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Robótica con M5StickC, JoyC, RoverC y BugC

Control RoverC HAT con JoyC HAT

Vídeo completo del taller de 1 hora:

Veamos los pasos para programar el control de BugC HAT con JoyC HAT.

Antes de empezar con este tutorial, deberías leer los siguientes artículos:

Hardware necesario:

Cada módulo M5StickC programable se conecta a los HATs del Rover y el JoyStick. Lo que vamos a programar con los M5StickC.

RoverC es una base de robot móvil omnidireccional programable compatible con M5stickC, y puede iniciarse insertando el M5stickC. El controlador principal de la base es el microcontrolador stm32f030f4. La base viene con motores de engranaje helicoidal N20 que son accionados directamente por un controlador de motor de cuatro canales. Estos motores están conectados a ruedas mecanum que pueden moverse en todas las direcciones. Además, se proporcionan dos puertos I2C compatibles con grove para facilitar la expansión de otros módulos. La base también es compatible con los bloques de LEGO y puede expandirse en su estructura. Se instala una batería 16340 en la parte posterior de la base para cumplir con los requisitos de potencia y resistencia del automóvil y se puede controlar mediante un interruptor independiente.

I2C Address 0x38

Para moverlo:

Antes de usar, asegúrese de que el RoverC está completamente cargado. Método de carga: inserte m5stickc en el roverc y conecte el cable USB para cargar.

JoyC es un módulo basculante diseñado para el M5StickC. Admite la operación con las dos manos. Chip de control principal STM32F030F4 integrado, que utiliza el protocolo de comunicación I2C y el host M5StickC para la transmisión de datos. El rango del joystick es 0 ~ 200, hay 12 LED RGB debajo de los joysticks izquierdo y derecho, y la parte inferior del joystick está equipada con una base de batería 16340 para una vida útil continua de la batería.

I2C Address 0x38

Como vamos a programar con UIFLow, lo primero es cargar el firmware de UIFlow con el M5Burner, que puede descargarse en: https://m5stack.com/pages/download. Cargar en ambos M5StickC.

Ejemplo básico control RoverC:

Código: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/Basic_RoverC.m5f

Vídeo:

Ejemplo básico control JoyC:

Código: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/Basic_JoyC.m5f

Código con todos los datos del JoyC: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/M5StickC_JoyStick_Control.m5f

Vídeo:

Para comunicar ambos módulos voy a usar el protocolo ESP-NOW: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=esp-now

ESP-NOW es un protocolo de comunicación de corto alcance y baja potencia que permite que múltiples dispositivos se comuniquen sin Wi-Fi. Este protocolo es similar a la conexión inalámbrica de 2,4 GHz de baja potencia que se encuentra en los ratones inalámbricos: los dispositivos se emparejan antes de comunicarse. Después del emparejamiento, las conexiones entre dispositivos son continuas, de igual a igual, y no requieren un protocolo de protocolo de enlace.

Para emparejar ambos dispositivos necesito saber su dirección.

Ejemplo básico receptor:

Ejemplo básico emisor:

En un M5Stack lo uso de receptor de ESP-NOW para ver lo que llega: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/M5/M5Stack_Receptor.m5f

Código:

Vídeo:

Los códigos finales con comunicación ESP-NOW:

Comentarios del código:

  • La conexión es uno a uno y cifrada con contraseña
  • Uso un M5Stack que recibe los datos y los muestra por pantalla
  • Los datos que mando son: Velocidad, Dirección y Ángulo, añadiendo el caracter V, D o A delante del valor.
  • Solo mando el valor si cambia más de 5 unidades sobre el valor anteriormente enviado. Ahorrando el envío de datos y mejorando la experiencia con el Joystick
  • Si el valor del Joystick es menor de 30 lo dejo en 0, porque sino los motores apenas se mueven y hace ruido.
  • Uso en cada receptor un contador para saber cuantos mensajes llegan
  • El M5Stick del rover lee el dato recibido, analiza si es Velocidad, Dirección y Ángulo y aplica el valor a los motores del rover.

Vídeo:

Control BugC HAT

Vamos a hacer andar el BugC.

Material:

BugC es una base de robot programable compatible con el M5StickC. Esto tiene cuatro motores de CC, controlador de motor, dos LED RGB, soporte de batería y un interruptor. La base Bugc debe usarse junto con el controlador M5StickC. La base viene con un microcontrolador STM32F030F4 que controla todos los motores y LED y esto es controlado a través del protocolo I2C (0x38) por el M5StickC que se encuentra en la parte superior de la base.

Ejemplo básico de uso:

Código: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20BugC/Basic_BugC.m5f

Vídeo:

Una vez hecho el ejemplo básico, para aprender cómo se mueve hacemos tres movimientos que cambian al pulsar el botón A.

Código: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20BugC/M5StickC_BugC_Demo.m5f

Vídeo:

Por último vamos a hacerlo andar, moviendo de un lado a otro.

Código: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20BugC/M5StickC_BugC_Anda.m5f

Vídeo:

Talleres y Charlas

Además del catálogo de cursos también es posible impartir talleres prácticos de entre 3 y 6 horas relacionados con las tecnologías impartidas en los cursos, así como charlas divulgativas en todo tipos de eventos tecnológicos y maker. Para proponer un taller o charla ponerse en contacto a través de aprendiendoarduino@gmail.com 

Si quieres que imparta una charla, ponencia o taller,  si quieres plantearme una colaboración o si tienes cualquier otra idea. No dudes en contactar conmigo en aprendiendoarduino@gmail.com 

Talleres Impartidos y contenido:

Otros posibles talleres o charlas a impartir:

  • Primeros pasos ESP8266
  • Primeros pasos ESP32
  • Introducción a M5stack y M5stick
  • Primeros pasos Raspberry Pi
  • Robótica Educativa
  • Robots Open Source 
  • Domótica en un tarde
  • PLCs basados en Arduino para entorno industrial
  • PLCs basados en Raspberry Pi para entorno industrial
  • Monta tu Scada basado en Arduino (HMI Nextion e Industrial Shields)
  • Qué es The Things Network (TTN)
  • Montaje de un gateway TTN
  • Arduino en la Educación
  • Arduino en la Industria
  • Comunicaciones inalámbricas IoT
  • Iniciación a IoT con Herramientas IoT
  • Node-Red en IoT
  • Monitorización de Energía con Herramientas Libres
  • Digitaliza tu negocio con herramientas libres
  • Y más.. (consulta en aprendiendoarduino@gmail.com)

Si deseas algún otro taller o charla relacionada con el mundo Open Source aplicado al entorno Industrial o cualquier tema maker mándame tu propuesta a aprendiendoarduino@gmail.com.

Catálogo de Formación

Este catálogo contiene los itinerarios formativos para Arduino, Raspberry Pi, IoT/Industria Conectada, ESP8266/ESP32 y Digitalización profesorado, así como otros cursos y talleres para impartir de forma presencial.  Los itinerarios formativos están compuestos de varios cursos de 20 horas cada uno, empezando por un nivel sencillo sin necesidad de conocimientos previos hasta un nivel avanzado o especializado en un aspecto de la tecnología del itinerario.

También es posible realizar charlas o talleres prácticos personalizados relacionados con las áreas de este catálogo. Para ello basta con ponerse en contacto y realizar la propuesta formativa.

Dada la experiencia de AprendiendoArduino, los cursos son inicialmente de duración de 20 horas a impartir en 5 días de 4 horas cada uno, con el objetivo de no hacerlos muy largos y poder compatibilizar con la actividad laboral. Por supuesto, tanto la duración de los cursos como el reparto de horas por días se puede modificar a las necesidades del cliente.

Catálogo de formación en pdf: https://aprendiendoarduino.files.wordpress.com/2020/01/catalogo-formacion-aprendiendoarduino.pdf

Toda la documentación de los cursos, talleres y charlas se publicará de forma libre en https://www.aprendiendoarduino.com/

Formación, Charlas y Talleres

Itinerario de Arduino

Itinerario de Raspberry Pi

Itinerario ESP8266 y ESP32

Itinerario IoT/Industria Conectada con Tecnologías Libres

Itinerario Digitalización Profesorado

Otros Cursos

Talleres y Charlas

Anexo I – Material Prácticas Curso y Requisitos Técnicos

Anexo II – Curriculum Enrique Crespo

Material Formativo para los Cursos

Son posibles varias opciones:

  • Comprado por el centro/cliente
  • Comprado por AprendiendoArduino (solicitar presupuesto en aprendiendoarduino@gmail.com)
  • El material comprado también se podría dar a los alumnos como parte del curso.

Descripción de material necesario para cada curso, ver Anexo I.

Contacto

Para cualquier propuesta formativa, duda, presupuesto o más información, mandar un correo a aprendiendoarduino@gmail.com

Otras formas de contacto:

Más información, ver curriculum en Anexo II.

Segunda Reunión Makers Logroño. Preparando el Arduino Day

El jueves 16 febrero nos volvimos a reunir los makers en el UR-Maker, el makerspace de la Universidad de La Rioja con el objetivo de hacer propuestas para el próximo Arduino Day que se celebrará el 1 de Abril.

Estas fueron las propuestas provisionales:

  • Alpha: Charla “Makerspaces. Experiencia Montando un Makerspace” en UR-Maker
  • José Ignacio: Taller de robots sigue-líneas (Lugar por definir)
  • Julio: Charla “Experiencia desde cero con Arduino” en COITIR
  • Vicente: Charla “Experiencia montando una impresora 3D“en COITIR
  • Juan: Taller para niños de Impresión 3D y makey-makey (Lugar por definir)
  • Enrique: Charla de aprox. 1 hora “IoT. Conectando Dispositivos con Arduino” en Think TIC
  • Enrique: Taller de aprox. 3 horas “Taller IoT. Conectando Dispositivos con Arduino” en Think TIC
  • Web de la charla y taller IoT Arduino de Enrique: http://www.aprendiendoarduino.com/arduino-day-2017/
  • Juan: Experiencia piloto 🙂 de las Primeras Jornadas del Arduino y el Chuletón en la sociedad gastronómica la trastienda. Será una comida junto con otras acciones por definir.

A media que se vayan cerrando los eventos iremos informando a través de las redes sociales y de la lista de correo. El medio de comunicación que seguiremos usando es la lista de correo de noticias de www.aprendiendoarduino.com

Lista de correo, apuntarse en http://list.aprendiendoarduino.com/mailman/listinfo/aprendiendoarduino.com.noticias o mandar un correo a aprendiendoarduino@gmail.com

Email contacto de Enrique Crespo: aprendiendoarduino@gmail.com

Twitter Enrique Crespo: @jecrespom

Juan también ha publicado en el blog un resumen de la reunión: https://makerslarioja.wordpress.com/2017/02/18/resumen-2-encuentro-maker-en-la-universidad-de-la-rioja/

Fotos:

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