Archivo de la categoría: IoT

IoT con Arduino

Internet de las cosas (en inglés Internet of things, abreviado IoT) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Definición de wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Internet_de_las_cosas

Arduino es un elemento que nos permite de forma sencilla y económica conectar cualquier cosa a Internet. Con un Arduino y un sencillo módulo ethernet o wifi podemos conectar a Internet sensores para informar, controlar motores o bombillas desde cualquier parte del mundo o mandar un SMS o email cada vez que se abra la puerta de casa.

Como afecta IoT a nuestro dia a dia: http://socialgeek.co/tecnologia/8-formas-que-the-internet-of-things-impactara-dia-dia

IoT en 5 minutos con Arduino: http://hackaday.com/2016/01/08/internet-of-things-in-five-minutes/

Aplicaciones de IoT: https://temboo.com/iot-applications

Temboo es una plataforma de IoT que nos permite conectar fácilmente mediante una API un Arduino con Internet, mostrar los datos recogidos e interactuar con ellos desde un navegador web.

Una visión del IoT aplicado a la industria es lo denominado como Industria 4.0 o Industria conectada o IIoT que deriva del concepto de M2M (machine to machine) que se refiere al intercambio de información o comunicación en formato de datos entre dos máquinas remotas sin necesidad de conexión a Internet sino que puede ser en una red privada y crear una industria inteligente donde todos los elementos están interconectados y comparten los datos.

Definiciones de wikipedia:

Diferencias entre IoT y M2M: https://www.pubnub.com/blog/2015-01-02-iot-vs-m2m-understanding-difference/

Telefónica y IoT: http://www.thinkingthings.telefonica.com/

El coche autónomo, en el que trabajan grupos como Google, BMW, Volvo o Tesla, es toda una proeza de la robótica.La conducción autónoma se basa en las comunicaciones máquina a máquina (M2M), por las que los vehículos pueden intercomunicarse con las señales, los semáforos y los otros automóviles. Todo esto también tiene mucho que ver con las smart cities.

Elementos que intervienen en el IoT

Explicación gráfica de los elementos necesarios en IoT: http://www.libelium.com/products/meshlium/wsn/

  • Qué quieres medir?
  • Cómo lo quieres conectar?
  • Qué quieres hacer con los datos?

Elementos en IoT:

  • Plataformas Software, para tratar los datos recogidos por nuestros sensores y almacenarlos. Pueden ser plataformas de terceros o plataformas propias desarrolladas por nosotros o simplemente guardar en BBDD propias. Por ejemplo: Carriots, Thingspeak, Temboo, Thinger, etc…
    Además todas estas plataformas SW que están en la nube, deben estar soportadas por un HW de servidores, unas BBDD de gran capacidad y una infraestructura segura que los hospede.
  • Servicios, son los servicios que ofrecen las plataformas como mostrar los datos recogidos, mandar avisos cuando se detecte un evento o la interconexión con otras plataformas o simplemente. Servicios ofrecidos por la plataforma carriots: https://www.carriots.com/que-es-carriots

A modo de resumen, estos son los elementos en el IoT

Sensor — MCU — Comunicación — Protocolo — Plataforma — Servicios

Uno de los retos del IoT es mandar datos de cualquier sensor a través de cualquier protocolo a cualquier plataforma de forma inalámbrica y usando la menor energía posible (baterías) y todo esto mediante una comunicación segura.

IoT con Arduino

Ahora vamos a conectar Arduino a Internet o a cualquier otro tipo de red, es este caso usaremos ethernet y WiFi.

Webserver con Ajax

Mediante Ajax podemos actualizar los datos de la web embebida en Arduino sin necesidad de cargar toda la web, sino solo mandando los datos actualizados, economizando los datos mandados a través de la red.

Ajax:

Ejemplo del webserver anterior que muestra los datos de las entradas analógicas pero con Ajax.

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_9-Servidor_Web_%20Embebido/EthernetServer-Ajax

Ejemplo avanzado de regulador de encendido con ajax, ejercicio 42: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/tree/master/Ejercicio42-Ajax

Grabar datos de Arduino en un Ordenador (datalogger)

Con Arduino conectado a una red, se pueden recoger los datos (datalogger) y mandarlos a un servidor (p.e. una Raspberry Pi) y guardarlos en una Base de Datos. Con estos datos almacenados podemos mostrarlos, analizarlos, etc…

Grabar Datos leídos por Arduino en la entrada analógica A0 y grabarlos en una BBDD dentro de una Raspberry Pi o de un servidor público.

Arduino llama a un servicio (p.e. en PHP) pasándole las variables que quiero almacenar y ese servicio se encarga de grabar en la BBDD que puede estar en el mismo servidor.

Métodos POST y GET de HTTP: http://www.w3schools.com/tags/ref_httpmethods.asp

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_10-Grabar_Raspberry

BBDD: https://qvm602.aprendiendoarduino.com o IP Raspberry Pi

Mandar mensajes de Arduino y visualizarlos en tiempo real

Arduino solicita un nombre y un mensaje que escribimos en el puerto serie y lo manda a un servidor. Desde el servidor vemos los mensajes en tiempo real. Por ejemplo serviría para enviar alarmas a un sistema de monitorización cuando Arduino detecta un evento (pulsar un botón, abrir una puerta, etc…).

Visualizar los mensajes: http://www.aprendiendoarduino.com/servicios/ o IP Raspberry Pi

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_10-Grabar_Mensajes

Uso de plataformas de IoT con Arduino

Podemos usar de forma gratuita diversas plataformas para conectar nuestro Arduino con ellas y usarlas para mostrar datos, responder a ciertos eventos, realizar acciones, etc…

Algunas plataformas existentes son:

Ejercicios IoT

Plataforma Aprendiendoarduino

Disponemos de una plataforma sencilla de IoT en http://www.aprendiendoarduino.com/servicios/

Desde ella podemos:

El código de arduino para usar cada uno de ellos es:

Todo el código de la plataforma y Arduino en: https://github.com/jecrespo/aprendiendoarduino-servicios

Conexión para enviar datos de temperatura:

Datasheet sonda temperatura: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/TemperatureSensor.pdf

Thingspeak

Mandar datos de temperatura a una plataforma pública como https://thingspeak.com/

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/tree/master/Ejercicio65-Thingspeak_DHCP

ESP8266

Hacer un sketch para ESP8266 que mande un mensaje de alarma o un SMS cuando se ponga a masa el GPIO2 a masa y mande la recuperación al volver a leer HIGH.

Arduino y IoT

Que es el IoT

Internet de las cosas (en inglés Internet of things, abreviado IoT) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Definición de wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Internet_de_las_cosas

Arduino es un elemento que nos permite de forma sencilla y económica conectar cualquier cosa a Internet. Con un Arduino y un sencillo módulo ethernet o wifi podemos conectar a Internet sensores para informar, controlar motores o bombillas desde cualquier parte del mundo o mandar un SMS o email cada vez que se abra la puerta de casa.

Como afecta IoT a nuestro dia a dia: http://socialgeek.co/tecnologia/8-formas-que-the-internet-of-things-impactara-dia-dia

IoT en 5 minutos con Arduino: http://hackaday.com/2016/01/08/internet-of-things-in-five-minutes/

Aplicaciones de IoT: https://temboo.com/iot-applications

Temboo es una plataforma de IoT que nos permite conectar fácilmente mediante una API un Arduino con Internet, mostrar los datos recogidos e interactuar con ellos desde un navegador web.

Una visión del IoT aplicado a la industria es lo denominado como Industria 4.0 o Industria conectada o IIoT que deriva del concepto de M2M (machine to machine) que se refiere al intercambio de información o comunicación en formato de datos entre dos máquinas remotas sin necesidad de conexión a Internet sino que puede ser en una red privada y crear una industria inteligente donde todos los elementos están interconectados y comparten los datos.

Definiciones de wikipedia:

Diferencias entre IoT y M2M: https://www.pubnub.com/blog/2015-01-02-iot-vs-m2m-understanding-difference/

Telefónica y IoT: http://www.thinkingthings.telefonica.com/

El coche autónomo, en el que trabajan grupos como Google, BMW, Volvo o Tesla, es toda una proeza de la robótica.La conducción autónoma se basa en las comunicaciones máquina a máquina (M2M), por las que los vehículos pueden intercomunicarse con las señales, los semáforos y los otros automóviles.

Todo esto también tiene mucho que ver con las smart cities.

Elementos que intervienen en el IoT

Explicación para conectar sensores a la nube que son los elementos necesarios en IoT: http://www.libelium.com/products/meshlium/wsn/

  • Qué quieres medir?
  • Cómo lo quieres conectar?
  • Qué quieres hacer con los datos?

Elementos en IoT:

  • Plataformas Software, para tratar los datos recogidos por nuestros sensores y almacenarlos. Pueden ser plataformas de terceros o plataformas propias desarrolladas por nosotros o simplemente guardar en BBDD propias. Por ejemplo: Carriots, Thingspeak, Temboo, Thinger, etc…
    Además todas estas plataformas SW que están en la nube, deben estar soportadas por un HW de servidores, unas BBDD de gran capacidad y una infraestructura segura que los hospede.
  • Servicios, son los servicios que ofrecen las plataformas como mostrar los datos recogidos, mandar avisos cuando se detecte un evento o la interconexión con otras plataformas o simplemente. Servicios ofrecidos por la plataforma carriots: https://www.carriots.com/que-es-carriots

A modo de resumen, estos son los elementos en el IoT

Sensor — MCU — Comunicación — Protocolo — Plataforma — Servicios

Uno de los retos del IoT es mandar datos de cualquier sensor a través de cualquier protocolo a cualquier plataforma de forma inalámbrica y usando la menor energía posible (baterías) y todo esto mediante una comunicación segura (cifrada).

Uso de plataformas de IoT con Arduino

Podemos usar de forma gratuita diversas plataformas para conectar nuestro Arduino con ellas y usarlas para mostrar datos, responder a ciertos eventos, realizar acciones, etc…

Algunas plataformas existentes son:

Entornos de Aplicación Arduino

Arduino se ha popularizado por el creciente movimiento del DIY (https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1galo_usted_mismo, https://en.wikipedia.org/wiki/Do_it_yourself), como un elemento barato para hacer pequeños proyectos de “bricolaje”, pero arduino va más allá.

Existen multitud de entornos de aplicación de Arduino: automatización industrial, domótica, herramienta de prototipado, plataforma de entrenamiento para aprendizaje de electrónica, tecnología para artistas, eficiencia energética, monitorización, adquisición de datos, DIY, aprendizaje de habilidades tecnológicas y programación, etc…

En la educación tanto en institutos en secundaria y bachillerato como en formación profesional y la universidad, Arduino ha entrado con mucha fuerza para entrenar habilidades y como herramienta pedagógica.

Robótica

Robótica es otros de los entornos donde Arduino es muy usado, incluso ya hay un arduino robot: http://arduino.cc/en/Main/Robot o kits de robótica:

Productos comerciales

También existen muchos productos y proyectos basados en Arduino, lo que nos da una idea de la amplitud de los entornos donde podemos usar arduino. En las web de crowdfunding podemos encontrar muchos productos basados en Arduino:

El programa Arduino at heart tiene productos comerciales con el sello Arduino: https://www.arduino.cc/en/ArduinoAtHeart/Products

Arte

Un ejemplo de uso de Arduino en el mundo del arte se pudo ver en el museo wurth (http://www.museowurth.es/) en el mes de febrero de 2016 en la exposición light kinetics: http://www.museowurth.es/light_kinetics.html.

Este video es una muestra del montaje: https://vimeo.com/149774067, vemos que para las obras de arte usa un arduino mega http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560 y un sensor de 9 grados de libertad con acelerometro, gisroscopio y magnetometro https://www.sparkfun.com/products/10724 que manda os datos a un ordenador y este mediante software controla los módulos DMX para encender las luces.

IoT

Una de las principales aplicaciones de Arduino está en el Internet de las cosas (IoT) o Internet de todo o dispositivos conectados o M2M. Internet de las cosas (IoT, por su siglas en inglés) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Otro aspecto que está muy de moda en este momento es el IoT en la industria, que también se le denomina “Industria Conectada” o Industria 4.0.

Arduino IoT: https://create.arduino.cc/iot/

Placa Arduino especialmente diseñado para el IoT: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoMKR1000

Nota de prensa de Atmel:

The Internet of Things (IoT) will create a market worth $1.9 trillion by 2020, according to Gartner.

Atmel provides all the key building blocks for IoT applications—from embedded processing and connectivity to sensors, security, and software. These include: Atmel® AVR® and ARM®-based microcontrollers (MCUs), CryptoAuthentication™ devices, A complete sensing platform, Standards-based wireless technologies, including wireless modules and System on a Chip (SoC) devices.”

Impresoras 3D

Otros productos por los que conocemos Arduino son las impresoras 3D y los drones. El código o sketch que funcionan dentro de un Arduino usado en un drone o en una impresora 3D están disponibles y podemos modificarlos. En este curso no vamos a aprender a montar un drone una impresora 3D, pero entenderemos que hace el Arduino usado en estos dispositivos y cómo usa los periféricos usados (motores, display, botones, etc…).

Este enlace explica los materiales necesarios para montar una impresora 3D con Arduino y algunos conceptos relacionados: http://saber.patagoniatecnology.com/kit-electronica-impresora-3d-arduino-argentina-ptec/

Firmware para impresoras 3D del proyecto reprap:

Interesante tutorial paso a paso para montar una impresora 3D: https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/3d-printer-step-by-step-tutorial-guide-prusa-it3 que usa el firmware Marlin.

Drones

Firmware usado con Drones con MCUs iguales a las de Arduino:

Rover con Arduino:

Arduino como elemento de prototipado en la industria

Ejemplo de las zapatillas John Luck:

El arduino que va montado y se ve en la foto, que vale 9.95$: https://www.sparkfun.com/products/11113

El modulo bluetooth, que vale 34.95$: https://www.sparkfun.com/products/12580

El sensor: https://www.sparkfun.com/products/10293, que vale 1.5$, posiblemente no sea este puesto que sería necesario un sensor con mucha más sensibilidad.

El resto  de elementos posiblemente sean para adaptar la señal del sensor piezo eléctrico y cargador de batería.

Conclusiones

Como puede verse el ámbito de aplicación de Arduino es enorme, pero no es siempre la mejor solución para todo, en algunos casos podemos usar otras soluciones o estar matando moscas a cañonazos.

¿En qué ámbito tiene sentido usar un Arduino y en cuáles no?. Por ejemplo, supongamos que nos piden hacer un sistema de temporización de iluminación, para iluminar ciertas habitaciones o zonas de forma alterna. Para ello habrá que manipular el cuadro eléctrico para poner unos interruptores en los circuitos de iluminación. En este caso sería mejor poner relés temporizadores y hacer la configuracion de ellos.

Ahora bien, si lo que queremos es que podamos cambiar esa temporización remotamente desde cualquier parte del mundo sin tener que ir al cuadro o apagar y encender las luces manualmente desde una web, entonces la solución puede ser un arduino más unos relés y unos drivers de relés para poder manejarlo desde el Arduino.

 

¿Que aplicación profesional o personal piensas que podrías usar Arduino?

Ejemplo: Obtener datos de mi coche a través del conector ODB:

Ejemplo: Hacer un coche RC https://www.youtube.com/watch?v=ejZg2qm53Qc

Qué es Arduino y Hardware Libre

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

Hardware Libre: http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware_libre

Arduino es una plataforma abierta que facilita la programación de un microcontrolador. Los microcontroladores nos rodean en nuestra vida diaria, usan los sensores para escuchar el mundo físico y los actuadores para interactuar con el mundo físico. Los microcontroladores leen sobre los sensores y escriben sobre los actuadores.

El hardware de Arduino consiste en una placa con un microcontrolador generalmente Atmel AVR, puertos de comunicación y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados en las plataformas Arduino son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez, pero se está ampliando a microcontroladores Atmel con arquitectura ARM y también Intel.

Por otro lado Arduino nos proporciona un  software consistente en un entorno de desarrollo (IDE) que implementa el lenguaje de programación de arduino y el bootloader ejecutado en la placa. La principal característica del software de programación y del lenguaje de programación es su sencillez y facilidad de uso.

Arduino promete ser una forma sencilla de realizar proyectos interactivos para cualquier persona. Para alguien que quiere hacer un proyecto, el proceso pasa por descargarnos e instalar el IDE buscar un poco por internet y simplemente hacer “corta y pega” del código que nos interese y cargarlo en nuestro HW. Luego hacer los cableados correspondientes con los periféricos y ya tenemos interaccionando el software con el Hardware. Todo ello con una inversión económica mínima: el coste del Arduino y los periféricos.

¿Para qué sirve Arduino? Arduino se puede utilizar para desarrollar elementos autónomos, o bien conectarse a otros dispositivos o interactuar con otros programas, para interactuar tanto con el hardware como con el software. Nos sirve tanto para controlar un elemento, pongamos por ejemplo un motor que nos suba o baje una persiana basada en la luz existente es una habitación, gracias a un sensor de luz conectado al Arduino, o bien para leer la información de una fuente, como puede ser un teclado, y convertir la información en una acción como puede ser encender una luz y pasar por un display lo tecleado.

Con Arduino  es posible automatizar cualquier cosa para hacer agentes autónomos (si queréis llamarles Robots también), controlar luces y dispositivos, o cualquier otra cosa que se pueda imaginar, es posible optar por una solución basada en Arduino. Especialmente en desarrollos de dispositivos conectados a Internet, Arduino es una solución muy buena.

Arduino es una tecnología que tiene una rápida curva de entrada con básicos conocimientos de programación y electrónica, que permite desarrollar proyectos en el ámbito de las Smart Cities, el Internet de las cosas, dispositivos wearables, salud, ocio, educación, robótica, etc…

Definición de Arduino en la web oficial: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

Otras definiciones de Arduino:

Que es arduino en un minuto (video): http://learn.onemonth.com/what-is-arduino

Hay otro factor importante en el éxito de Arduino, es la comunidad que apoya todo este desarrollo, comparte conocimiento, elabora librerías para facilitar el uso de Arduino y publica sus proyectos para que puedan ser replicados, mejorados o ser base para otro proyecto relacionado.

En resumen:

Arduino = HW + SW + Comunidad

Mitos sobre Arduino que todo el mundo cree y no son verdad: https://www.baldengineer.com/5-arduino-myths.html

Primer Arduino:

Arduino simplifica el trabajo con microcontroladores y ofrece las siguientes ventajas: barato, multiplataforma, entorno de programación sencillo, software libre y extensible mediante librerías en C++, hardware libre y extensible.

Al trabajar con Arduino, se manejan conceptos de diferentes tecnologías que a priori no tienen nada que ver entre ellos pero que los unifica: electronica digital y analogica, electricidad, programación, microcontroladores, tratamiento de señales, protocolos de comunicación, arquitectura de procesadores, mecánica, motores, diseño de placas electrónicas etc…

Diez razones para usar Arduino: http://www.modulo0tutoriales.com/10-razones-para-usar-arduino/

Importancia de Arduino en el mundo Hardware

Arduino y por extensión el hardware libre se ha convertido en un elemento importante no solo en el mundo maker sino también el la industria de fabricación de hardware.

Este enlace hace un estudio del estado de la industria del hardware en 2016. Más empresas están desarrollando productos innovadores y tenemos disponibles mejores herramientas para el prototipado y fabricación. El acceso a esas herramientas y el conocimiento alrededor de ellas es cada vez más universal. De estas herramientas destaca Arduino, Raspberry Pi y las impresoras 3D.

Enlace: http://blog.fictiv.com/posts/2016-state-of-hardware-report

Cabe destacar de este estudio que el 56% de las empresas usan Arduino como herramienta eléctrica de prototipado y el 91% de las empresas usan impresoras 3D como herramienta mecanica de prototipado.

Arduino también se está utilizando ampliamente en la docencia y en la investigación. Pero Arduino empezó como herramienta sencilla para artistas y usarlo en sus obras de arte, ejemplo de uso de Arduino en el Arte https://vimeo.com/149774067

Antes de Arduino

Antes de Arduino, eran necesarios los programadores para cada MCU, lenguaje de programación ensamblador usando las instrucciones propias de la MCU y materiales caros.

Ejemplos:

Una plataforma muy extendida para aprender a programar microcontroladores era Basic Stamp.

Tabla de comparación de los microcontroladres Basic Stamp: https://www.parallax.com/sites/default/files/downloads/BASICStampComparisonChart-0114.pdf

Lenguaje de programación Pbasic: http://en.wikipedia.org/wiki/PBASIC

Guia de incio muy intersante de parallax para inicio con Basic Stamp: http://www.rambal.com/descargas/libros/WAM-v3.0-Spanish-v1.0.pdf

Placas de desarrollo con Basic Stamp: https://www.parallax.com/catalog/microcontrollers/basic-stamp/boards

Ejemplo de domotica con basic stamp: http://www.aprenderobotica.com/m/group/discussion?id=4310109%3ATopic%3A947

Interesante comparación entre Basic stamp y arduino: http://todbot.com/blog/2006/09/25/arduino-the-basic-stamp-killer/

Filosofía Arduino

Por último para entender bien lo que es Arduino, es recomendable ver el documental de Arduino de unos 30 minutos de duración. Arduino the Documentary: http://blog.arduino.cc/2011/01/07/arduino-the-documentary-now-online/

Arduino IoT Manifesto: https://create.arduino.cc/iot/manifesto/

We believe that the best way to grow this environment is to develop open source platforms and protocols to propose as an alternative to the myriad of proprietary hardware and software platforms each one of the big players are developing.
We believe in creating tools that make these technologies understandable to the most diverse set of people as possible, this is the only way to make sure innovation benefits most of humanity.
We propose that connected devices should be: Open, Sustainable and Fair.

We foresee a world with billions of connected smart objects. These smart objects will be composed and orchestrated, thus making the Internet of Things a reality. The IoT will be the eyes, noses, arms, legs, hands of a new, extended, cyber body. The nervous system of such a body will be the Internet, allowing the interaction with a distributed intelligence made of hardware processors and human minds, behaviors, software procedures, and services, shared in the Cloud.

 

Arduino y IoT

Que es el IoT

Internet de las cosas (en inglés Internet of things, abreviado IoT) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Definición de wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Internet_de_las_cosas

Arduino es un elemento que nos permite de forma sencilla y económica conectar cualquier cosa a Internet. Con un Arduino y un sencillo módulo ethernet o wifi podemos conectar a Internet sensores para informar, controlar motores o bombillas desde cualquier parte del mundo o mandar un SMS o email cada vez que se abra la puerta de casa.

Como afecta IoT a nuestro dia a dia: http://socialgeek.co/tecnologia/8-formas-que-the-internet-of-things-impactara-dia-dia

IoT en 5 minutos con Arduino: http://hackaday.com/2016/01/08/internet-of-things-in-five-minutes/

Aplicaciones de IoT: https://temboo.com/iot-applications

Temboo es una plataforma de IoT que nos permite conectar fácilmente mediante una API un Arduino con Internet, mostrar los datos recogidos e interactuar con ellos desde un navegador web.

Una visión del IoT aplicado a la industria es lo denominado como Industria 4.0 o Industria conectada o IIoT que deriva del concepto de M2M (machine to machine) que se refiere al intercambio de información o comunicación en formato de datos entre dos máquinas remotas sin necesidad de conexión a Internet sino que puede ser en una red privada y crear una industria inteligente donde todos los elementos están interconectados y comparten los datos.

Definiciones de wikipedia:

Diferencias entre IoT y M2M: https://www.pubnub.com/blog/2015-01-02-iot-vs-m2m-understanding-difference/

Telefónica y IoT: http://www.thinkingthings.telefonica.com/

El coche autónomo, en el que trabajan grupos como Google, BMW, Volvo o Tesla, es toda una proeza de la robótica.La conducción autónoma se basa en las comunicaciones máquina a máquina (M2M), por las que los vehículos pueden intercomunicarse con las señales, los semáforos y los otros automóviles. Todo esto también tiene mucho que ver con las smart cities.

Elementos que intervienen en el IoT

Explicación gráfica de los elementos necesarios en IoT: http://www.libelium.com/products/meshlium/wsn/

  • Qué quieres medir?
  • Cómo lo quieres conectar?
  • Qué quieres hacer con los datos?

Elementos en IoT:

  • Plataformas Software, para tratar los datos recogidos por nuestros sensores y almacenarlos. Pueden ser plataformas de terceros o plataformas propias desarrolladas por nosotros o simplemente guardar en BBDD propias. Por ejemplo: Carriots, Thingspeak, Temboo, Thinger, etc…
    Además todas estas plataformas SW que están en la nube, deben estar soportadas por un HW de servidores, unas BBDD de gran capacidad y una infraestructura segura que los hospede.
  • Servicios, son los servicios que ofrecen las plataformas como mostrar los datos recogidos, mandar avisos cuando se detecte un evento o la interconexión con otras plataformas o simplemente. Servicios ofrecidos por la plataforma carriots: https://www.carriots.com/que-es-carriots

A modo de resumen, estos son los elementos en el IoT:

Sensor — MCU — Comunicación — Protocolo — Plataforma — Servicios

Uno de los retos del IoT es mandar datos de cualquier sensor a través de cualquier protocolo a cualquier plataforma de forma inalámbrica y usando la menor energía posible (baterías) y todo esto mediante una comunicación segura.

Proyectos de IoT con Arduino

Ahora vamos a conectar Arduino a Internet o a cualquier otro tipo de red, es este caso usaremos ethernet y WiFi.

Cliente Web Arduino

Arduino puede navegar y obtener datos de Internet.

Explicación: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/WebClient

Instrucciones usadas:

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/tree/master/Ejercicio25-EthernetClient

NOTA: poner cada una una MAC y una IP diferente para que funcione. Para usar DHCP simplemente usar Ethernet.begin(mac).

También puedo obtener la fecha y hora de Internet mediante NTP: http://www.arduino.cc/en/Tutorial/UdpNtpClient

También puedo leer los datos de temperatura y humedad de aemet.es y mostrarlo por pantalla: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_1-Estacion_Meteorologica_Mejorada

Web Server embebido en Arduino

Instalar un servidor web embebido en Arduino y conectarse a Arduino a través de un navegador. El servidor muestra los valores leídos en las entradas analógicas y refresca el valor cada 5 segundos.

Explicación: http://www.arduino.cc/en/Tutorial/WebServer

Instrucciones usadas:

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/tree/master/Ejercicio26-EthernetServer

También puedo encender el built-in led desde una web embebida: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/blob/master/Ejercicio27-Boton/Ejercicio27-Boton.ino

También se puede controlar los leds de un neopixel mediante una web en un Arduino Yun: https://github.com/jecrespo/NeoPixel

En este caso la web está en un servidor web del sistema operativo openWRT basado en linux y al interactuar con él la librería bridge se encarga de comunicar internamente linux con el microcontrolador del Arduino Yun.

Webserver con Ajax

Mediante Ajax podemos actualizar los datos de la web embebida en Arduino sin necesidad de cargar toda la web, sino solo mandando los datos actualizados, economizando los datos mandados a través de la red.

Ajax:

Ejemplo del webserver anterior que muestra los datos de las entradas analógicas pero con Ajax.

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_9-Servidor_Web_%20Embebido/EthernetServer-Ajax

Ejemplo avanzado de regulador de encendido con ajax, ejercicio 42: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino/tree/master/Ejercicio42-Ajax

Grabar datos de Arduino en un Ordenador (datalogger)

Con Arduino conectado a una red, se pueden recoger los datos (datalogger) y mandarlos a un servidor (p.e. una Raspberry Pi) y guardarlos en una Base de Datos. Con estos datos almacenados podemos mostrarlos, analizarlos, etc…

Grabar Datos leídos por Arduino en la entrada analógica A0 y grabarlos en una BBDD dentro de una Raspberry Pi o de un servidor público.

Arduino llama a un servicio (p.e. en PHP) pasándole las variables que quiero almacenar y ese servicio se encarga de grabar en la BBDD que puede estar en el mismo servidor.

Métodos POST y GET de HTTP: http://www.w3schools.com/tags/ref_httpmethods.asp

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_10-Grabar_Raspberry

BBDD: https://qvm602.aprendiendoarduino.com o IP Raspberry Pi

NOTA: modificar el sketch de Proyecto_10-Grabar_Raspberry.ino para que grabe solo el valor de la entrada analógica y el nº de Arduino con el de vuestro puesto. Probar a grabar tanto en la Raspberry Pi como en el servidor público www.aprendiendoarduino.com en la ruta que se indique.

Mandar mensajes de Arduino y visualizarlos en tiempo real

Arduino solicita un nombre y un mensaje que escribimos en el puerto serie y lo manda a un servidor. Desde el servidor vemos los mensajes en tiempo real. Por ejemplo serviría para enviar alarmas a un sistema de monitorización cuando Arduino detecta un evento (pulsar un botón, abrir una puerta, etc…).

Visualizar los mensajes: http://www.aprendiendoarduino.com/servicios/ o IP Raspberry Pi

Código: https://github.com/jecrespo/Aprendiendo-Arduino-Proyectos/tree/master/Proyecto_10-Grabar_Mensajes

NOTA: el código de Arduino Proyecto_10-Grabar_Mensajes.ino tiene doserrores al compilar y no error al ejecutar, detectarlos y corregirlos. Veamos quién es el primero en mandar un mensaje.

Uso de plataformas de IoT con Arduino

Podemos usar de forma gratuita diversas plataformas para conectar nuestro Arduino con ellas y usarlas para mostrar datos, responder a ciertos eventos, realizar acciones, etc…

Algunas plataformas existentes son:

Más proyectos con Arduino en: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2015/04/16/tema-5-taller-de-proyectos-con-arduino/

Y para finalizar…

Recordad que para aprender más sobre Arduino hay muchos cursos y documentación en Internet y los cursos de http://www.aprendiendoarduino.com/.

Y también en las redes sociales:

Y todas las novedades sobre Arduino, futuros eventos, cursos, etc… mediante correo electrónico en la lista: http://list.aprendiendoarduino.com/mailman/listinfo/aprendiendoarduino.com.noticias

Cómo funciona Arduino.

Hay muchos otros microcontroladores y plataformas de desarrollo, pero Arduino además de simplificar el trabajo de programación, ofrece:

  • Software Multiplataforma: Puede trabajar en todas las plataformas (Mac, Windows, Linux).
  • Asequible: Puedes encontrar placas por menos de 15 euros.
  • Entorno de programación simple y directo.
  • Sencillo: Es muy fácil duplicarlas. Y además es legal, al ser open – source hardware, bajo licencia Creative Commons puedes reunir los componentes y crearte tu propia placa, no pudiendo en este caso llamarla Arduino, nombre registrado para las originales producidas en Italia.
  • Flexible: Añadirle shields (módulos) en función del uso que se le vaya a requerir (conexión a Internet, control de motores, etc.) es muy fácil, y dispones de una gran cantidad de ellos para su compra online.
  • Software ampliable mediante librerías y de código abierto, bajo licencia Creative Commons.

El funcionamiento de la placa a muy grosso modo, para no extendernos con elementos técnicos, se compone de:

  • Conexiones de Entrada: A través de sensores conectados en estos pins, Arduino recibe datos del exterior (entorno)
  • Microcontrolador: Es el cerebro de Arduino, con los datos recibidos del entorno (conexiones de entrada) es donde, a través del lenguaje de programación (open source y con una curva de aprendizaje rápida), nosotros le decimos cómo interpretar la información, qué parámetros buscar y comparar, y por último, qué acciones tomar a modo de respuesta.
  • Conexiones de Salida: Dependiendo del proyecto en el que esté trabajando, y en función de las órdenes que le hayamos dado programando el microcontrolador, Arduino puede conectarse con diversos actuadores (relés, pantallas, motores,…), y sistemas lógicos (otras placas, ordenadores,…) para provocar la respuesta que necesitamos.
  • Puertos/Buses de comunicación: serie, I2C, SPI en la placa y ethernet, wifi, modbus, can bus, RS232, etc… mediante shields.

Placa Arduino https://www.arduino.cc/en/Guide/BoardAnatomy:

Arduino socializa la tecnología, supongamos que desde hace un tiempo tenemos una buena idea que no se puede llevar a cabo porque necesita un conocimiento de electrónica en mayor o menor medida, pero que actualmente no tenemos. Esa idea, habrá pasado de proyecto a obstáculo. Arduino ayuda a hacer el proyecto gracias al open source, puesto que tenemos mucha información publicada por la comunidad que se ocupa de recopilar y actualizar de forma gratuita y continua en la red.

Leyendo esos manuales y practicando con el material que han proporcionado (Arduino y la comunidad), comprobamos que en un intervalo de tiempo pequeño (gracias a su corta curva de aprendizaje) somos capaces de ponernos manos a la obra y atrevernos a ir escalando pequeños obstáculos y paredes hasta que encontremos nuestro límite o el del propio material.

También gracias a la comunidad disponemos de mucho código y sobretodo de librerías que nos facilitan la programación abstrayendonos de los aspectos más complejos de bajo nivel y pudiendonos centrar en nuestra idea.

Sin darte cuenta, Arduino proporciona un punto de entrada allí donde antes no veíamos solución, ofrece una primera plataforma de apoyo sobre la que ir apoyando y cimentando las distintas etapas que el proyecto vaya necesitando, a medida que vamos practicando, solucionando problemas y adquiriendo experiencia.

Dada la versatilidad de Arduino que hemos visto anteriormente, encuentras en Internet proyectos tan dispares como un sistema de riego que detecte cuándo necesitan agua las plantas y nos avise al móvil para regarlas, una alarma contra incendios, escapes de gas e intrusos, un sistema de ventilación automático para que la casa mantenga constante la temperatura, un sistema de control de los ascensores en un edificio, estaciones meteorológicas totalmente autónomas, pilotos automáticos para drones (UAVs), impresoras 3D y por supuesto, el IoT (Internet of Things)