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Ejercicios Finales

Veamos unos ejercicios completos con todo lo aprendido durante el curso.

Este ejercicio consiste en el montaje de 15 nodos remotos basados en Wemos D1 mini que gestionaremos con Node-RED y 15 Raspberry Pi con un led y un pulsador cada una y que además ejecutarán Node-RED localmente.

Montaje

Esquema de conexión nodo Remoto Wemos D1 Mini basado en:

Esquema de conexión RAspberry Pi:

  • Pin LED: 12 (GPIO 18) 
  • Pin Pulsador: 16 (GPIO 23) (Usando la resistencia interna de Pulldown)

Preparación

La programación de los nodos remotos basados en ESP8266 se hará mediante Node-RED ejecutado en cada Raspberry Pi, para ello se instalará un firmware que puede obtenerse de: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/firmware-Ejercicio_Final/firmware-Ejercicio_Final.ino.

NOTA: este firmware es para el nodo 14, pero en caso de que el nodo sea otro nº de nodo sustituir estas líneas, siendo X = 1, 2, 3, 4 ,5, 6, ….:

  • const char* publish_10sec = “nodoX/dato10s”;
  • const char* publish_60sec = “nodoX/dato60s”;
  • const char* publish_reset = “nodoX/reset”;
  • const char* subs_led = “nodoX/led”;
  • const char* subs_rele = “nodoX/rele”;
  • if (client.connect(“wemosd1mini187222X”,”usuario_mosquitto”,”password_mosquitto”))

Este firmware publica en un topic cada 10 segundos y en otro cada 60 segundos. Los topics son:

  • nodoX/dato10s
  • nodoX/dato60s

En caso de que el nodo se resete publica en el topic: nodoX/reset

Los nodos estás suscrito a dos topic:

  • nodoX/led – enciende y apaga el led integrado de ESP8266
  • nodoX/rele – enciende y apaga el relé

Para el control del LED y botón de Raspberry Pi, se hará mediante la programación en cada uno de los Node-RED de cada Raspberry Pi.

  • RPiX/led – topic al que se suscribe para indicar si se enciende o apaga
  • RPiX/pulsador – topic al que publica el estado: pulsado (1) o liberado (0)

Testeo del Sistema

Una vez configurado todo el sistema comprobar que cada nodo y Raspberry Pi está publicando los datos y funciona el control al modificar los valores de los topics a los que están suscritos.

Para ello usar un cliente MQTT como MQTT.fx:

  • suscrito a los topics:
    • nodoX/dato10s
    • nodoX/dato60s
    • nodoX/reset
    • RPiX/pulsador
  • publicando a los topics:
    • nodoX/led
    • nodoX/rele
    • RPiX/led

Una vez comprobado que leo los valores que publican los nodos y que puedo modificar el estado de los leds y relé publicando en los topics, pasamos a programar el sistema completo usando Node-RED.

Todo el código de los ejercicios: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/tree/master/04-Ejercicio%20Final

Ejercicio 1 – Dashboard

Configura Node-RED para que se vea un dashboard “Home” con tres grupos:

  • Suscripciones: las 3 suscripciones y botón que resete los valores
  • Pulsadores: dos botones para encender led y relé de nodo remoto
  • RPi: un pulsador que maneje el LED de la RPi y un gauge con el estado del pulsador.

Además al pulsar el pulsador encender el led detectando flaco, una pulsación enciende y otra pulsación apaga.

La configuración en Node-RED es:

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_1/Ejercicio_1-1.json

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_1/Ejercicio_1-2.json

Ejercicio 2 – Interacción por Grupos

Crear un nuevo grupo del dashboard Home llamado “Control Relés” con 3 botones que encienda:

  • Botón 1: controla relés 1, 2, 3, 4, 5
  • Botón 2: controla relés 6, 7, 8, 9, 10
  • Botón 3: controla relés 11, 12, 13, 14, 15

Dashboard

Nodos

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_2/Ejercicio_2.json

Ejercicio 3 – Seguridad

Poner un pin para encender los Reles, de forma que si no hay pin no se puede encender desde el dashboard. Simular una cerradura de forma que al poner el pin correcto se abre y luego a los 5 segundos se cierra.

Mostar en el dashboard el estado de la cerradura.

Crear un tab nuevo en el dashboard llamado pin de seguridad

Basarse en el flujo: https://flows.nodered.org/flow/7bcb0b049df4fa3c962294137ebaec19

Hacer el flujo como un subflow.

Dashboard

Flujo

Subflow

Código:

Ejercicio 4 – Email y SMS

Hacer un formulario en el dashboard para mandar un correo electrónico y otro para mandar un SMS usando el servicio de Twilio: https://www.twilio.com/

Dashboard

Flujo

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_4/Ejercicio_4.json

Luego usar esta configuración para enviar un correo y un SMS cuando se pulse el botón de la Raspberry Pi y el relé del nodo remoto 14 esté encendido, viéndolo en un dashboard.

Ejercicio 5 – Imágenes

Coger mediante Node-RED la imagen publicada en http://www.aprendiendoarduino.com/servicios/imagen.jpg y que se actualiza cada 30 segundos en el servidor.

Mostrar la imagen en el dashboard y su información.

Publicar en el topic raspberrypi/image la imagen por MQTT para poder reutilizarla.

Mandar la imagen por email al pulsar un botón.

Dashboard

Flujo

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_5/Ejercicio_5.json

Probar con otros servicios online a coger vídeo o imagen y tratarlo en Node-RED

Ejercicio 6 – Twitter

Hacer un flujo que tuitee algo. Para ello es necesario darse de alta en: https://developer.twitter.com/en/apps

Hacer un flujo que monitorice un hashtag (p.e. #Rioja), lo publique en cloudMQTT y lo guarde en una BBDD MySQL.

Flujo

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_6/Ejercicio_6.json

Ejercicio 7 – Open Weather Map

Usando el node de OpenWeatherMap, hacer un dashboard con la temperatura, humedad y presión donde se actualice el dato en un gauge y se haga una gráfica que muestre los últimos 7 días.

Mandar el dato de la temperatura a los nodos remotos, para ello publicar en el topic “nodoX/temperatura” el dato de temperatura y comprobar que llegan, para ello modificar el firmware para que los nodos remotos estén suscritos y lo muestren por el puerto serie.

Hacer un botón para que mande la predicción de los próximos 5 días al correo electrónico.

Dashboard

Flujo

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_7/Ejercicio_7.json

Ejercicio 8 – Telegram

Hacer un bot de Telegram con Node-RED que mande mensajes a grupos o canales y que responda a determinados comandos.

Para crear un bot de telegram: https://core.telegram.org/bots

Para añadir comandos al bot:

  • /setcommands
  • @aprendiendoarduino_bot

Pasar los comandos:

help – Ayuda
start – Inicio
enciende – Enciende Led
apaga – Apaga led
lee – Muestra datos broker

Y ya tengo los comandos configurados:

  • /help
  • /start
  • /enciende
  • /apaga
  • /lee

Para configurar el bot en Telegram solo hace falta poner el nombre del bot y el token.

Crear un canal o un grupo y hacer un flujo sencillo que al pulsar mande un un mensaje por Telegram a tu usuario y a al grupo o canal.

Ahora queda que desde Node-RED lea los comandos y responda. Al mandar el comando /enciende el LED de la Raspberry Pi al mandar el comando /apaga el LED de la Raspberry Pi. El comando /lee me devuelve el estado del LED.

Una forma de hacer esto es publicando el el topic /raspberrypi/led el valor ON u OFF y ya tengo otro flujo hecho en el ejercicio 1.

Para saber el estado, se puede guardar en una variable de flujo que se actualiza con el topic /raspberrypi/led de forma que no solo cuando modifico desde el bot sino desde otros lugares.

Flujo

Código: https://github.com/jecrespo/Curso-Node-RED/blob/master/04-Ejercicio%20Final/Ejercicio_8/Ejercicio_8.json

Material Curso IoT

Para hacer las prácticas y simular un ecosistema de IoT disponemos de hardware barato y muy accesible para cualquiera para poder utilizar en una prueba de concepto.

El material es en préstamo y se firmará una hoja de entrega de material.

20x Arduino Starter Kit (https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoStarterKit) que contiene un Arduino Uno, una serie de sensores y actuadores y diversos elementos electrónicos necesarios para realizar las prácticas y proyectos. Componentes:

10x Kit XBee( http://www.digikey.es/product-detail/en/digi-international/XKB2-AT-WWG/602-1550-ND/5271212) para desarrollo de aplicaciones con XBee. Datasheet: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Digi%20International%20PDFs/XBee_Arduino_Compatible_Coding_Platform.pdf. Compuesto por:

  • Arduino Leonardo-compatible
  • XBee shield XBee 802.15.4 modules
  • XBee breadboard adapters
  • XBee USB adapter
  • One 2-axis joysticks
  • Six pushbuttons
  • Solderless breadboards
  • Breadboard power supplies
  • 18 LEDs
  • 10kΩ potentiometers
  • Package of 330Ω resistors
  • 9 V batteries and battery clips
  • Micro USB cable
  • Mini USB cable
  • Bundle – jumper wires

20x Kits Raspberry Pi compuestos por:

Kit Wemos D1 mini

Módulos de comunicación:

Otros módulos: