Control remoto del observatorio astronómico
Aquí tenéis una introducción al proyecto de Control Remoto para Observatorios en el que he estado trabajando durante los últimos meses. En esta sección os presento la base electrónica de desarrollo del proyecto. No se hace alusión a la parte mecánica del proyecto, ya que queda fuera del alcance de este artículo.
Aquí tenéis una introducción al proyecto de Control Remoto para Observatorios en el que he estado trabajando durante los últimos meses. En esta sección os presento la base electrónica de desarrollo del proyecto. No se hace alusión a la parte mecánica del proyecto, ya que queda fuera del alcance de este artículo.
El elemento básico de control es un kit electrónico a base de relés, que complementaremos con un interfaz web, el cual nos permitirá comunicarnos remotamente con la placa de control. El proyecto está orientado al Control domótico de un Observatorio Astronómico, si bien es totalmente válido como control Domótico doméstico.
La placa de control de relés
El primer elemento del proyecto es la placa de control de relés. Para nuestro propósito hemos utilizado una placa de control en kit de Velleman (K8056):
Se ha elegido este circuito por diversos motivos:
- Permite controlar hasta 8 reles de 5A/230V (según el fabricante). Muchos circuitos económicos de control domótico comerciales sólo permiten controlar 2 o 3 relés y otros kits de control de relés utilizan el puerto paralelo (LPT1).
- Su precio es contenido no superando los 60 euros (en su versión para montar).
- La activación de los relés se realiza a través de un puerto serie RS-232, haciendo posible su uso sin necesidad de drivers USB, si bien muchos ordenadores portátiles ya no disponen de puerto RS232.
- El uso de un puerto serie estándar y la posibilidad de adaptarlo a niveles TTL permite la recepción de datos enviados por otros dispositivos serie como USART's o el servidor WEB embebido del que hablaré más adelante.
En la página del fabricante podemos encontrar toda la información necesaria, incluido el software para su manejo. Los 5A/230V que soportan los contactos del relé según el fabricante, cubren nuestras expectativas de potencia para un Observatorio doméstico (luces, servidor, motor de techo deslizante, rotor de cúpula, calefactor de lentes, etc.).
El Software
El software viene empaquetado en un archivo .ZIP y se puede encontrar en la página de downloads del kit. El código fuente (en Visual Basic) se puede modificar para crear una interfaz visual adaptada a nuestros requerimientos. Sin embargo, si alguien no tiene conocimientos de programación o no quiere reprogramar el código fuente, también existe una versión funcional de prueba que encontraremos dentro del archivo ZIP con el nombre k8056.exe, aunque ofrece un interfaz visual estándar y "sin florituras".
Si utilizamos la interfaz gráfica estándar entregada en el paquete software, no es necesario hacer ningún ajuste de la configuración salvo elegir correctamente el puerto serie del PC, que suele ser COM1 en la mayoría de los PC's. Una vez conectada la placa al puerto serie del PC, arrancamos el software y sin hacer ninguna otra modificación, podremos conectar y desconectar los relés mediante los botones del interfaz.
Cómo funciona
Un microcontrolador recibe datos del puerto serie del PC (los datos son sólo de entrada hacia el microcontrolador). El microcontrolador reacciona a la secuencia de entrada activando uno o varios relés de salida. Este es el formato de la secuencia:
| Byte 1 | Byte 2 | Byte 3 | Byte 4 | Byte 5 |
|Ascii(13)|Dir.Placa|Instrucción|Dir. Relé (1..9)|Checksum|
Dependiendo de la instrucción enviada al microcontrolador se producirá uno de los efectos siguientes:
- Activar/desactivar permanentemente un relé.
- Activar/desactivar un relé en modo toggle (modo basculante).
- Activar en modo pulso no estable (después de un periodo de tiempo el relé se desactiva).
- Activación total y desactivación total (todos los relés - dirección de rele = 9).
- Cambiar la dirección de la placa.
Qué podemos controlar
La placa de relés nos permitiría controlar, a modo de ejemplo:
- El arranque de un PC (Servidor) que luego utilizaremos para tomar el control de la CCD.
- El encendido y apagado de luces de cortesia.
- El encendido y apagado de la alimentación general de la montura.
- El encendido y apagado de calefactor de lentes.
- La apertura/cierre de techo o cúpula.
- Giro horario de la cúpula.
- Giro antihorario de la cúpula.
- Otro uso.
Si instalamos la placa de control en una caja plástica estanca y la alimentamos exteriormente con 12V-CC podremos controlar nuestro observatorio con un sólo CLIC por menos de 100€. Además, el circuito nos ofrece la posibilidad de controlar los relés en operación manual mediante interruptores y sin necesidad del PC.
Coste aproximado hazlo tu mismo (DIY):
Kit ------------------- 50€
Caja ---------------- 15€
Conectores ------- 5€
Alimentador ------ 15€
_________________
Total ---------------- 85€
Coste aproximado hazlo tu mismo (DIY):
Kit ------------------- 50€
Caja ---------------- 15€
Conectores ------- 5€
Alimentador ------ 15€
_________________
Total ---------------- 85€
Cómo controlar el interfaz a través de Internet pero ¡¡ sin PC local !!
Hemos visto más arriba como controlar 8 relés de forma local gracias a una interfaz de relés y nuestro PC (medalla de bronce), pero para poder obtener la medalla de plata hay que poder hacerlo remotamente lo que nos obligaría a mantener un PC constantemente encendido a la espera de órdenes remotas enviadas mediante algún acceso del tipo Escritorio Remoto. Pues bien, el responsable de que sea posible acceder remotamente a nuestro sistema de control sin necesidad de mantener un PC encendido, es este pequeño servidor WEB embebido del tamaño de una caja de cerillas (Siteplayer).
Existen diversos módulos WEB en el mercado, pero sin hacer una exposición de las excelencias de cada uno de ellos yo he elegido este módulo en concreto para hacer las pruebas por su bajo coste y la abundante información que existe en internet. Si adquirimos la versión SP1 es preciso montar el módulo sobre una placa prototipo con un conector ethernet y sus filtros, aunque también podemos adquirir la versión encapsulada (un poco más cara). En cualquier caso este tipo de hardware según los distintos fabricantes oscila entre los 40 y los 100€.
El fabricante -en este caso Netmedia- da bastante información, pero hay que reconocer que es preciso tener ciertos conocimientos del lenguaje HTML para configurar una buena interfaz WEB.
Conectividad del Servidor WEB
El módulo dispone de los siguientes puertos de comunicación:
- Hasta 8 ENTRADAS/SALIDAS digitales (llamada interfaz SPI)
- Puerto serie para comunicación con otros dispositivos (como nuestro interfaz de relés)
- Puerto Ethernet (en la versión SP1 es preciso montar el conector RJ45 y los filtros de forma externa)
La línea de transmisión del puerto serie permitirá comunicarnos con nuestra placa de control de relés. El puerto SPI del dispositivo en modo INPUT servirá para devolver remotamente al usuario una confirmación de que se ha ejecutado la orden enviada (feedback). El puerto ethernet se conectará directamente a un router o switch/router con conexión de banda ancha.
Prometo que intentaré conectar el módulo a Internet para que podáis encender y apagar algunos dispositivos (luz led por ejemplo).
Continuaré
Francisco J. Ochando
Arranque del servidor remoto con una llamada telefónica
Como complemento a nuestro control remoto para observatorio os enseño este módulo de arranque a voluntad del servidor con una simple llamada telefónica. Este circuito permite ahorrar energía ya que nos evita mantener el servidor del observatorio constantemente encendido en espera de una conexión externa. El circuito a utilizar es el módulo de Velleman MK160.
Para poder arrancar el servidor es preciso hacer las siguientes modificaciones:
- Configurar el circuito de arranque en modo pulso.
- Si utilizamos un teléfono móvil como receptor introduciremos todo el conjunto en una caja plástica estanca a la luz y el agua.
- Modificaremos el sistema de encendido del PC enviando los cables del pulsador de arranque al circuito MK160. El relé del circuito hará las funciones de pulsador de arranque.
Ahorro de energía ya que evita mantener el servidor del observatorio siempre encendido.
Inconvenientes:Cualquier llamada no deseada podría arrancar el servidor, por lo que para una mayor seguridad se pueden restringir las llamadas entrantes.
Posibles mejoras:
Se puede adaptar el circuito con un interfaz para línea telefónica.
Pruebas realizadas
Tras realizar varias pruebas con el módulo de control remoto mediante móvil, tapando y destapando el sensor de luz (LDR) se observó que el circuito se disparaba de forma arbitraria. Aún modificando la sensibilidad del circuito con su potenciómetro siguió sin responder correctamente por lo que medimos la resistencia de la LDR tapada y destapada dando una resistencia entre 20 y 2Kohmios. Tras unos pequeños cálculos se pudo comprobar que la resistencia de 20k era insuficiente para mantener el circuito en reposo (no disparado), por lo que se probó añadiendo una resistencia de 10kohmios en serie con la LDR, funcionando correctamente el circuito.
Apagar el Servidor del Observatorio con Escritorio remoto
Windows XP no permite apagar el PC servidor de Escritorio remoto desde el cliente (no muestra el botón de apagado). Se trata más un tema de diseño que de seguridad, pero resultaría un engorro tener que dejar el servidor encencido después de haber sido utilizado, por lo que existe una forma sencilla de apagarlo. Abrimos una ventana de linea de comando y escribimos la siguiente linea:
shutdown -s -f -t 20
La orden forzará un cierre de los programas y un apagado del equipo en 20 segundos.
