1 / 4 / 2023 - Tecnologías IoT, Hands on y MVP
BORRADOR PROVISIONAL
Contingut
Conceptos previos (31 / 3 / 2023)
- Noción de broker MQTT (Mosquitto). Broker: vps656540.ovh.net Usuario: user Contraseña: pass (Puerto TCP: 1883, Puerto ws: 8080)
- Noción de Node-RED como a app de Node
- Node-RED como pasarela universal IoT
- MySQL básico. Instancia al servidor vps656540.ovh.net
- Acceso básico a MySQL desde Node-RED
- Concepto de sistema embebido (embbeded) pequeño y sofisticado. Diferencias entre Arduino y Raspberry Pi.
- Arduino básico. Blink, el Hola mundo en Arduino.
- Entradas y salidas (I/O) digitales y analógicas.
Conversiones de pseudocódigo a lenguajes de programación
Pautas y tablas de conversión hechas por Xavier Pi:
Pautas de conversión de un algoritmo a C
Tabla de conversión de un algoritmo a JavaScript (Node.js, ES6)
Pautas de conversión de un algoritmo a Python
Tabla de conversión de un algoritmo a Snap!
Temario (1 / 4 / 2023)
Introducción a la placa IoT-02
Introducción a la placa IoT-02 en castellano en pdf (Introducció a la placa IoT-02 en catalán)
Vídeo de introducción a la placa IoT-02
Vídeo de configuración del IDE de Arduino (Nuevo enlace para bajar las bibliotecas / libraries)
Añadir ESP32 al IDE de Arduino
Firmware comprimido en zip de test de la placa IoT-02. IoT-02_11_modbus_bme280 en GitHub. Este es el firmware que iba instalado cuando os llegó la placa.
Muestra en línea del ejemplo inicial con microrruptores, relés reed y relés convencionales:
Hoja de características del relé de enclavamiento HFD2/005-M-L2-D
Entradas y salidas de sensores
UART
Esta placa tiene la opción de poder funcionar a 5V o 3,3V. Para el Arduino Nano o Uno tiene que ir a 5 voltios. Para el ESP32 (chip microcontrolador de la placa IoT-02) o para la Raspberry Pi tiene que ir a 3,3 voltios. Esta selección se hace mediante un puente (jumper). Por defecto, en vuestro kit ya venía seleccionado con el puente en la posición de 3,3 voltios.
Programas de acceso directo a la UART
La placa IoT-02 usa dos UART (de las tres posibles en el ESP32). La primera es para la programación del firmware y la segunda se usa para la comunicación ModBus-RTU (protocolo industrial usado desde finales de los años 70 del siglo XX y todavía muy usado para la lectura de sensores y presente en cualquier sistema SCADA industrial).
Conexión de la UART a la placa IoT-02 para hacer la programación
Posición de la conexión de la placa UART para la programción de la placa IoT-02:
El cable microusb de alimentación (de color negro en la foto) sirve para proporcionar 5 voltios. Es necesario para poder activar y desactivar el relé blanco de la placa, así como la parte de ModBus-RTU.
SPI
Este puerto está implementado en la placa IoT-02 para la parte de LoRaWAN (control del RFM95).
I2C
En la placa IoT-02 hay dos conectores para conectar un BME280 (o BME680) y una pantalla OLED de 0,97".
Firmware comprimido en .zip para escanear todos los dispositivos I2C conectados. IoT-02_06_i2cScanner en el GitHub
Búsqueda de dispositivos I2C usando un simulador en línea
OLED
La dirección I2C de la pantalla OLED es 0x3C.
Firmware comprimido en .zip de prueba de funcionamiento de la pantalla OLED en la placa IoT-02. IoT-02_07_SSD1306 en el GitHub
BME280
La dirección I2C del sensor BME280 es 0x76 (o 0x77 para el sensor BME680). Los datos leídos desde el BME280 se presentan en la pantalla OLED. Ambos dispositivos están usando el protocolo I2C. Esta versión de BME280 tiene el patillaje previsto para poder funcionar con el bus SPI, pero la placa IoT-02 está configurada para ir exclusivamente por el puerto I2C.
Firmware comprimido en .zip de prueba de funcionamiento del sensor BME280 en la placa IoT-02. IoT-02_07_SSD1306_BME280 en el GitHub
Conexión WiFi
Escaneo de las conexiones WiFi disponibles
Firmware comprimido en .zip que lee cada 5 segundos las conexiones WiFi disponibles y su potencia en dBm. IoT-02_wifi_00_scan en el GitHub
Firmware comprimido en .zip que lee cada 5 segundos las conexiones WiFi disponibles y las visualiza en las 6 primeras líneas de la pantalla OLED de la placa IoT-02. Primero informa del número de señales WiFi detectadas. Un segundo después presenta una lista con el nombre de la red (SSID), entre paréntesis los dBm de potencia de la señal, una c seguida por el canal WiFi y si sale un * significa que la red está cifrada. El ciclo se repite cada 5 segundos.
Conexión a una WiFi
Firmware comprimido en zip para conectar a una WiFi. IoT-02_wifi_02_simpleWiFi en GitHub
Conectividad a múltiples WiFi
Firmware comprimido en zip para conectar a una WiFi de un listado. IoT-02_wifi_03_multWiFi en GitHub
Solución a problemas de conectividad WiFi
Cuando exista dificultad para conectarse a cualquier WiFi es aconsejable hacer reset. Por prudencia, es conveniente introducir esta función de reset cada vez que se intente una conexión WiFi. (No todos los códigos expuestos en este curso incorporan la función reset de WiFi. En caso de tener problemas de conectividad se sugiere incorporarlo)
Protocolos TCP
TCP (Transmission Control Protocol): retrato del protocolo de transporte
HTTP
Generalidades del protocolo HTTP
Firmware comprimido en zip que presenta una página web en HTML capaz de controlar el led blanco. IoT-02_wifi_01_simpleWiFiServer en GitHub
MQTT y MQTTS
¿Qué es MQTT? Su importancia como protocolo IoT
Más información sobre MQTT y MQTTS
Conexión entre la placa IoT-02 y Snap! v8 mediante MQTT
Herramienta de gestión de la MAC de la placa IoT-02, mediante un cliente web usando JS
MicroPython
Simulación del código uPython_00_blinky.py en wokwi
Preparación de la Placa IoT-02 para funcionar con MicroPython: Placa IoT-02 (es)
Gemelos digitales
- TinkerCAD
Arduino con electrónica exterior. Desde el terminal e enciende un led i con a apaga el led. Permite visión graficada.
- Wokwi
Ejemplo de control de 31 servos
Lectura de la LDR en la pantalla OLED (Código IoT-02_07_SSD1306 en GitHub)
- Snap! y Qt/QML sobre WebAssembly
ESP32 en Snap! v8 interaccionando con un ekemplo Qt/QML con WebAssembly (Código fuente del ejemplo usando Qt/QML sobre WebAssembly)
- Wokwi y Qt/QML sobre WebAssembly
ESP32 programado en MicroPython usando MQTT interaccionando con un ejemplo Qt/QML sobre WebAssembly