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# EcoSen - Registradores de datos abiertos (o lo más abiertos posibles) para variables ambientales (English below)
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El monitoreo ambiental es esencial para el cuidado del ambiente. Particularmente, me interesa poder monitorear ambientes acuáticos. Para medir estas variables una opción son los registradoresd e datos privativos. Estos debido a sus altos costos, o por ser de diseños cerrados nos imposibilitan compararlo o repararlos.
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Nuestra propuesta consiste en el diseño y desarrollo de registradores de datos (RD) con tecnologías inalámbricas para tener información en tiempo real en cualquier dispositivo conectado a internet. Los RD pueden ser tanto acuáticos como terrestres. Los acuáticos se espera puedan medir información relevante para el cálculo de índices de calidad de agua ([Pesce y Wunderlin, 2000](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135400000361)), como ser turbidez, oxígeno disuelto, conductividad y pH. El terrestre va a medir aquellas variables relevantes para la calidad del aire o suelo.
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La base técnica para la construcción de estos registradores es la presente en el increíble proyecto [Cave Pearl Proyect](https://thecavepearlproject.org/), pero adaptandolo a aguas superficiales.
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### Descargo de responsabilidad
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Este proyecto se encuentra en gestación por lo que vamos a ver es su evolución. Aún no hemos logrado un perfecto funcionamiento de lo propuesto ni con todo tipo de sensores ni con la conectividad inalámbrica, así que cualquier persona que se quiera sumar es bienvenida. Puedes comuncarte con alejo.bonifacio@unc.edu.ar
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## Motivación
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Queremos traer a la sociedad la pasión por el monitoreo de ríos, lagunas, lagos y todo tipo de humedales. Además, reconocemos la importacia de aprender acerca de proyectos de electronica abierta con la posibilidad de reproducir, modificar y personalizar los RD. La tecnología abierta que queremos compartir es asociada a repositorios que harán de la información accesible a cualquier persona. Si en algún momento crees que alguna información no es lo suficiente pública por favor nos lo haces saber.
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## Primeros pasos, Midamos algo..
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Vamos a usar una placa arduino para registrar unos valores del ambiente. Con esto vamos a lograr ver que estos microcontroladores son capaces de sensar variables ambientales y eso no interesa mucho.
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### Materiales (con links a proveedores en Argentina)
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* [Arduino uno](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-719198757-arduino-uno-r3-con-cable-usb-y-chip-desmontable-atmel-_JM#position=9&search_layout=grid&type=item&tracking_id=e573198c-48a2-4803-9afd-36106603708a)
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* [DHT 11](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-752254138-modulo-sensor-humedad-relativa-y-temperatura-dht11-arduino-_JM#position=2&search_layout=stack&type=item&tracking_id=45f07ec5-ad22-412b-94d2-94497e139acf)
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* [Cables dupont](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-621254141-pack-40-cables-macho-macho-10cm-dupont-arduino-y-protoboard-_JM#position=3&search_layout=stack&type=item&tracking_id=f217ef53-0080-491f-b6bd-d42105134adf)
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* [Protoboard](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-630797518-protoboard-830-puntos-placa-experimental-arduino-electronica-_JM#position=1&search_layout=grid&type=item&tracking_id=1832eed4-aa24-40df-b3ca-a32b95b5c628)
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* Cable USB-b a USB-c (viene incluido con el arduino UNO)
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* Computadora de escritorio o laptop
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### Procedimiento :electric_plug:
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* Instalamos Arduino IDE en nuestra pc -> [link](https://www.arduino.cc/en/software). Abrimos el software.
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* Conectamos la placa a la pc, nos fijamos que puerto se nos habilita en el menú Herramientas/Puerto y lo seleccionamos. Abrimos el ejemplo blink, que se ubica en Archivo/Ejemplo/01.Basics. Subimos el código con la flecha a la derecha en la parte superior de la consola. Por último, vemos de cambiar el tiempo en el que se mantiene prendido y/o apagado el LED cambiando el número que hay dentro de cada uno de los delay que hay en el código. El primero lo cambiamos a 500 y el segundo a 2000. Volvemos a subir el código y chequeamos que la luz se mantenga apagada menos tiempo que prendida.
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* Esto no es un paso sino una advertencia. Lo que sigue es empezar a probar códigos que usan librerías. Acá la cosa puede empezar a ponerse algo frustrante. Esto es porque puede haber muchas bibliotecas para un mismo módulo pero no todas funcionan de la misma manera. Entonces vamos a tener que estar muy segures de que la biblioteca sea la que funciona con nuestro código. Para evitar problemas voy a dejar los enlaces para descargar las bibliotecas necesarias para los códigos que vamos a usar.
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* Armamos el circuito y probamos el siguiente [código](https://drive.google.com/drive/folders/1apZFteFHHeEfqCXaeWlCMYO2od5rfOG3?usp=sharing). Agregamos la librería DHT sensor library y Adafruit sensor master. Para incluir estas librerías tenemos que descargar los archivos ZIP de cada una de estas ([DHT](https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library) y [Adafruit](https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor)). Ahora vamos a Programa/Incluir librería/Añadir biblioteca .ZIP. Ahí cargamos las bibliotecas recientemente descargadas sin descomprimir. Luego de esto vamos a Programa/Incluir biblioteca/ y buscamos DHT y Adafruit, ambas al fondo de la lista desplegable. Una vez realizado esto cargamos el código en la placa y abrimos el monitor serial para ver los valores de humedad y temperatura.
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## Segundo paso, Registremos...
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Para empezar a registrar vamos a necesitar un nuevo elemento, el módulo SD. Con este módulo empezaremos a ganar independencia, ya que podremos guardar la información generada por el sensor en una memoria extraíble. Así podremos retirar la información de la placa para leerla en otro dispositivo.
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### Materiales, a muchos ya los tenemos :sunglasses:
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* Los mismos de antes
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* [Módulo micro SD](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-905429694-modulo-lector-memorias-micro-sd-arduino-5v-hobbytronica-_JM#position=3&search_layout=grid&type=item&tracking_id=78f54e44-642d-4fc8-b9fd-e26b2e29e181)
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* [Memoria micro SD](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-927190694-memoria-micro-sd-2gb-nuevas-sin-blister-originales-100-_JM#position=4&search_layout=stack&type=item&tracking_id=d6d6c54d-7f15-4b18-b0df-8bed206f4609)
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### Procedimiento :electric_plug:
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Lo primero que vamos a hacer es ver si el módulo esta funcionando. Para esto vamos a correr [este código](https://drive.google.com/drive/folders/1Auk2bpi2UsZg1wRcR5S4bSVcaOQSAcNh?usp=sharing) de prueba del módulo y si lee una tarjeta. Este código fue creado por Limor Fried y modificado por Tom Igoe.
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El esquema de conexión va a ser el siguiente:
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* MOSI -> pin 11 on Arduino Uno/Duemilanove/Diecimila
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* MISO -> pin 12 on Arduino Uno/Duemilanove/Diecimila
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* CLK -> pin 13 on Arduino Uno/Duemilanove/Diecimila
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* CS -> pin 10
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El código cargado necesita de las librerías SD y SPI, pero estas ya vienen instaladas por defecto con el Arduino IDE. Listo podemos checkear que la placa detecta al módulo micro SD y otras características de la tarjeta. Opcionalmente podemos probar el siguiente [código](https://drive.google.com/drive/folders/1CoSecuAWTeewKR29v6g7QjIeroU6Y_bo?usp=sharing) para escribir en la memoria y después chequear en la pc que realmente escriba en esta. Este último código es una modificación de ReadWrite de la biblioteca SD.
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## Tercer paso, agregando información temporal :clock930:
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Ahora necesitamos tener una marca temporal para cada una de las mediciones que hagamos. Si bien cuando medimos conectados a una computadora tenemos esa información, la idea es tener registradores de datos portátiles.
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### Materiales
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* Los mismos de antes
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* [módulo RTC ds3231](https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-916734561-modulo-rtc-ds3231-alta-precision-eeprom-24c32-arduino-cpila-_JM?quantity=4)
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* [pila cr2032](https://www.mercadolibre.com.ar/pila-panasonic-cr2032-boton-pack-de-5-unidades/p/MLA16144305?pdp_filters=category:MLA6384#searchVariation=MLA16144305&position=1&search_layout=stack&type=product&tracking_id=7f628464-07a2-4d25-b8d9-152a70706ea2)
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### Procedimiento :electric_plug:
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Lo que tenemos que hacer ahora es poner en hora el RTC (Real Time Clock, que significa reloj en tiempo real). Este módulo es el que gracias a la pila cr2032 nos va a indicar la hora del registrador de datos aún cuando nuestra placa microcontroladora se quede sin energía.
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Conexionado:
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_Imagen tomada de Cave Pearl Proyect, sobre como armar un registrador de datos con un Arduino Uno para principiantes_
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Pin SCL: al pin A5 de Arduino UNO/nano
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Pin SDA: AL pin A4 de Arduino UNO/nano
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Pin SQW: al pin 2 de Arduino UNO/nano
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Pin Vcc: A 5V de Arduino
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Pin GND: A masa de Arduino
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Para poner en hora el vamos a usar el siguiente [código](https://drive.google.com/drive/folders/1xmDleDZfOQ61mQbiiEyEOe9PkdY9zb3K?usp=sharing). En este código, en la linea 13 ponemos la hora como se encuentra ejemplificado en el comentario de la linea 14 para nuestro fecha y horario actual.
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## Cuarto paso, uniendo todo...
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Ahora lo que vamos a hacer es unir todos los pasos que acabamos de hacer para armar un registrador de datos. El sensor DHT 11 nos va a medir la humedad y la temperatura. Con el módulo micro SD registraremos la información en una memoria SD. Y con el módulo RTC tendremos la marca temporal de las mediciones independientemente de que la placa arduino se quede sin alimentación.
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### Materiales
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* Todos los que ya tenemos
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### Procedimiento :electric_plug:
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Vamos a hacer las mismas conexiones que hicimos en los pasos anteriores. Esta vez también vamos a necesitar una librería, [Low Power](https://drive.google.com/file/d/1o-YGQhqMeBoLcBzYglsBMXcvMwZ6bN6o/view?usp=sharing), que nos va permitir poner a dormir al registrador de datos para reducir su consumo y así aumentar su autonomía. Ahora, vamos a usar el siguente [código](https://drive.google.com/drive/folders/1gBKL7R--h3a7O_cv_qDV6s0UkdjrKHTQ?usp=sharing), el cual es una modificación del que está [página de Cave Pearl Project](https://thecavepearlproject.org/2015/12/22/arduino-uno-based-data-logger-with-no-soldering/). Lo que lograremos con esto será registrar valores ambientales, que se registren en la memoria y que el registrador entre en fase de dormición hasta la próxima lectura.
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# Miniaturizando...
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Proximamente veremos como armar un registrador de datos con arduino Pro Mini de 3.3v. La primera dificultad es conectarlo a una PC... acá va un [tutorial del procedimiento](https://naylampmechatronics.com/blog/14_tutorial-como-programar-un-arduino-pro-mini-328.html)
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