30 / 5 / 2020 - Tecnologías IoT, Hands on y MVP
Contingut
- 1 Conceptos previos (29 / 5 / 2020)
- 2 Temario (30 / 5 / 2020)
Conceptos previos (29 / 5 / 2020)
- Modbus TCP
- OPC-UA
- Combinaciones entre simuladores, sensores y actuadores (Sistemas ciber-físicos)
Temario (30 / 5 / 2020)
Modbus RTU
Vídeo de ProSoft Technology explicando el ModBus RTU y ModBus TCP
Modbus RTU on RS485 using Arduino and PyQt
Simply Modbus Data Communication Test Software: Página con explicación detallada de cada función ModBus.
Placa IoT-02
Código en Python para la lectura ModBus RTU (en GitHub) de la placa IoT-02 programada con un código ModBus RTU maestro (en GitHub).
Uso de la placa IoT-02 como medidor de altura relativa
La altura relativa se puede calcular a partir de la lectura de presión atmosférica. La presión atmosférica va variando con el tiempo, pero la lectura de variaciones en corto periodo de tiempo nos permite inferir la altura.
Es muy común el uso de sensores para disponer de metadatos. Por ejemplo, inferir la altura a partir de la presión, inferir la presencia de personas a partir de los cambios de temperatura, ...
Actualización del firmware
Actualización del firmware MQTTS para la placa IoT-02 el dia 30/5/2020
Actualización del firmware MQTTS para la placa IoT-02 el día 30/5/2020
Nuevas necesidades
El Firmware usado el 23/5/2020 ( IoT-02_mqtts_09 en GitHub ) puede manejar correctamente los temas MQTT mientras las peticiones tengan un intervalo mínimo de tiempo entre ellas.
En la clase de hoy vamos a estresar la placa IoT-02 haciéndole peticiones de temas (topics) cada segundo. Debido a la latencia de la red, es muy probable que algunas peticiones sean recibidas casi al mismo tiempo. ¿Y qué pasa si recibimos órdenes simultáneamente? Si las órdenes simultáneas son muy seguidas habrá dos procesos simultáneos de acceso al bus I2C, provocando la lectura errónea del sensor I2C.
Fuente de las imágenes de las señales I2C
El tiempo de una comunicación I2C, en la foto de la señales en la pantalla del osciloscopio, es de 150 microsegundos (el tiempo dependerá de la velocidad del dispositivo I2C maestro).
Tecnologías añadidas
Uso de FreeRTOS
No hace falta añadir ninguna biblioteca para usar FreeRTOS en el ESP32. Ya viene por defecto en el IDE de Arduino configurado fara funcionar con el ESP32.
FreeRTOS. Real-time operating system for microcontrollers
Multitasking on ESP32 with Arduino and FreeRTOS
Uso de Mutex. IoT-02_freeRTOS_04
Uso de un mutex para asegurar que la lectura del bus I2C se completa antes de requerir otra lectura. El mutex da exclusividad al primer proceso que lo solicita. Es una manera típica de sincronizar tareas ejectutándose en paralelo.
Terminal serie con la salida del firmware' IoT-02_freeRTOS_04 (en GitHub):
/home/jordi/Arduino/IoT-02_freeRTOS_04/IoT-02_freeRTOS_04.ino Task 1 (0) --> T: 25.12 Task 2 (0) --> T: 25.12 Task 2 (1) --> T: 25.12 Task 1 (1) --> T: 25.12 Task 2 (2) --> T: 25.12 Task 2 (3) --> T: 25.13 Task 1 (2) --> T: 25.14 Task 2 (4) --> T: 25.14 Task 2 (5) --> T: 25.14 Task 1 (3) --> T: 25.15 Task 2 (6) --> T: 25.15 Task 2 (7) --> T: 25.16 Task 1 (4) --> T: 25.16 Task 2 (8) --> T: 25.16 Task 2 (9) --> T: 25.17 Task 1 (5) --> T: 25.17 Ending task 2 Task 1 (6) --> T: 25.17 Task 1 (7) --> T: 25.18 Task 1 (8) --> T: 25.18 Task 1 (9) --> T: 25.19 Ending task 1
En la tarea task 1 se bloquea el acceso al bus I2C (lectura de temperatura) en cada llamada:
for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {
xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY);
Serial.print("Task 1 ("); Serial.print(i); Serial.print(") --> ");
vReadTemperature();
xSemaphoreGive(xMutex);
vTaskDelay(xDelay);
}
Serial.println("Ending task 1");
En la tarea task 2 se bloquea el acceso al bus I2C (lectura de temperatura) leyendo de dos en dos:
for ( int n = 0; n < 5; n++) {
xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY);
for ( int i = 0; i < 2; i++ ) {
Serial.print("Task 2 ("); Serial.print(nC); Serial.print(") --> ");
vReadTemperature();
vTaskDelay(xDelay);
nC++;
}
xSemaphoreGive(xMutex);
}
Bibliotecas (libraries)
Nuevo firmware
IoT-02_mqtts_freeRTOS_json_12.zip IoT-02_mqtts_freeRTOS_json_12 en GitHub
JavaScript encastado en HTML
Enlace con la herramienta de gestión de MAC via web. Código de la herramienta de gestión de MAC via web
Conexión InfluxDB con NodeRED
Uso de InfluxDB en el VPS del Máster de Industria 4.0 el curso 2019-2020
Introducción a Grafana
Uso de Grafana en el VPS del Máster de Industria 4.0 el curso 2019-2020
Ejercicio
Lectura de la LDR, temperatura, presión y humedad de la placa IoT-02 y graficarlas con Grafana.
Uso de bots
Bot de Telegram
Bot de Mastodon
No todas las instancias de Mastodon facilitan la instalación de bots. Para hacer los primeros pasos os recomiendo esta instancia pensada para hospedar bots de Mastodon.
Ejemplo de bot de Mastodon para hacer lecturas de sensores cada hora.
Getting credentials for the Mastodon API with Mastodon.py, step by step
