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Dispositivos Hardware IoT

En este curso vamos a usar Arduino y otras placas compatibles como HW de sensorización y actuación en IoT y módulos de comunicación, pero existen otros microcontroladores, PLCs y otro hardware en general que haría la misma funcionalidad.

Podemos dividir el HW IoT en tres grandes conjuntos:

  • Placas controladoras con CPU/microcontrolador con cierta capacidad de cómputo.
  • Sensores y actuadores, conectados a los controladores para leer o actuar sobre el mundo físico
  • Módulos de comunicación, que permiten conectarse a distintos tipos de redes el HW IoT

Dispositivos Hardware para IoT, son los dispositivos que van a medir y los que van a interactuar con el exterior. El elemento HW programable capaz de interactuar con estos dispositivos es el microcontrolador o el microprocesador.

Hay tres clases de dispositivos controlades IoT: 

  • Los dispositivos más pequeños son los controladores embedded de 8/16/32 bits System-On-Chip (SOC). Un buen ejemplo de este Open Source hardware es Arduino. Por ejemplo: Arduino Uno platform, este tipo de HW no suelen llevar sistema operativo (SO). 
  • El siguiente nivel son los dispositivos con una arquitectura de 32/64 bits como los chips de Atheros y ARM. Normalmente estos dispositivos se basan en plataformas de Linux embedded, cómo OpenWRT u otros sistemas operativos embedded (Muchas veces incluyen pequeños routers domésticos y derivados de estos). En algunos casos, no corren ningún SO. Por ejemplo: Arduino Zero o Arduino Yun. 
  • Las plataformas IoT con más capacidad son los sistemas completos de 32 y 64 bits, también se les denomina Single-Board-Computer (SBC). Estos sistemas, como Raspberry Pi o BeagleBone, pueden correr varios SO como Linux o Android. En muchos casos, estos son Smartphone o algún tipo de dispositivo basado en tecnologías móviles. Estos dispositivos pueden comportarse como Gateways o puentes para dispositivos más pequeños. Por ejemplo: un wearable que se conecta vía Bluetooth a un Smartphone o a una Raspberry Pi, es típicamente un puente para conectarse a Internet.

Además a esta lista de dispositivos podemos añadir los Microcontroladores Industriales o PLCs, softPLCs o cualquier dispositivo que pueda conectar a internet y del que pueda obtener datos como un power meter como este http://circutor.com/en/products/metering o también una gran máquina enfriadora con interfaz de red como https://www.vertiv.com/en-asia/products-catalog/thermal-management/free-cooling-chillers/liebert-hpc-l-and-hpc-m-freecooling-chillers/.

Otro tipo de HW IoT son los Gateway. Un Gateway IoT es un dispositivo físico o un programa de software que sirve como punto de conexión entre la nube y los controladores, sensores y dispositivos inteligentes. Todos los datos que se mueven a la nube, o viceversa, pasan por el gateway, que puede ser un dispositivo de hardware dedicado o un programa de software. Un gateway IoT también puede denominarse pasarela inteligente o nivel de control.

A estos dispositivos o nos nodos sensores se les lama también motes (short for remote) https://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_node 

Los cálculos que hacen estos dispositivos se denomina Edge Computing. Hasta ahora en la mayoría de los casos las grandes plataformas de Cloud Computing se encargaban de hacer ese “trabajo sucio” de analizar los datos recolectados por los sensores y dispositivos IoT.

La Edge Computing se refiere de forma específica a cómo los procesos computacionales se realizan en los “dispositivos edge”, los dispositivos IoT con capacidad de análisis y procesos como routers o gateways de red, por ejemplo.

La eficiencia de este paradigma no es óptima en muchos casos en los que los propios nodos de la red pueden analizar esos datos para evitar ese paso por la nube. Permite que los datos producidos por los dispositivos de la internet de las cosas se procesen más cerca de donde se crearon en lugar de enviarlos a través de largas recorridos para que lleguen a centros de datos y nubes de computación.

Si hay un campo en el que este tipo de filosofía tenga sentido, ese es el del coche autónomo. Estos “centros de datos sobre ruedas” no paran de recolectar información sobre sus sistemas y su entorno, y toda esa información debe ser procesada en tiempo real para que podamos disfrutar de una conducción autónoma óptima y segura. El coche autónomo no puede estar esperando a comunicarse con la nube y a esperar la respuesta: todo ese proceso y análisis de datos hay que hacerlo en tiempo real, y es ahí donde la Edge Computing entra en juego, confirmando el importante papel que el ordenador central del coche tiene para aglutinar, analizar y dar respuesta a las necesidades de la conducción autónoma en cada momento. Intel estima que un coche autónomo podría acabar generando 4 TB de datos al día que incluye: cámaras, lidar, GPS, radar, etc…

Más información:

Programación de los dispositivos IoT

Estadística de los lenguajes de programación usados en los dispositivos HW IoT:

Firmware es un programa informático que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. Está fuertemente integrado con la electrónica del dispositivo, es el software que tiene directa interacción con el hardware, siendo así el encargado de controlarlo para ejecutar correctamente las instrucciones externas. Ver https://es.wikipedia.org/wiki/Firmware

Un sistema operativo IoT es un sistema operativo diseñado para funcionar dentro de las restricciones propias de los dispositivos de Internet of Things, incluidas las restricciones de memoria, tamaño, potencia y capacidad de procesamiento. Los sistemas operativos de IoT son un tipo de sistema operativo integrado, pero por definición están diseñados para permitir la transferencia de datos a través de Internet.

ARM Mbed es una plataforma y un sistema operativo para dispositivos conectados a Internet basado en microcontroladores ARM Cortex-M de 32 bits. Estos dispositivos también se conocen como dispositivos de Internet of Things. El proyecto es desarrollado en colaboración por Arm y sus socios tecnológicos.

RTOS sistemas operativos en Tiempo real para sistemas embebidos, generalmente basados en linux.

Buen resumen de lo necesario para saber sobre sistemas embebidos para IoT a nivel de HW http://so-unlam.com.ar/wiki/index.php/PUBLICO:Sistemas_embebidos_e_Internet_de_las_Cosas 

Guia para elegir el mejor HW IoT: https://www.ibm.com/developerworks/library/iot-lp101-best-hardware-devices-iot-project/index.html 

Hardware IoT

El HW libre por excelencia es Arduino como microcontrolador y Raspberry Pi como microprocesador, con menor potencia física pero mayor potencia de cálculo.

Dentro del HW libre no solo debemos quedarnos con Arduino, sino que existen otros dispositivos, incluso algunos son compatibles y se programan igual que Arduino:

Más HW IoT:

¿Conoces alguna más?

En el caso de HW libre, el siguiente paso es una personalización del HW mediante el diseño de HW como Eagle o Kicad.

HW IoT Industrial

En el mundo industrial se está incorporando el IoT con la denominación IIoT (Industrial Internet of Things) ya sea con dispositivos basados en HW libre o los fabricantes de Autómatas están incorporando comunicaciones más abiertas a sus dispositivos.

PLC basado en Arduino: https://www.industrialshields.com/

Artículo de Industrial Shields sobre Arduino como aplicación de PLC: http://blog.industrialshields.com/es/iot-in-industry-improves-reliability-equipment/

PLCs basados en Arduino: https://industruino.com/ 

PLC basado en Arduino: http://www.winkhel.com/

Carcasa para Arduino y Raspberry Pi en la industria: Arduibox: http://www.hwhardsoft.de/english/webshop/raspibox/#cc-m-product-10145780397 

SIMATIC IOT2020: gateway de Siemens basado en Arduino para futuras aplicaciones industriales: http://es.rs-online.com/web/p/kit-de-desarrollo-de-iot/1244037/ y aplicaciones https://www.rs-online.com/designspark/simatic-iot2020.

Simatic IoT 2040: https://w3.siemens.com/mcms/pc-based-automation/en/industrial-iot/Documents/simatic-ioc2040-flyer-en.pdf

Los otros PLCs SBC (Single Board Computer): http://www.infoplc.net/blogs-automatizacion/item/102505-plc-single-board-computer 

OpenPLC Project: http://www.openplcproject.com/

Autómatas con MQTT: http://www.unitronics.com/ y modelo nistream https://unitronicsplc.com/unistream-series-unistream5/ 

ABB PM556, automata de ABB abierto: http://new.abb.com/drives/es/noticias-y-casos-de-exito/impulsa-el-internet-de-las-cosas-los-servicios-y-las-personas

PLC basado en Raspberry Pi: https://revolution.kunbus.com/

Otro PLC basado en Raspberry Pi: https://www.unipi.technology/ 

Sensores y Actuadores

Este es el primer elemento, es que está más cerca de las “cosas” es el HW que se encarga de medir e interactuar con las “cosas” y procesar esos datos. Este dispositivo puede tener conectado otros hardware como:

Módulos de Comunicación

Los dispositivos IoT deben tener una comunicación mediante algún tipo de protocolo y este módulo puede estar integrado o ser una expansión.

Algunos de los módulos usados en IoT

  • Ethernet
  • Modbus
  • ZigBee
  • XBee
  • WiFi
  • Bluetooth
  • Thread
  • Red de telefonía móvil (2/3/4/5G)
  • 6LoWPAN
  • LoRaWAN
  • Z-Wave
  • NFC
  • nRF24
  • Wize
  • Sigfox

Otros Módulos

Otros módulos muy importantes que van asociados al HW IoT son:

  • Power management (lowpower)
  • Componentes de identificación y seguridad (ATSHA204A, ATECCX08A, 24AA02E64T,…)
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Placas Arduino

Arduino dispone de una amplia variedad de placas y shields para usar dependiendo de nuestras necesidades.

Un shield es una placa compatible que se puede colocar en la parte superior de los arduinos y permite extender las capacidades del arduino. De estas hablaremos en profundidad más adelante.

Primer Arduino:

La placas oficiales que hay actualmente en Arduino son: https://store.arduino.cc/arduino-genuino/boards-modules

Kits Arduino: https://store.arduino.cc/arduino-genuino/arduino-genuino-kits

Placas retiradas: https://store.arduino.cc/arduino-genuino/retired

Arduino Uno

Web: https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3

Es la placa estándar y la más conocida y documentada. Salió a la luz en septiembre de 2010 sustituyendo su predecesor Duemilanove con varias mejoras de hardware que consisten básicamente en el uso de un USB HID propio en lugar de utilizar un conversor FTDI para la conexión USB. Es 100% compatible con los modelos Duemilanove y Diecimila. Viene con un Atmega328p con 32Kbytes de ROM para el programa.

Este es el Arduino que vamos a usar en el curso.

Esquematico: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Microcontrolador: http://www.atmel.com/devices/atmega328p.aspx

Planos del Arduino UNO: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno#documentation

Arduino Mega

Web: https://store.arduino.cc/arduino-mega-2560-rev3

Es con mucha diferencia el más potente de las placas con microcontrolador de 8 bits y el que más pines i/o tiene, apto para trabajos ya algo más complejos aunque tengamos que sacrificar un poco el espacio. Cuenta con el microcontrolador Atmega2560 con más memoria para el programa, más RAM y más pines que el resto de los modelos.

Esquematico: http://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-mega2560_R3-sch.pdf

Microcontrolador: http://www.atmel.com/devices/atmega2560.aspx

Planos del Arduino MEGA: http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

Mega ADK es una placa basada en el Mega2560 pero con un USB host adicional para conectar móviles basados en Android:

Web: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMegaADK

Getting Started con ADK: https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoADK

Versiones reducidas del Arduino mega: https://robotdyn.com/catalog/boards/mega_2560_pro_mini_atmega2560_16au/

Arduino Ethernet

Web: https://store.arduino.cc/arduino-ethernet-rev3-without-poe

Incorpora un puerto ethernet, está basado en el Arduino Uno y nos permite conectarnos a una red o a Internet mediante su puerto de red.

Arduino Due

Web: https://store.arduino.cc/arduino-due

Arduino con la mayor capacidad de procesamiento, basado en un microcontrolador de 32 bit y arquitectura ARM: Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU. Este arduino está alimentado a 3.3V y dado que gran parte de los shields, sensores, actuadores para Arduino y compatible son a 5V lo limita, pero cada vez se ven más elementos donde se puede elegir el voltaje entre 3.3 y 5V.

Importante: 12-bit ADC

Microcontrolador: http://www.atmel.com/devices/sam3x8e.aspx

Arduino Leonardo

Web: https://store.arduino.cc/arduino-leonardo-with-headers

La diferencia de este arduino con el resto es que trae un único MCU ATmega32u4 que tiene integrado la comunicación USB, lo que elimina la necesidad de un segundo procesador. Esto tiene otras implicaciones en el compartimento del arduino al conectarlo al ordenador, lo que no lo hace apto para iniciarse con él.

Microcontrolador: http://www.atmel.com/devices/atmega32u4.aspx

Los Arduinos basados en el microcontrolador 32u4 permiten aparecer al Arduino conectado al ordenador como un ratón o teclado nativo, simulando un dispositivo de este tipo.

Getting Started: https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoLeonardoMicro

Librería MouseKeyboard: https://www.arduino.cc/en/Reference/MouseKeyboard

Arduino Leonardo ETH

Web: https://store.arduino.cc/arduino-leonardo-eth  

Es un Arduino Leonardo con ethernet proporcionado por el controlador W5500. Se trata de la versión actualizada del Arduino Ethernet.

Documentación: http://labs.arduino.org/Arduino%20leonardo%20eth

Getting Started: http://labs.arduino.org/Getting+Started+with+Arduino+Leonardo+Eth

Arduino Nano

Una de la placas más populares por su tamaño y precio. Se trata de una placa similar al Arduino UNO pero de un tamaño más compacto.

Web: https://store.arduino.cc/arduino-nano

Arduino Micro

Web: https://store.arduino.cc/arduino-micro

También basado en el ATmega32u4 pero mucho más compacto.

Ejemplo de placa para uso de Arduino pequeños con bornas: https://spiercetech.com/shop/home/17-arduino-nano-30-controller-terminal-breakout-board.html

Arduino Mini (Retirada)

Web: https://store.arduino.cc/arduino-mini-05

Versión miniaturizada de la placa Arduino UNO basado en el ATMega328. Mide tan sólo 30x18mm y permite ahorrar espacio en los proyectos que lo requieran. Las funcionalidades son las misma que Arduino UNO. Necesita un programador para conectarlo al ordenador: http://arduino.cc/en/Main/USBSerial

Arduino Yun

El Arduino Yun es un Arduino que es diferente a lo que son el resto de Arduino porque además de llevar un microcontrolador, incorpora un Microprocesador MIPS con un Sistema Operativo Linux embebido. La ventaja que aporta Arduino Yun y sus derivados es que el microcontrolador y el microprocesador están conectado mediante un puerto serie y además Arduino nos ofrece una serie de herramientas/librerías que facilita la interconexión entre ellos.

Arduno Yun Rev 2: https://store.arduino.cc/arduino-yun-rev-2

Presentación de la placa: https://blog.arduino.cc/2018/03/29/arduino-yun-rev-2-is-here/

Arduino Yun (Modelo Anterior): https://store.arduino.cc/arduino-yun

Guía con Open WRT: https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoYun

Guía con LininoOS: https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoYunLin

Arduino Uno Wifi (Rev2)

Nueva placa presentada en 2018: https://blog.arduino.cc/2018/05/17/say-hello-to-the-next-generation-of-arduino-boards/

Web: https://store.arduino.cc/arduino-uno-wiFi-rev2

Basada en el nuevo microcontrolador ATmega4809: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/48-pin-Data-Sheet-megaAVR-0-series-DS40002016B.pdf

Conectividad Wifi y BT gracias al procesador NINA W102 basado en el ESP32: https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-W10_DataSheet_%28UBX-17065507%29.pdf y cryptochip ECC608.

Familia MKR

La familia de Arduino MKR son una serie de placas con un factor de forma diferente al de Arduino mucho más pequeño y basados todos en el microcontrolador de 32 bits de Atmel SAMD21. Estas placas están pensadas principalmente para IoT.

MKR Family: https://store.arduino.cc/arduino-genuino/arduino-genuino-mkr-family

Arduino MKRZero

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-mkrzero

Primero modelo de la familia MKR y heredero del Arduino Zero.

Arduino MKR1000 WIFI

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-mkr1000

Versión para IoT con procesador Atmel ARM Cortex M0+ de 32bits ATSAMW25 que es el mismo procesador que Genuino Zero pero con wifi integrado, chip de cifrado y antena integrada.

El ATSAMW25 está compuesto por tres principales bloques:

  • SAMD21 Cortex-M0+ 32bit low power ARM MCU
  • WINC1500 low power 2.4GHz IEEE® 802.11 b/g/n Wi-Fi (mismo que el wifi 101 shield)
  • ECC508 CryptoAuthentication

Arduino MKR WiFi 1010

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-mkr-wifi-1010

El MKR WIFI 1010 es una mejora significativa del MKR 1000 WIFI. Está equipado con un módulo ESP32 fabricado por U-BLOX. Esta placa tiene como objetivo acelerar y simplificar la creación de prototipos de aplicaciones de IO basadas en WiFi gracias a la flexibilidad del módulo ESP32 y su bajo consumo de energía.

La placa tienes estos 3 bloques principales:

  • SAMD21 Cortex-M0+ 32bit Low Power ARM MCU;
  • U-BLOX NINA-W10 Series Low Power 2.4GHz IEEE® 802.11 b/g/n Wi-Fi; and Bluetooth
  • ECC508 Crypto Authentication.

Presentación de la placa: https://blog.arduino.cc/2018/05/12/the-mkr-family-gets-bigger-with-two-new-iot-boards/

Arduino MKR FOX 1200

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-mkrfox1200

Arduino anunciado en abril de 2017. En una placa de desarrollo pensada para el IoT con conectividad Sigfox. Comparte muchas características con otras placas de la familia MKR como em microcontrolador SAM D21 32-bit Cortex-M0+.

Incluye un módulo ATA8520 con conectividad sigfox de amplia cobertura y bajo consumo capaz de funcionar durante 6 meses con dos pilas AA. También incluye una suscripción por dos años a la red Sigfox: http://www.sigfox.com/en

Web: https://blog.arduino.cc/2017/04/18/introducing-the-arduino-mkrfox1200/

Más información sobre el Arduino MKRFOX1200 en el artículo: https://www.aprendiendoarduino.com/2018/03/05/arduino-mkrfox1200/

Arduino MKR WAN 1300

Producto: https://store.arduino.cc/mkr-wan-1300

Presentado el 25 de septiembre de 2017 en la maker faire de NY: https://blog.arduino.cc/2017/09/25/introducing-the-arduino-mkr-wan-1300-and-mkr-gsm-1400/

Arduino + LoRa:

Arduino MKR GSM 1400

Producto: https://store.arduino.cc/mkr-gsm-1400

Presentado el 25 de septiembre de 2017 en la maker faire de NY: https://blog.arduino.cc/2017/09/25/introducing-the-arduino-mkr-wan-1300-and-mkr-gsm-1400/

Arduino + GSM:

Arduino MKR NB 1500

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-mkr-nb-1500

El nuevo estándar Narrow Band IoT, con el ecosistema Arduino fácil de usar. Totalmente compatible con las clases Narrow Band IoT NB y las redes LTE CAT M1.

Presentación de la placa: https://blog.arduino.cc/2018/05/12/the-mkr-family-gets-bigger-with-two-new-iot-boards/

Arduino MKR Vidor 4000

Producto: https://store.arduino.cc/arduino-vidor-4000 :

El MKR VIDOR 4000 es altamente configurable y potente, y puede realizar procesamiento digital de audio y video de alta velocidad.

El MKR VIDOR 4000 puede configurarlo de la manera que desee; esencialmente puede crear su propia tarjeta controladora.

Viene cargado de hardware y potencial:

  • un SRAM de 8 MB
  • un chip Flash QSPI de 2 MB – 1 MB asignado para aplicaciones de usuario
  • un conector Micro HDMI
  • un conector para cámara MIPI
  • Wifi & BLE alimentado por U-BLOX NINA Serie W10.

También incluye la clásica interfaz MKR en la que todos los pines son accionados tanto por SAMD21 como por FPGA.

Además, tiene un conector Mini PCI Express con hasta 25 pines programables por el usuario.

La FPGA contiene 16K Logic Elements, 504 KB de RAM embebida y 56 multiplicadores de 18×18 bit HW para DSP de alta velocidad. Cada pin puede conmutar a más de 150 MHz y puede ser configurado para funciones tales como UARTs, (Q)SPI, PWM de alta resolución/alta frecuencia, codificador de cuadratura, I2C, I2S, Sigma Delta DAC, etc.

La FPGA integrada también se puede utilizar para operaciones DSP de alta velocidad para el procesamiento de audio y vídeo. Esta tarjeta también incluye un Microchip SAMD21. La comunicación entre la FPGA y el SAMD21 es directa.

Accesorios para Arduinos MKR

Y los IoT Bundles:

Nuevos Arduino Nano

En la Maker Faire Bay Area del año 2019, supone un nuevo concepto de placas de pequeño tamaño, económicas y de bajo consumo.

Presentación de las placas: https://blog.arduino.cc/2019/05/17/whats-new-at-maker-faire-bay-area-2019/

Se trata de 4 modelos:

El nuevo microcontrolador ATmega4809 soliciona las limitaciones de las tarjetas antiguas basadas en ATmega328P, puede añadir un segundo puerto serie de hardware, más periféricos y memoria significa que puede abordar proyectos más ambiciosos. Utiliza un chip USB de calidad para que la gente no tenga problemas de conexión o de drivers. El procesador separado que maneja la interfaz USB también permite implementar diferentes clases de USB, como el Dispositivo de Interfaz Humana (HID), en lugar del clásico CDC/UART.

La nueva arquitectura de fuente de alimentación basada en un convertidor DC-DC de alta eficiencia permite alimentar la tarjeta hasta 21V y accionar periféricos de salida hasta 950mA sin sobrecalentamiento.

Otros Arduinos oficiales

Existen aun mas Arduino oficiales, algunos ya retirados:

Todos los productos de Arduino: https://www.arduino.cc/en/Main/Products

Arduinos para Wearables

Arduino Lilypad

Web: https://store.arduino.cc/lilypad-arduino-main-board

Diseñado para dispositivos “wearables” y e-textiles. Para coser con hilo conductor e instalarlo sobre prendas.

Más información para fabricar wearable con arduino en: http://lilypadarduino.org/

Otros:

Retirados

Hay modelos retirados, pero la documentación sigue disponible y es posible aun comprarlas por terceros que las fabrican o fabricarlas uno mismo.

Arduino 101

Web: https://store.arduino.cc/genuino-101

Es el sucesor del Arduino UNO con procesador Intel Curie Quark de 32 bit diseñado para ofrecer el mínimo consumo de energía, 384 KB de memoria flash, 80 KB de SRAM, un sensor DSP integrado, bluetooth de baja energía, acelerómetro y giroscopio de 6 ejes.

Video de 101: https://blog.arduino.cc/2016/01/13/unboxing-and-setup-of-arduino-101/

Código Firmware: https://github.com/01org/corelibs-arduino101 que no hace falta instalarlo porque ya viene integrado en el IDE de arduino.cc y desde el gestor de librerías se instala en: C:\Users\<user>\AppData\Local\Arduino15\packages\Intel\hardware\arc32\1.0.5

Review completa del 101: http://www.kitguru.net/components/cpu/james-morris/intel-genuino-101-review/

Intel ha descontinuado la gama de microcontroladores usados en diversos Arduinos, lo que parece el fin de la asociación entre Intel y Arduino, más aun cuando Arduino ha firmado un acuerdo con ARM.

Placas Compatibles Arduino

La marca Arduino está protegida y solo puede usarse por Arduino, pero debido a que se trata de hardware libre, existen multitud de placas disponibles que bien son clones, placas derivadas (forks) u otras placas totalmente independientes pero que la comunidad ha desarrollado el código para poder programarlas con el lenguaje de programación de Arduino.

Cuando hablamos de placas compatibles con Arduino, son aquellas que se pueden programar con el IDE de Arduino.

Listado no oficial de placas de terceros soportadas por el IDE de Arduino: https://github.com/arduino/Arduino/wiki/Unofficial-list-of-3rd-party-boards-support-urls

Funduino

Web: https://www.funduinoshop.com/epages/78096195.sf/en_GB/?ViewObjectPath=%2FShops%2F78096195

Chipkit

Web: http://chipkit.net/

ESP8266

Web: https://espressif.com/en/products/hardware/esp8266ex/overview

Moteino

Web: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/

Resumen

Arduino.cc products: https://www.arduino.cc/en/Main/Products

Como distinguir un arduino oficial de una copia: http://arduino.cc/en/Products/Counterfeit

Guía para comparar Arduino:  https://learn.sparkfun.com/tutorials/arduino-comparison-guide

Kit de Prácticas UR-Maker

Cualquiera puede adquirir por unos 20€ – 25€ un kit de Arduino con muchos elementos para manejar, como un lector de tarjetas, leds, motor paso a paso, servo, mando infrarrojos, etc… pero una vez te llega a casa es difícil empezar a manejar por separado cada elemento del kit, por ese motivo veamos cómo manejar los elementos de un kit Arduino chino como este: https://es.aliexpress.com/item/UNO-KIT-Upgraded-version-of-the-For-Starter-Kit-the-RFID-learn-Suite-Stepper-Motor-ULN2003/1207142899.html

Este artículo es una guía de uso de un kit de Arduino chino como los que se pueden comprar en tiendas como Aliexpress, Gearbest o Elegoo.

Una vez conocido como manejar por separado cada elemento es más sencillo unir todo para hacer un proyecto completo donde usemos varios elementos para hacer una alarma o automatizar elementos de casa

Repositorio prácticas: https://github.com/jecrespo/Arduino-Kit-China-Guide

Tutoriales de prácticas para ampliar conocimiento:

Para realizar el curso nos basamos en un kit de prácticas típico similar a este: https://es.aliexpress.com/item/UNO-KIT-Upgraded-version-of-the-For-Starter-Kit-the-RFID-learn-Suite-Stepper-Motor-ULN2003/1207142899.html pero valdría cualquier otro que tenga un Arduino UNO y unos componentes similares.

Driver Arduino UNO de este kit:

Descripción:

  • 1 X Arduino UNO
  • 1 X Cable USB
  • 1 X Jump Cable
  • 1 X Breadboard
  • 5 X luz LED
  • 1 Pack resistencia
  • 1 X hembra a macho línea dupond
  • 1 X potenciómetro
  • 1 X Buzzer
  • 1X 74HC595 (Shift Register)
  • 1 X receptor de infrarrojos
  • 1 X ds18b20
  • 1 X Sensor de llama
  • 1 X interruptor de bola
  • 1 X fotoresistor
  • 1 X botón clave
  • 1 X control Remoto
  • 1 X tubo de pantalla de 4 dígitos
  • 1 X 8*8 Módulo de matriz de puntos
  • 1 X 1-Tubo de visualización de dígitos
  • 1 X convertidor de motor paso a paso
  • 1 X motor paso a paso
  • 1 X 9g Servo
  • 1 X IIC 1602 LCD
  • 1 X Módulo de joystick XY
  • 1 X Módulo de temperatura
  • 1 X Módulo de prueba de agua
  • 1 X módulo RFID
  • 1 X llavero RFID
  • 1 X Tarjeta blanca RFID
  • 1 X Módulo de sonido
  • 1 X módulo de relé
  • 1 X Módulo de reloj
  • 1 X 4*4 tablero clave
  • 1 X Módulo de color RGB 3
  • 1 X 9 V batería Snap

Top 5 Gadgets Electrónica

En mi recorrido con Arduino en los últimos años, he recibido muchas preguntas sobre electrónica de personas que programan pero les faltan unos conocimientos básicos de electrónica para saber cómo conectar sensores, actuadores y periféricos a Arduino. Para ellos he escrito varios artículos como estos:

Una vez que ya tienes los conocimientos básicos de electrónica el siguiente paso es empezar a hacer pequeñas modificaciones o reparaciones de placas electrónicas y luego ya lanzarnos a hacer nuestras propias placas, pero de este tema haré un artículo próximamente.

Si nos decidimos a hacer pequeñas reparaciones o modificaciones electrónica, os recomiendo algunos gadgets básicos de electrónica que todos debemos tener en casa. Se trata de unos accesorios muy económicos y que seguro usaremos con frecuencia si eres una aficionado a la electrónica y Arduino.

Pistola Manual de Soldadura

Una pistola de soldadura manual sencilla es uno de los gadgets imprescindibles que debemos tener en casa para hacer pequeñas reparaciones o montajes de nuestra placas que conectaremos a Arduino o Raspberry Pi.

Puedes comprarla por menos de 9€ con envío gratuito en https://www.gearbest.com/soldering-supplies/pp_009456656818.html?wid=1433363

Lupa Soldadura LED

Otro accesorio imprescindible en casa para hacer pequeñas reparaciones de soldaduras o montar tus propias placas electrónicas es una lupa de soldadura con iluminación LED y accesorios para sujetar las placas.

Es muy común que cuando compras shields para Arduino o breakout boards https://programmingelectronics.com/what-is-a-breakout-board-for-arduino/, estas vengan con los componentes sin soldar y este accesorio te va a ser de gran utilidad.

Puedes comprarla por menos de 14€ con envío gratuito en https://www.gearbest.com/magnifiers/pp_291442.html?wid=1433363

Pinzas de Acero Antiestáticas

Tener unas pinzas para manejar los elementos electrónicos, resulta imprescindible al trabajar con dispositivos SMD https://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3%ADa_de_montaje_superficial, así como para poder soldar y desoldar en placas cualquier otro dispositivo.

Puedes comprarla por unos 5 euros en https://www.gearbest.com/other-tools/pp_638400.html?wid=1433363

Pistola de Pegamento Caliente

Aunque una pistola de pegamento caliente no es necesaria para tareas de soldadura o en general para trabajos con electrónica es un accesorio imprescindible para los makers que queremos hacer un proyecto completo.

La pistola de pegamento caliente se usa para pegar casi cualquier material como cartón y plástico. Se puede usar para ensamblar partes de por ejemplo un robot o un coche teledirigido donde vayamos a insertar la electrónica que hemos diseñado.

Puedes comprarla por unos 8.50 euros con envío gratuito en https://www.gearbest.com/soldering-supplies/pp_1577491.html?wid=1433363

Bomba Desoldar Manual

Por último, otro accesorio imprescindible en nuestra caja de herramientas es la bomba de desoldar que permite quitar la soldadura de un elemento calentando previamente y succionando con esta bomba manual. Totalmente necesaria para hacer reparaciones o cuando cometemos un error soldando.

Puedes comprarla por menos de 10 euros con envío gratuito en https://www.gearbest.com/soldering-supplies/pp_238769.html?wid=1433363

HW y Plataformas IoT

Hay empresas que fabrican el HW para IoT con comunicación integrada, pero también su propia plataforma específica, pero generalmente pueden intercambiarse con otras.

Particle

Web https://www.particle.io/. Particle es HW + Software + Conectividad

Hardware: https://store.particle.io/

IDE: https://docs.particle.io/tutorials/developer-tools/dev/

Device OS es el sistema operativo para el HW: https://www.particle.io/device-os/

Device Cloud es la plataforma: https://www.particle.io/device-cloud/

Serverless IoT with Particle and AWS: https://mike.lapidak.is/thoughts/serverless-iot-with-particle-and-aws

Pycom

Pycom es un fabricante de HW IoT programable en Python que también ofrece su propia plataforma.

Pycom tiene HW + plataforma + IDE y se programa en Python y lleva un ESP32 con micropython. Hay versiones con wifi o LoRa o Sigfox.

Hardware:

Software: https://pycom.io/solutions/software/

Red: https://pycom.io/solutions/network/

Pybites es la plataforma: https://pycom.io/solutions/software/pybytes/

LoPy (LoRa) con TTN: https://www.thethingsnetwork.org/docs/devices/lopy/

LoPy4 placa basada en ESP32 con comunicación LoRa, Sigfox, WiFi, Bluetooth: https://pycom.io/product/lopy4/

Los SiPy disponen de conectividad Sigfox que además incluyen WiFi y BLE para desarrollo con micropython:

Campaña Kickstarter: https://www.kickstarter.com/projects/pycom/pylife?ref=582489&token=8c77e87b

Mysensors.org

Web https://www.mysensors.org/

MySensors es una comunidad de hardware y software de código abierto centrada en la domótica y la Internet de los objetos.

Estamos aquí para ayudar a las personas que desean crear sensores y actuadores originales y asequibles basados en componentes como Arduino, ESP8266, Raspberry Pi, NRF24L01+ y RFM69.

Proporcionamos instrucciones de construcción fáciles de seguir, ejemplos de código listo para usar y diseños de hardware de código abierto adaptables. Todo esto se ejecuta en la biblioteca de software MySensors para una comunicación segura que ha sido probada en batalla con más de 20 de los controladores de automatización del hogar líderes en el mercado.

Hardware: https://www.mysensors.org/hardware

Controladores/plataformas: https://www.mysensors.org/controller

PHPoC

PHPoC: https://www.phpoc.com/index.php

PHP on Chip: https://www.phpoc.com/what_is_phpoc.php

Productos: https://www.phpoc.com/products.php

Comprar: https://www.3dsoma.com/es/96-phpoc

Más sobre el lenguaje de programación: https://www.phpoc.com/support/manual/phpoc_vs_php/contents.php?id=overview

Artik

Samsung Artic, la plataforma de IoT de Samsung: https://www.artik.io/

Módulos HW: https://www.artik.io/modules/

Artik Cloud: https://artik.cloud/

Más información:

Uso de plataforma artik:

Libelium

Empresa IoT afincada en Zaragoza

Web: http://www.libelium.com/

HW

Plataforma: http://www.libelium.com/cloud-services/services-cloud-manager/

Waspmote: es el arduino con muchos sensores y conectividades:

Plug and sense: ya integrado el waspmote: http://www.libelium.com/products/plug-sense/technical-overview/

Meshlium es el gateway que conecta a la red pública la red privada de sensores que tengo

Se integra con plataforma de terceros como bluemix, iotsens, etc…

Y luego la parte de aficionados https://www.cooking-hacks.com/