¡Construye tu propio sensor de luz para sistemas acuícolas! 💡🐟 Nuevo

En la acuicultura, controlar la luz es clave para el crecimiento de peces, la fotosíntesis de microalgas y el bienestar general del sistema. Por eso, en este blog te explicamos paso a paso cómo fabricar un sensor de luz de bajo costo usando Arduino, un Wemos Mini y un sensor de luz BHT-150.

Aquí encontrarás la lista de materiales, el diagrama de conexión y, lo más importante, el código completo ya cargado y comentado para que lo copies, modifiques y adaptes a tu estanque o laboratorio. También te mostramos cómo calibrarlo y cómo enviar los datos al celular en tiempo real.
Nuestro objetivo es que cualquier productor, técnico o estudiante pueda medir la intensidad lumínica de sus sistemas acuícolas sin depender de equipos costosos. ¡Manos a la obra y hagamos tecnología útil para el agua!. Este dispositivo fue presentado en la Primeria Feria Agrotech-Bolivar(2024) desarrollada por el Servicio Nacional de Aprendizaje-Sena.

Materiales

Item	Imagen
Tarjeta de desarrollo Arduino nano
Tarjeta de desarrollo Wemos D1 mini(ESP8266)
Shield DTH-11 para Wemos Mini
Sensor de Luz BHT-150 GY-302
Sensor Hall magnético KY-024
Modulo Bluetooth HC-06
Fuente de poder 5 V (Porta baterías u otro)	--

Adicionalmente se necesita acceso a una red Wifi. (Puedes utilizar un teléfono celular como fuente de internet, en el cual activarás el modo HotSpot o la conexión compartida a 2,4 GHz).

Construcción

El sensor se construyó en dos partes, una encargada de la trasmisión por red wifi, con la tarjeta de desarrollo ESP8266 y otra compuesta por el Arduino, donde podrán conectarse sensores dependiendo de la necesidad de información. Todo el sensor pudo haberse construido con una única tarjeta de desarrollo de mayor capacidad (diferente a la Wemos), como la ESP32, la cual cuenta de 32 pines. Sin embargo, con este enfoque aprenderás también a comunicar dos dispositivos por el puerto serial y trasmitir datos vía bluetooth simultáneamente.

La primera parte del sensor, consta básicamente de un módulo WEMOS (o ESP 8266) al cual se le conectó un Shield de DTH-11 (sensor de humedad y temperatura), este sensor cuenta con una conexión interna al D4 (o GPIO 2).

La segunda, la constituyó un Arduino nano al cual se le conectó un sensor de luminosidad BHT-150. También se conectó un sensor Hall (que funciona como switch) para la trasmisión de datos por wifi; al activarse trasmite la información capturada del Arduino al Wemos a través del puerto serial (comunicación Tx-->Rx y Rx-->Tx). El Arduino también contó con un Módulo Bluetooth que permite enviar los datos de sensores por el puerto a un dispositivo Android con una aplicación serial (útil para los casos en que no hay conexión a red wifi). Por su mayor capacidad al Ardunio pueden conectarse otros sensores, tales como un BMP 180 de presión entre otros.

La trasmisión por Wifi envía un mensaje de texto (con la información de los sensores), a un Bot de Telegram para recibir la información en tiempo real en cualquier dispositivo Android con la aplicación de Telegram. Para esto previamente creas un Bot, del cual extraerás el idChat y el Token que serán usados en el código que se carga al Wemos. Obténgalos de la aplicación Telegram del celular en el @Botfather (observe el siguiente video explicativo).

Como crear un Bot de Telegram:

Sketchs explicados

Código en el Ardunino Nano

    /* Comentarios: Este programa para monitorear la luminosidad  usando una tarjeta 
     * Arduino Nano, y trasmitirla por Bluetooth, adicional cuenta con un 
     * sensor Hall usado como switch para activar la toma de datos de Luminosidad y 
     * enviar la informacion por el puerto serial a 9600 Baudios (para activarlo se 
     * coloca un iman cerca al sensor asegurando el encendido del led).
     * El sensor Luminosidad BH1750; usa la dirección: 0x23 sin conexión, si se
     * conecta a Vcc usar la dirección 0X5C. 
     * 
     * Conexiones del sensor de luz:
     * BH1750      Vcc     SDA   SCL    (addr)    Gnd
     * Arduino     5.0V     A4    A5   No usado   Gnd
     *
     * Nota: en este código se ha dejado un espacio intencionalmente antes de los 
     * nombres de las librerias.
    */

    #include < Wire.h>
    #include < SoftwareSerial.h> //Librería para bluetooth
    #include < BH1750.h>         //Librería para Sensor de luz HB1750  no usar la   
    #include < SPI.h>
    BH1750 Sensor;               //Crea una variable BH1750 para el senso
          
    #define      PinInt  10         // pin digital para el sensor Hall
    unsigned int SensorvalorLuz;
    int          estado    = LOW;   //estado por defecto "no trasmitir"
    bool         trasmitir = false;

    void setup(){
        pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);   //Inicializa el pin LED_BUILTIN como un output
        pinMode(PinInt,       INPUT);   //Inicializa el pin para el sensor Hall
        Sensor.begin();                 //Inicializa sensor de BH1750
        Serial.begin(9600);             //Inicializa la comunicación serial a 9600 Baudios               
      }

    void loop() {
    	digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);             //  pone en bajo el Led de la tarjeta
        SensorvalorLuz = Sensor.readLightLevel();   // obtener el valor de Lux 
        estado =  digitalRead(PinInt);              // lee el sensor Hall
        if (estado == HIGH){
              trasmitir = true;
              Serial.print (" Lux = ");     
              Serial.println(SensorvalorLuz,1);
              }
              else { trasmitir = false;  } 
              
        delay(2500);   
        digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // pone en bajo el Led de la tarjeta
        delay(2500);                       // esperamos 5 segundos para volver a leer
        trasmitir = false;
    }
	

Código en el Wemos D1 Mini

	/* Comentarios: Al usar un Wemos D1 Mini seleccionar como tarjeta en el ID la:  WEMOS LOLIN (D1R1) ESP8266,  esta se  
	 * comunica con un Bot de telegram: Monitoreo_Bot;  con un shield de  DHT-11  para Wemos, el cual tienen conexión 
	 * interna al D4 o GPIO  2 . 
	 * Nota: En este proyecto el módulo DHT se integró al Wemos por disponibilidad del Shield, sin embargo, se hubiera
	 * podido integrarun módulo DHT-11 independiente al Arduino nano usando el mismo enfoque. 
	 */
	 
	//Declare las librerías para la comunicación Wifi del módulo Wemos y 
	//las librerías para sensor de DHT-11
	#include < Arduino.h> 
	#include < ESP8266HTTPClient.h>
	#include < ESP8266WiFi.h>        
	#include < WiFiClientSecureBearSSL.h>
	#include < Wire.h>
	#include < SoftwareSerial.h>
	#include < DHT.h>           	 
	#include < DHT_U.h>
                            // Parámetros del sensor de DHT 
	#define DHTPIN   2       // D4 o GPIO  2  poner el pin de forma numérica
	#define DHTTYPE  DHT11
	DHT dht(DHTPIN,  DHTTYPE);
	SoftwareSerial miBT(0,1);   // Crea la conexión serial  a miBT pin 1 a Tx

	#define Led2     D6         //componente LED a pin Digital D6 GPIO-12       
	#define PinInt   D7  
		// Datos del Bot al cual se enviará la información 
	const String idChat = "734550887…";   		 // Escriba el id del chat Bot,  
	const String tokenTelegram = "65AG5vlfHsBiu7…";  // Escriba el Token del Bot
                          // Datos de la Red Wifi para conectar la tarjeta Wemos   
	const char *NOM_RED_WIFI = "Nombre_de_Red";   // Escriba el nombre de la red Wifi 
	const char *CLAVE_RED_WIFI  = "clave_Red";    // Escriba la clave de la red Wifi 
	bool   	trasmitir  = false;
	int     estado     = LOW;

	void setup(){
		    // Inicializar pines del Wemos
    	pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);   //para generar una señal visual (opcional)
    	pinMode(Led2,        OUTPUT);
    	pinMode(PinInt,       INPUT);
   		    // Inicializa el sensor de DHT y el puerto serial
    	dht.begin();                     
    	Serial.begin(9600);
		    //Inicializar la red Wifi
    	WiFi.mode(WIFI_STA);             
    	WiFi.begin(NOM_RED_WIFI, CLAVE_RED_WIFI);
    	while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {  
        	delay(500); 
        	Serial.print("."); 
        }
    	Serial.print  ("Connected, address=");   
    	Serial.println(WiFi.localIP()); 
    	Serial.print  ("mac Address = ");
    	Serial.println(WiFi.macAddress()); 
  	}

	void loop() {

     	digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   //Generamos una señal visual (opcional)
     	String mensaje = "Sensor1; ";   
 		    // Recibe la información del Arduino por el  puerto serial
     	if (Serial.available() > 0) {     
      		trasmitir = true;  	// Si se recibe información desde el Arduino  el estado cambia 	
		    Serial.println (" Trasmitir ");

                         // Lee el mensaje que llega por el puerto serial
      		while (Serial.available() > 0){
         		char datos_serial=Serial.read();
         		mensaje += datos_serial;    // Crea el mensaje en el Wemos recibido desde el Arduino
         	    }
      		Serial.println (mensaje);
      	}  
      	else { trasmitir = false;     // Si no hay información desde el Arduino -no trasmite.
               Serial.println (" No trasmitir ");} 
      
     	if ((WiFi.status() != WL_CONNECTED)) {   
             Serial.println("No hay WiFi");        
             return;		   // Si el Wifi no está conectado, informa por el puerto serial y sale del loop
             }
     		//Construcción del mensaje a trasmitir
      	if ((WiFi.status() == WL_CONNECTED) and trasmitir==true){
    		float Humedad = dht.readHumidity(); // medición de la humedad
    		float temp = dht.readTemperature();  // medición de la temperatura
    		mensaje += "; Temp.°C= ";     //Suma al mensaje recibido del Arduino la información del DHT-11
		mensaje += String(temp,1); 
    		mensaje += "; HR%= ";         
		mensaje += String(Humedad,1);
    		Serial.println(mensaje);
    
    		std::unique_ptr clienteWifi(new BearSSL::WiFiClientSecure);
    		clienteWifi->setInsecure();
    		HTTPClient clienteHttp;
                     //Envío de mensaje (datos de sensores) al Bot de Telegram
    		String url = "https://api.telegram.org/bot" + tokenTelegram + "/sendMessage";
    		String cargaUtil = "{\"chat_id\":\"" + idChat + "\",\"text\":\"" + mensaje + "\"}";
  
  	        if (clienteHttp.begin(*clienteWifi, url))     {
      		 clienteHttp.addHeader("Content-Type", "application/json", false, true);
      		 int httpCode = clienteHttp.POST(cargaUtil);
      		 if (httpCode > 0) {
      		    if (httpCode == HTTP_CODE_OK) {
            		Serial.println("Petición servidor OK."); 
            		digitalWrite(Led2, HIGH); delay(500); 
			digitalWrite(Led2, LOW);
            		}
         	    else { Serial.printf("Petición hecha / Error en el servidor."); }
       		  }
       		else {Serial.printf("Error en petición: %s\n"); }  
       		clienteHttp.end();
    	   }
    	   else {Serial.println("Error con cliente Http.begin"); }
        }
                  
 	delay(500);   
  	digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   	//Señal luminosa cada vez que mide un set de datos
  	delay(50000);                           //Espera 50 seg. antes de leer y enviar el siguiente mensaje
   	trasmitir = false;		        //Vuelve al estado de no trasmitir (por defecto)
	}
	

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