Raspberry PI – Implementando un sistema domótico asequible [Parte III]

Tras varios meses he decidido retomar este proyecto con el que pretendo crear un sistema domótico libre, y económicamente asequible; basado en este microcomputador de bajo consumo, pero multiplataforma y portable a cualquier dispositivo con sistema operativo GNU/Linux que disponga de puerto GPIO.En anteriores entradas aprendimos a controlar modulos de relés optoacoplados con Raspberry PI mediante bash, PHP, y Python; en esta ocasión he optimizado el sistema domótico, y de paso lo he migrado a Raspberry PI 3 para disponer de conectividad inalámbrica, pero si lo deseáis podéis usar cualquier modelo anterior.

El hardware consta de dos módulos de ocho relés cada uno, que conforman un total de dieciséis salidas para controlar electrodomésticos, tomas eléctricas, iluminación; y un sin fin de dispositivos que convertirán a esta pequeña Raspberry PI 3, en todo lo necesario para domotizar una casa u oficina convencionales.

Esquema edificio domotica

Esquema interruptor magnetotérmico domotizado DIY.

El panel de control está programado en PHP, y es una optimización del código de la anterior versión pero pensado para gestionar los GPIO directamente mediante bash lo que acelera en gran medida el proceso; algo imprescindible, puesto que serviremos esta página mediante WiFi.

FremooticsPI

Panel de control web del sistema domótico.

El hecho de prescindir de los archivos adicionales para gestionar las salidas del puerto GPIO de Raspberry mediante Python; convierte esta simple página web, un único archivo, en el verdadero punto de partida del que ha de convertirse algún día en un completo sistema domótico que iremos desarrollando juntos.

<html>
<head>
<title>Panel de control - Sistema domotico libre</title>
</head>

<body>
<div align="center">
<br></br>

 <!--GPIO4/IN1-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 01 &nbsp;<input type="submit" name="encender4" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar4" value="Apagar">

 <!--GPIO17/IN2-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 02 &nbsp;<input type="submit" name="encender17" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar17" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO27/IN3-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 03 &nbsp;<input type="submit" name="encender27" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar27" value="Apagar">

 <!--GPIO22/IN4-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 04 &nbsp;<input type="submit" name="encender22" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar22" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO18/IN5-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 05 &nbsp;<input type="submit" name="encender18" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar18" value="Apagar">

 <!--GPIO23/IN6-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 06 &nbsp;<input type="submit" name="encender23" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar23" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO24/IN7-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 07 &nbsp;<input type="submit" name="encender24" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar24" value="Apagar">

 <!--GPIO25/IN8-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 08 &nbsp;<input type="submit" name="encender25" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar25" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO5/IN1-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 09 &nbsp;<input type="submit" name="encender5" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar5" value="Apagar">

 <!--GPIO6/IN2-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 10 &nbsp;<input type="submit" name="encender6" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar6" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO13/IN3-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 11&nbsp;<input type="submit" name="encender13" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar13" value="Apagar">

 <!--GPIO12/IN4-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 12 &nbsp;<input type="submit" name="encender12" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar12" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO19/IN5-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 13 &nbsp;<input type="submit" name="encender19" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar19" value="Apagar">

 <!--GPIO16/IN6-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 14 &nbsp;<input type="submit" name="encender16" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar16" value="Apagar">

<br></br>

 <!--GPIO20/IN7-->
 <form action="" method="post">
 Interruptor 15 &nbsp;<input type="submit" name="encender20" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar20" value="Apagar">

 <!--GPIO21/IN8-->
 <form action="" method="post">
 &nbsp; Interruptor 16 &nbsp;<input type="submit" name="encender21" value="Encender">
 <input type="submit" name="apagar21" value="Apagar">

</div>
</body>
</html>

<?php

// Funciones PHP del pin GPIO 4

 if ($_POST[encender4]) {
 $a- exec("echo 4 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio4/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio4/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar4]) {
 $a- exec("echo 0 > /sys/class/gpio/gpio4/value");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 4

// Funciones PHP del pin GPIO 17

 if ($_POST[encender17]) {
 $a- exec("echo 17 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio17/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio17/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar17]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio17/value");
 $a- exec("echo 17 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 17

// Funciones PHP del pin GPIO 27

 if ($_POST[encender27]) {
 $a- exec("echo 27 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio27/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio27/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar27]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio27/value");
 $a- exec("echo 27 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 27

// Funciones PHP del pin GPIO 22

 if ($_POST[encender22]) {
 $a- exec("echo 22 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio22/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio22/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar22]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio22/value");
 $a- exec("echo 22 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 22

// Funciones PHP del pin GPIO 18

 if ($_POST[encender18]) {
 $a- exec("echo 18 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio18/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio18/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar18]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio18/value");
 $a- exec("echo 18 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 18

// Funciones PHP del pin GPIO 23

 if ($_POST[encender23]) {
 $a- exec("echo 23 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio23/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio23/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar23]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio23/value");
 $a- exec("echo 23 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 23

// Funciones PHP del pin GPIO 24

 if ($_POST[encender24]) {
 $a- exec("echo 24 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio24/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio24/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar24]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio24/value");
 $a- exec("echo 24 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 24

// Funciones PHP del pin GPIO 25

 if ($_POST[encender25]) {
 $a- exec("echo 25 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio25/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio25/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar25]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio25/value");
 $a- exec("echo 25 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 25

// Funciones PHP del pin GPIO 5

 if ($_POST[encender5]) {
 $a- exec("echo 5 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio5/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio5/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar5]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio5/value");
 $a- exec("echo 5 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 5

// Funciones PHP del pin GPIO 6

 if ($_POST[encender6]) {
 $a- exec("echo 6 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio6/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio6/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar6]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio6/value");
 $a- exec("echo 6 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 6

// Funciones PHP del pin GPIO 13

 if ($_POST[encender13]) {
 $a- exec("echo 13 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio13/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio13/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar13]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio13/value");
 $a- exec("echo 13 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 13

// Funciones PHP del pin GPIO 12

 if ($_POST[encender12]) {
 $a- exec("echo 12 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio12/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar12]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio12/value");
 $a- exec("echo 12 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 12

// Funciones PHP del pin GPIO 19

 if ($_POST[encender19]) {
 $a- exec("echo 19 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio19/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio19/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar19]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio19/value");
 $a- exec("echo 19 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 19

// Funciones PHP del pin GPIO 16

 if ($_POST[encender16]) {
 $a- exec("echo 16 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio16/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio16/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar16]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio16/value");
 $a- exec("echo 16 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 16

// Funciones PHP del pin GPIO 20

 if ($_POST[encender20]) {
 $a- exec("echo 20 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio20/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio20/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar20]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio20/value");
 $a- exec("echo 20 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 20

// Funciones PHP del pin GPIO 21

 if ($_POST[encender21]) {
 $a- exec("echo 21 > /sys/class/gpio/export");
 $a- exec("echo out > /sys/class/gpio/gpio21/direction");
 $a- exec("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio21/value");
 echo $a;
 }

 if ($_POST[apagar21]) {
 $a- exec("sudo echo 0 > /sys/class/gpio/gpio21/value");
 $a- exec("echo 21 > /sys/class/gpio/unexport");
 echo $a;
 }

// Fin de las funciónes del pin GPIO 21

?>

Para realizar las conexiones entre Raspberry y el relé, debéis seguir al pié de la letra las siguientes tablas basadas en el esquema GPIO BCM; pues de lo contrario tendréis que modificar las líneas del archivo PHP, y substituir en el código los números de pin empleados.

Raspberry PI Modelo B+/2/3 Modulo relés 1
+ 5V + 5V
GPIO 4
IN 1
GPIO 17
IN 2
GPIO 27 IN 3
GPIO 22
IN 4
GPIO 18 IN 15
GPIO 23
IN1 6
GPIO 24
IN1 7
GPIO 25
IN1 8
GND GND
Raspberry PI Modelo B+/2/3 Modulo relés 2
+ 5V + 5V
GPIO 5
IN 1
GPIO 6
IN 2
GPIO 13
IN 3
GPIO 12
IN 4
GPIO 19
IN1 5
GPIO 16
IN1 6
GPIO 20
IN1 7
GPIO 21
IN1 8
GND GND

Una vez conectados todos los pins de Raspberry a los respectivos VCC, GND, e inputs del relé; ya solo queda copiar el archivo PHP a la Raspberry PI, para lo que utilizaremos scp que nos permitirá hacerlo remotamente.

usuario@maquina:~ $ scp index.php pi@192.168.1.*:/home/pi/
usuario@maquina:~ $ ssh pi@192.168.1.* -C sudo mv /home/pi/index.php /var/www/html/

También de forma remota moveremos el archivo al directorio del servidor web, y asignaremos como propietarios mediante ssh al usuario y grupo www-data; lo añadiremos al grupo gpio, y acto seguido reiniciaremos para aplicar los cambios.

usuario@maquina:~ $ ssh pi@192.168.1.* -C sudo chown www-data:www-data /var/www/html/index.php
usuario@maquina:~ $ ssh pi@192.168.1.* -C sudo usermod -a -G gpio www-data
usuario@maquina:~ $ ssh pi@192.168.1.* -C sudo reboot

Finalmente alimentaremos el relé con 230V como vimos en los anteriores artículos haciendo un puente entre la entrada y los demás polos positivos, para utilizar un único enchufe, o interruptor magnetotérmico; pero si pretendemos conectar dieciséis dispositivos de consumo elevado es recomendable utilizar dos, o más enchufes.

relespuenteados

Esquema del puente entre los polos positivos del modulo de relés.

Los cables restantes, que corresponden al polo negativo y a la toma de tierra, los conectaremos directamente al dispositivo que queremos controlar mediante el modulo de relés, en mi caso un enchufe domotizado DIY; también debemos tener en cuenta que por seguridad nuestro relé debería disponer de 1A por salida, por lo que para 16 salidas necesitaremos un relé de 16A.

Relé esquema enchufe

Esquema enchufe domotizado DIY.

En el siguiente vídeo podéis ver el funcionamiento de este sistema de dieciséis salidas mediante la comprobación de las mismas, mediante una demostración con una lámpara de bajo consumo; si os gusta no olvidéis seguirme en Youtube para no perderos ninguno de los vídeos inéditos que voy publicando.

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16 thoughts on “Raspberry PI – Implementando un sistema domótico asequible [Parte III]

  1. Peatonet una duda, he copiado el codigo tal cual y funciona todo correctamente, a excepción que van los botones al revés, encender apaga y viceversa.

    Muchas gracias por todo un blog genial.

    • Hola XuFLeS, gracias por tu comentario.

      Seguramente tenga que ver con las conexiones del relé a la red eléctrica; convendría que revises si lo has conectado en normalmente abierto (NO) en lugar de normalmente cerrado (NC).

      Hasta pronto.

      • Estoy probando antes de conectar los contactos a 230 V y el led rojo del relé se enciende cuando pulso en apagar. He modificado algo el codigo para invertirlo y quede bien, pero me había surgido la duda la verdad. Gracias x tu respuesta.

  2. Buen aporte. Estoy necesitando algo similar para un control de riego pero con una condición: si una de las n salidas están en 1 entonces GPIOx estará en 1. Osea GPIO=0 si solo si todas las salidas = 0. Alguna idea?? Donde n salidas son electrovalvulas y GPIOx la bomba. Desde ya muchas gracias.

    • Hola Edu,

      Dependiendo del numero final de salidas, usarás una o varias raspberry PI; con una sería sencillo, con varias deberías valorar cual es la forma mas óptima de consultar la información entre dispositivos.

      Gracias por comentar.

  3. Hola, estoy interesado en esto ya que me gustaria controlar unas luces exteriores desde el movil.
    Seria la primera vez que intentase algo con la raspberry.
    Pero me surge una duda al llamarse este post “parte tres”.
    Con solo ese codigo PHP ya no haria falta usar nada de la parte uno y dos?
    Entiendo que ese codigo seria index.php, donde iria colocado?
    Muchas gracias!

    • Hola Pablo,

      Únicamente con este código PHP puedes implementar la versión más ‘actual’ del sistema.

      En los anteriores tutoriales y los comentarios de los mismos explico donde va el archivo (index.php), como darle los permisos adecuados, etc…

      Gracias por el comentario.

      • Muchas gracias por tu pronta respuesta.
        Ya he conectado todo con una sola placa de ocho relés.
        Pero me está pasando una cosa rara a la que no encuentro una solución.
        Dándole a los botones de la web, se me activan los GPIO perfectamente, dando su correspondiente voltaje y manteniéndolo asta que lo apago, pero en cambio el relé hace su “click” de funcionamiento pero no conmuta. El sonido es como si el relé se activase y se desactivase, es tan rápido que el polímetro no detecta ningún cambio.
        ¿A que podría ser debido?
        Gracias.

        Salu2!

        • Ya encontré el fallo.
          En el código PHP, en el comando de apagar, le quite el código $a- exec(“echo 18 > /sys/class/gpio/unexport”); , como lo tienes en el primer interruptor y ahora ya me funciona.
          Ahora lo que hace, la primera vez que enciendes la raspberry; se encienden los ocho leds a media intensidad, tienes que encender y apagalos una vez y después ya enciende el led bien y ya funciona correcto.

          Salu2!

          • Siento ser tan pesado con tantos comentarios pero este es el primer proyecto que hago con mi raspery y es una pasada y muy muy simple! Es una pasada este tutorial.
            Y el mundo que se abre con este equipo es inmeso!
            En la web, sin salirse del php, se podria ver que interruptor esta activo?
            Los interuptores, podrian llegar a manejarse con programacion horaria y temporizacion?
            De verdad,me habeis abierto un mundo nuevo, muy entretenido y economico.

            Salu2 y gracias!

          • Hola Pablo GC.

            Creo que en algún comentario expliqué como ver que interruptor está activo leyendo mediante PHP el estado de los GPIO.

            Para el control mediante programación horaria lo más sencillo es usar el demonio del sistema CRON para que ejecute lo que desees, a las horas que le marques.

            Muchas gracias por comentar.

          • ya avancé bastante en el proyecto, para leer el estado de los gpio basta con usar
            exec ( “gpio read 29”, $status21 );
            if ($status21[0] == 0) {
            }
            y meter entre los corchetes lo que quieres que se muestre si está encendido o estatus == a 1 para apagado.

            La numeración del gpio read no concuerda con la numeración del puerto gpio, si queréis os pongo aquí la tabla que hice de equivalencias de cada puerto con su numeración de read.

            Lo único que sigo sin entender, es porque 1 es apagado y 0 es encendido.
            y por que al encender la raspberry, todas las salidas salen sin estado, dejando las salidas a medio voltage y sin funcionar asta que las apagas dos veces.

            Cree una pagina reset, que lo que hace es darle la orden de apagar a todas las salidas, un “sleep” y otra vez vuelve a dar la orden de apagarlas todas, después de este proceso ya quedan todas funcionales.

            Por que puede ser que pasen estas dos cosas?

            Salu2!

          • Hola Pablo, disculpa la demora pero últimamente ando muy escaso de tiempo entre el trabajo y los estudios.

            En primer lugar quiero agradecerte que hayas compartido tus avances con los demás lectores del blog, en cuanto tenga tiempo libre tengo pendiente continuar esta sección de tutoriales sobre domótica fácil y asequible, pero es realmente un orgullo para mi ver como seguís vosotros mismos adelante con el proyecto y lo vais convirtiendo cada uno en vuestro propio sistema personalizado.

            Respecto a encender los relés asignando un valor lógico bajo (0), y apagarlos con un valor lógico alto (1) es posible que se deba a que tengas conectado el relé al circuito de 230V como normalmente abierto en lugar de normalmente cerrado, como le comenté al lector XuFLes en el primer comentario de este artículo; si lo pruebas y el problema persiste, no dudes en comentar e intentaremos pensar en alguna otra posibilidad.

            Para no tener que hacer el reset de las salidas después de cada encendido de Raspbian, puedes crear un simple script que exporte y configure los pins que desees al iniciar el sistema, y lanzarlo por ejemplo desde rc.local.

          • Hola!
            No pasa nada en que tardes en contestar!
            Es lógico que te lleve tiempo y sobre todo en estas fechas.
            Lo de encendido y apagado, que funcione al revés, los relés los tengo bien conectados.

            Y lo del rc.local, para no tener que entrar a la pagina de reset, como lo haría.

            Salu2!

  4. Buenas peatones, llevo tiempo leyendo las 3 partes de tutoriales sobre domotica, pero en la parte programación vais muy rápido para mi, el tema me parece super interesante pero creo que nos falta un detalle para poder realizar un sistema domotico completo y es poder recibir input del exterior, ( pulsadores, sensores lumínicos, etc). Me gustaría colaborar y creo que en la parte eléctrica os puedo ayudar y a cambio os pido ayuda para comprender toda la parte programación. Mi correo es tecnico.antono.raya@gmail.com

    Un saludo y felicidades por la web

  5. Hola que tal, me interesa el proyecto, pero no veo el repositorio de github, me gustaría cooperar, estoy a punto de comprarme un raspberry pi para proyectos basados en domótica, aunque no conozco mucho de electrónica… estamos aprendiendo, saludos.

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