensible positiva 200x300mm | 1 | 12.74 | 12.74 |
| Relés 6V | 16 | 2.0 | 32.0 |
| Zócalo 8 pines | 1 | 0.1443 | 0.1443 |
| Zócalo 14 pines | 1 | 0.1682 | 0.1682 |
| Zócalos 18 pines | 2 | 0.2380 | 0.4760 |
| Zócalo 20 pines | 1 | 0.28 | 0.28 |
| Zócalo 40 pines | 1 | 0.7212 | 0.7212 |
| Disipadores | 4 | 0.2280 | 0.9120 |
| Tornillos para los disipadores | 4 | 0.01 | 0.04 |
| Tuercas para los disipadores | 4 | 0.0088 | 0.0352 |
| Tira de pines macho | 1 | 0.1836 | 0.1836 |
| Tira de pines hembra | 1 | 0.5580 | 0.5580 |
| Sonda de pH | 1 | 60.0 | 60.0 |
| Sensor de temperatura DS1820 | 1 | 2.0 | 2.0 |
| Total: | 162.02¤ | ||
Podemos ver en la tabla que los relés, el LCD y el sensor de pH se llevan aproximadamente el 70% del presupuesto total por lo que podemos limitar el número de relés a los que realmente necesitemos. El LCD lo pondremos únicamente si no vamos a usar un ordenador para configurar el controlador.
Modificaciones y mejoras
Estas son algunas de las posibles mejoras a efectuar en el controlador:
Fotos del controlador
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 640x480 800x600 1280x960 1600x1280 |
 640x480 800x600 1280x960 1600x1280 |
 640x480 800x600 1280x960 1600x1280 |
| Críticas constructivas a carlitos (las demás a /dev/null) |  |
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