Firmware para la versión modular¶

Pendiente de calibrar en espacio físico real

Antes de nada indicaremos que la programación del sistema la vamos a realizar con ArduinoBlocks, un sistema de programación por bloques online que nos permite tener aplicaciones muy eficientes de forma rápida y sencilla.

El programa lo tenemos disponible para ponerlo entre nuestros proyectos.

Una vez entre nuestros proyectos podemos acceder a la información del mismo (imagen 1) donde se describe brevemente en que consiste y se da un listado del material utilizado con enlaces a las wikis de los distintos componentes.

Imagen 1
Información del proyecto

Inicializar¶

El programa básicamente se estructura por funciones que son llamadas cuando necesitamos de ellas. Vamos a ir describiendo su constitución. Comenzamos con el bloque "Inicializar" que vemos en la imagen 2. Se inicializa la LCD, se activa su retroiluminación, se borra cualquier contenido en la misma y se crean los cuatro caracteres especiales siguientes: 1 para º, 2, 3 y 4 para las letras acentuadas á, ó y ú. Finalmente se hace llamada a las dos funciones que describimos seguidamente.

Imagen 2
Inicializar

Función estableceRangosCO2_VOC_ruido¶

Corresponde a la imagen 3 y es donde se establecen los rangos de valores de CO2 (Valores recomendados), VOC (Valores recomendados) y ruido para activar los distintos estados del semáforo. Aquí será donde debemos colocar los valores de calibración según nuestra realidad.

Imagen 3
Rangos

Esta función solamente es llamada en la inicialización por lo que los valores de las variables se establecen cuando se inicia el sistema.

Función "muestraMensajeInicial"¶

La función que vemos en la imagen 4 se destina a mostrar unos mensajes de bienvenida y hacer que, en un bucle que se repite dos veces, se enciendan de forma consecutiva los tres colores siguiendo la secuencia verde-amarillo-rojo. Servirá por tanto de testeo de la LCD y de los tres diodos.

Imagen 4
Mensaje inicial

Esta función solamente es llamada en la inicialización por lo que el mensaje y el testeo de LEDs solamente se ejecuta cuando se inicia el sistema.

Antes de entrar en la descripción del funcionamiento del bucle vamos a describir el resto de funciones.

Funciones de control de los LEDs¶

Se trata de cuatro sencillas funciones consistentes en:

• Apagar todos los LEDs
• Encender el LED del color verde y mantener apagados los otros dos
• Encender el LED del color amarillo y mantener apagados los otros dos
• Encender el LED del color rojo y mantener apagados los otros dos

En la imagen 5 podemos ver estas funciones.

Imagen 5
Estado de los LEDs

Funciones mostrar datos¶

Son las funciones encargadas de mostrar en la LCD los valores de lectura de los diferentes sensores y que vamos a ver como es cada una de ellas.

• mostrarTyHR. Función que se encarga de tomar lectura del sensor DHT22 y mostrar los resultados de temperatura en grados centigrados y humedad relativa en porcentaje. En la imagen 6 vemos como está configurada.

Imagen 6
Mostrar T y HR

• mostrarBarometro. Función que se encarga de tomar lectura del sensor BMP280 y mostrar los resultados de presión atmosférica en milibares y altitud sobre el nivel del mar en metros. En la imagen 7 vemos como está configurada.

Imagen 7
Mostrar presión atmosférica y altitud

• mostrarCO2. Función que se encarga de tomar lectura del sensor CCS811 y mostrar los niveles de CO2 en ppm y $\mu$g/m$^3$. En la imagen 8 vemos como está configurada.

Imagen 8
Mostrar niveles de CO2

• mostrarVOC. Función que se encarga de tomar lectura del sensor CCS811 y mostrar los niveles de VOC en ppb. En la imagen 9 vemos como está configurada.

Imagen 9
Mostrar niveles de VOC

• mostrarRuido. Función que se encarga de tomar lectura analógica del sensor de sonido y mostrar su valor que estará comprendido entre 0 y 1023. En esta función se incluye una sentencia condicional que pregunta por el estado del interruptor de modo. Si está en la posición de activado sonará el tema principal de Star Wars y si está en posición desactivado no sonará nada. En la imagen 10 vemos como está configurada.

Imagen 10
Mostrar nivel sonoro

Funciones mostrar mensajes¶

Las funciones que vemos en la imagen 11 simplemente se encargan de mostrar los mensajes determinados en cada una de ellas cuando son invocadas.

Imagen 11
Mostrar mensajes

Funciones calcular niveles¶

Estas funciones se destinan a asignar un valor entero a los rangos de valores establecidos en la función estableceRangosCO2_VOC_ruido. Su finalidad es simplificar las sentencias condicionales del bucle principal.

• calcularNivelCO2

Se trata de asignar un número a los distintos rangos de CO2 establecidos mediante una función que va a realizar el cálculo para devolver el valor numérico correspondiente al nivel de CO2, tal y como vemos en la imagen 12. el valor nivelCO2 devuelto será alguno de los mostrados en la tabla siguiente:

Imagen 12
Función calcularNivelCO2

• calcularNivelVOC

Se trata de asignar un número a los distintos rangos de VOC establecidos mediante una función que va a realizar el cálculo para devolver el valor numérico correspondiente al nivel de VOC, tal y como vemos en la imagen 13. el valor nivelVOC devuelto será alguno de los mostrados en la tabla siguiente:

Imagen 13
Función calcularNivelVOC

• calcularNivelSonido

Se trata de asignar un número a los distintos rangos de nivel de ruido establecidos mediante una función que va a realizar el cálculo para devolver el valor numérico correspondiente al nivel sonoro, tal y como vemos en la imagen 14. el valor nivelSonoro devuelto será alguno de los mostrados en la tabla siguiente:

Imagen 14
Función calcularNivelSonido

Bucle principal¶

En la imagen 15 vemos la parte inicial del bucle que comienza con la lectura de la posición del conmutador de modo para determinar si se reproducen sonidos o no. A continuación se invocan las funciones que vemos y se van mostrando los distintos valores cada 1.5 segundos. Una vez finalizada la muestra de valores se procede a averiguar el rango en el que está el CO2, el VOC y el Sonido invocando a las funciones correspondientes y asegurando que el valor devuelto es un número entero positivo.

Imagen 15
Muestra de valores y calculo de rangos

Una vez establecido el rango las sentencias condicionales siguientes lo que hacen es determinar en cual de ellos se está estableciendo la condición para CO2 o VOC o Ruido.

• nivelCO2 = 4 o nivelVOC = 4 o nivelSonoro = 3

Esto lo vemos en la imagen 16 y si se cumple que estamos en ese rango para cualquiera de las variables de ejecutará 5 veces un bucle en el que se muestran los niveles de CO2 y VOC y el mensaje Desalojar. Si el sonido está activado se emiten pitidos.

Imagen 16
Valores para desalojar

• nivelCO2 = 3 o nivelVOC = 3 o nivelSonoro = 3

Si no se cumple la condición anterior se pregunta esta otra que vemos en la imagen 17 y si se cumple que estamos en ese rango para cualquiera de las variables de ejecutará 3 veces un bucle en el que se muestran los niveles de CO2 y VOC y el mensaje VENTILAR. Si el sonido está activado se emiten pitidos.

Imagen 17
Valores para ventilar

• nivelCO2 = 2 o nivelVOC = 2 o nivelSonoro = 2

Si no se cumple la condición anterior se pregunta esta otra que vemos en la imagen 18 y si se cumple que estamos en ese rango para cualquiera de las variables de ejecutará 2 veces un bucle en el que se muestran los niveles de CO2 y VOC y el mensaje Aconsejado Ventilar. Si el sonido está activado se emite la melodía de Indiana Jones.

Imagen 18
Valores para aconsejado ventilar

• nivelCO2 = 1 o nivelVOC = 1 o nivelSonoro = 1 o no se cumple ninguna condición

Si no se cumple la condición anterior se pregunta esta otra que vemos en la imagen 19 y si se cumple que estamos en ese rango para cualquiera de las variables de ejecutará 1 vez un bucle en el que se muestran los niveles de CO2 y VOC y el mensaje Niveles Buenos. Si el sonido está activado se emite la melodía de Super Mario. Si no se cumple esta condición, y por tanto ninguna de las anteriores, se ejecuta la parte sino que lógicamente corresponde a la situación deseable que consiste en que los LEDs permanezcan apagados, se muestre el mensaje Niveles Aconsejados y no se emita ningún sonido aunque este esté activado.

Imagen 19
Valores para niveles buenos y aconsejados