Demo IoT

En esta demo se va a ver la potencia de IoT con la combinación de varias tecnologías open source. Se usará Arduino y dispositivos compatibles con Arduino, Raspberry Pi, Node-RED y otras tecnologías como Telegram.

Además, esta demo pretende ser interactiva, es decir, que una vez vista esta demostración, cualquiera con las herramientas y código proporcionado y los elementos hardware descritos, podrán interactuar con la plataforma IoT de la demo.

Descripción de la Demo

Esta demo consiste en conectar múltiples dispositivos basados en Arduino de cualquier persona del mundo e interactuar con la plataforma IoT instalada en una Raspberry Pi, así como usar un grupo de Telegram para recibir avisos y alertas.

Para conectar todos los dispositivos basados en Arduino usaremos un broker MQTT público, en nuestro caso será MyQttHub https://myqtthub.com/, pero también podría usarse CloudMQTT https://www.cloudmqtt.com/.

Es imprescindible tener el usuario y contraseña del broker para interactuar, si no las tienes puedes pedirlas en aprendiendoarduino@gmail.com

Para saber más de MQTT puedes ver: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2018/11/19/mqtt/

Esta es la estructura que vamos a usar:

Cada dispositivo Arduino publicará en el broker MQTT un dato en un topic y en función del topic, la plataforma IoT basada en Node-Red y ejecutándose en una Raspberry Pi, realizará una serie de acciones.

Además usaremos el grupo de telegram https://t.me/aprendiendoarduinocursoarduino para la recepción de alertas e interactuar con un bot en los dispositivos conectados. Únete al grupo de telegram para interactuar.

Cada dispositivo basado en Arduino conectado a Internet (p.e. basado en ESP8266) se conecta al broker MQTT público mandando o recibiendo datos y esos datos son recibidos en la plataforma IoT basada en Node-RED, instalada en una Raspberry Pi en la sede central.

El dispositivo puede publicar datos en unos topics determinados que se leerán desde Node-RED y se ejecutarán una serie de acciones.

También el dispositivo se puede suscribir a unos topics determinados y leer los datos recibidos, así como ejecutar una serie de acciones en función de los datos recibidos.

Funcionalidades de la Demo

Los dispositivos basados en Arduino podrán hacer las siguientes acciones:

• Mandar mensajes de alerta. Por ejemplo la apertura de un detector magnético. Cuando se reciba, se mandará un mensaje al grupo de Telegram con el estado del sensor y quien lo manda y se visualizará en https://www.aprendiendoarduino.com/servicios/mensajes/index.html
• También se mandará una foto al grupo de Telegram cuando se reciba el mensaje de alerta.
• Mandar mensajes de temperatura y/o humedad. Estos datos se almacenarán en una BBDD y se visualizarán en el Dashboard de Node Red y en https://www.aprendiendoarduino.com/servicios/datos/graficas.html
• También se puede configurar una alerta para enviar a Telegram y al panel de mensajes, en caso que se supere una temperatura o humedad determinada.
• Recibir mensaje de encendido o apagado del led integrado de Arduino

Para visualizar e interactuar se dispone de:

• Grupo de Telegram
• Dashboard de Node-RED, que solo se visualiza en local donde esté instalado
• Gráficas
• Alertas

Estructura de topics

Para poder interactuar con la plataforma los mensajes se deben mandar con una estructura de topic concreta:

• demo/temperatura/Z – envía un dato numérico de temperatura
• demo/humedad/Z – envía un dato numérico de humedad
• demo/reset/Z – envía un mensaje de reset al reinicarse
• demo/alerta/xx – envía un texto de alarma
• demo/led/xx – envía un dato ON/OFF para el estado del LED

Siendo xx un identificador del nodo que puede ser un nombre o un número y siendo Z un número del 2 al 20 para identificar la gráfica donde visualizar los datos en https://www.aprendiendoarduino.com/servicios/datos/graficas.html.

Elementos de Hardware Usado

Hardware Nodos Remotos

• Placa compatible con Arduino con conexión a Internet. Placas recomendadas:
  • wemos D1 mini https://www.amazon.es/AZDelivery-D1-Mini-desarrollo-compatible/dp/B0754W6Z2F
  • Node MCU: https://tienda.bricogeek.com/wifi/1033-nodemcu-v3-esp8266.html 
  • Arduino Uno + Ethernet shield: https://store.arduino.cc/arduino-ethernet-shield-2 
  • M5Stack o M5StickC: https://m5stack.com/ 
• Protoboard
• Pulsador o sensor magnético
• Sensor de temperatura. Recomendados:
  • DHT11 o DHT22
  • DS18B20

Hardware Nodo Central

Raspberry Pi 3 Model B o superior:  https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b/. Esta Raspberry Pi tiene instalado Node-RED donde se ejecutará la plataforma y la programación IoT.

Para la fotos una Raspberry Pi conectada a Internet con cámara. Por ejemplo, unas Raspberry Pi Zero W con cámara

Adicionalmente un M5stack para visualizar datos en la pantalla y controlar dispositivos con los botones.

Código Usado

Todo el código usado en la demo está disponible en el repositorio: https://github.com/jecrespo/demo-iot

Interactúa con la Plataforma

Como ejercicio, puedes interactuar con la plataforma y ser parte de la demos

Para la interacción con la demo necesitarás:

• Conectar un dispositivo basado en Arduino a Internet
• Cargar la plantilla https://github.com/jecrespo/demo-iot/blob/master/plantilla-arduino/plantilla-arduino.ino adaptandola al HW utilizado
• Mandar mensajes al broker MQTT público de MyQTTHub usado en la demo. Para ello necesita un usuario y contraseña, solicitalo en aprendiendoarduino@gmail.com
• Enviar mensajes de temperatura y/o humedad
• Enviar mensajes de alerta, p.e. puerta abierta
• Recibir mensajes de encendido/apagado

Para poder interactuar con la plataforma los mensajes se deben mandar con una estructura de topic concreta:

• demo/temperatura/Z – envía un dato numérico de temperatura
• demo/humedad/Z – envía un dato numérico de humedad
• demo/reset/Z – envía un mensaje de reset al reinicarse
• demo/alerta/xx – envía un texto de alarma
• demo/led/xx – envía un dato ON/OFF para el estado del LED

Siendo xx un identificador del nodo que puede ser un nombre o un número y siendo Z un número del 2 al 20.

Los mensajes de alarma se publicarán en el grupo de Telegram https://t.me/aprendiendoarduinocursoarduino

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:

• Dispositivos M5Stack: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2020/04/25/dispositivos-m5stack/
• Programación Dispositivos M5Stack con UIFlow: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2020/04/25/programacion-dispositivos-m5stack-con-uiflow/

Hardware necesario:

• 2x M5StickC https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickc
• 1x RoverC HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-roverc
• 1x JoyC HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-joyc

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:

• Emisor: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/ESP-NOW_Basic_Emisor.m5f
• Receptor: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/ESP-NOW_Basic_Receptor.m5f

Vídeo:

Los códigos finales con comunicación ESP-NOW:

• JoyStick: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/C%C3%B3digo%20Final/M5StickC_JoyStick_ESPNOW.m5f
• Rover: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/C%C3%B3digo%20Final/M5StickC_Rover_ESPNOW.m5f
• M5Stack: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/Proyecto%20RoverC%20y%20JoyC/C%C3%B3digo%20Final/M5Stack_Receptor.m5f

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:

• 1x M5StickC https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickc
• 1x BugC Hat: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-bugc

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:

Dispositivos M5Stack

El M5Stack ofrece una serie de dispositivos para hacer desarrollos sobre la plataforma ESP32 (compatible con Arduino).

El M5Stack es un dispositivo de tamaño mínimo, que cuenta con una carcasa, un display a color de dos pulgadas, conectividad usb-c para su programación y alimentación (también cuenta con una conexión de batería), conectividad I2C y un montón de puertos GPIO para conectarle todo tipo de dispositivos. Dispone de numerosas opciones de conectividad y posibilidades de desarrollo.

También cuenta con tres botones programables, un altavoz de 1W, la pantalla LED a color y con resolución 320 x 240, un zócalo para agregar una tarjeta de memoria, conector para baterías LiPo de hasta 2A y muchas otras opciones, como una base con imanes para poder dejarlo colgado de la nevera o en la pared o contar con un acelerómetro y giroscopio. Para mayor compatibilidad con todo tipo de sensores y actuadores M5Stack tiene conectividad a 3,3 y 5 V. El diseño es modular, de forma que en su parte inferior podremos conectarle distintos elementos como placas de desarrollo, sensores, baterías, etc. 

Otros aspecto importante, es la interfaz de desarrollo de aplicaciones gráfica al estilo de Scratch en http://flow.m5stack.com/ que más adelante trataremos.

Web: https://m5stack.com/

Github: https://github.com/m5stack/M5Stack

Docs: https://docs.m5stack.com/#/

Tienda: https://m5stack.com/collections/all

Tienda oficial en AliExpress: https://m5stack.es.aliexpress.com/store/3226069

Proyectos: https://m5stack.hackster.io/

Comunidad: http://community.m5stack.com/

Buena web con mucha información: https://docs.makerfactory.io/m5stack/overview/

Más información: https://www.prometec.net/m5stack/arduino/introduccion/

Hardware M5Core

M5Stack no solo es el hardware inicial que apareció, sino que hay muchos dispositivos, hats y módulos de la familia M5Stack. A estos módulos se les denomina M5Core.

Core:

• Basic: https://docs.m5stack.com/#/en/core/basic
• Gray: https://docs.m5stack.com/#/en/core/gray
• Fire: https://docs.m5stack.com/#/en/core/fire
• M5Go: https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5go
• Faces Kit: https://docs.m5stack.com/#/en/core/face_kit
• M5Stick: https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stick
• M5StickC: https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickc
• M5StickV: https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickv
• M5StickT: https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickt
• Atom Lite: https://docs.m5stack.com/#/en/core/atom_lite
• Atom Matrix: https://docs.m5stack.com/#/en/core/atom_matrix

Módulos M5Stack: https://docs.m5stack.com/#/

• Módulos de comunicación
• Módulos de expansión
• Módulos de driver motores
• Módulos de faces

Bases: https://docs.m5stack.com/#/

• Bases para los M5Stack
• Bases para los Atom

Sensores: https://docs.m5stack.com/#/

• Diverso tipos de módulos de cámara
• Sensores I2C de todo tipo con conector grove
• Extensiones de I/O
• Comunicaciones
• LEDs

C-HATs para M5Stick: https://docs.m5stack.com/#/

• Diversos HATs para los M5StickC
• BugC: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-bugc
• RoverC: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-roverc
• JoyC: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-joyc
• 18650C: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-18650

Application: https://docs.m5stack.com/#/

• Diversos complementos y aplicaciones

Lista de productos: https://docs.m5stack.com/#/

Comparativa de productos: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/image/m5-docs_table/Product_compared.pdf

Tabla de I2C addresses: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/image/m5-docs_table/I2C_Address.pdf

Getting Started

Para empezar con los dispositivos de la familia M5Stack lo primero conectar al ordenador. Todos ellos tienen interfaz USB-C y es necesario instalar el driver 

Antes de grabar el programa, los usuarios de M5Core (incluidos BASIC / GREY / M5GO / FIRE / FACES) deben descargar el driver CP210X correspondiente según el sistema operativo que estén utilizando.

El soporte de la serie M5StickC/V/T/ATOM se puede utilizar sin driver, los usuarios pueden omitir este paso de instalación del controlador.

Drivers:

• Windows: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/drivers/CP210x_VCP_Windows.zip 
• MacOS: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/drivers/CP210x_VCP_MacOS.zip 
• Linux: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/drivers/CP210x_VCP_Linux.zip 

Establecer conexión serie:

• https://docs.m5stack.com/#/en/arduino/arduino_development
• https://docs.m5stack.com/#/en/related_documents/establish_serial_connection

EasyLoader es un programador simple y rápido, que tiene un programa de demo incorporado relacionado con el producto a programar. Se puede grabar para realizar una serie de verificación de funciones del módulo.

Easyloader:

• Windows: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/EasyLoader/Windows/CORE/EasyLoader_M5Core_FactoryTest.exe
• MacOs: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/EasyLoader/MacOS/CORE/EasyLoader_FACES_FactoryTest.dmg 

La programación de la familia M5Core se puede hacer de las siguientes formas y trataremos cada una de ellas más adelante:

• UIFlow – Para usuarios novatos
• MicroPython – Para quien ya tiene conocimientos de programación general
• IDE Arduino – Para usuarios avanzados o conocimientos de Arduino
• Free RTOS – Para usarios avanzados

Documentación para programación:

• Arduino: https://docs.m5stack.com/#/en/arduino/arduino_home_page
• UIFlow: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/uiflow_home_page
• MicroPython: https://github.com/m5stack/M5Stack_MicroPython

Quick Start: https://docs.m5stack.com/#/en/quick_start/m5stickc/m5stickc_quick_start

M5 Education

Web http://m5edu.com/ 

M5 Understanding: http://m5edu.com/kb/1-m5-stack-understanding/

Manual básico de operación: http://m5edu.com/kb/2-basic-operation-manual/

Uso de Hardware: http://m5edu.com/kb/3-hardware-operation/

Operaciones: http://m5edu.com/kb/4-units-operation/

Operaciones Avanzadas: http://m5edu.com/kb/5-advanced-operation/

Video Tutorial: http://m5edu.com/doc/documentation-m5-video-tutorial/

M5Stack

Descripción del HW https://docs.m5stack.com/#/en/core/basic

Primera version del M5Core: https://www.youtube.com/watch?v=l-PnOi3tM1w

Es un dispositivo modular, apilable, escalable y portátil que funciona con un núcleo ESP-32, lo que lo hace de código abierto, de bajo costo, con todas las funciones y fácil para que los desarrolladores manejen el desarrollo de nuevos productos en todas las etapas.

M5Stack Basic consta de dos partes separables. La parte positiva tiene todo tipo de procesadores, chips y algunos otros componentes de ranura. La parte inferior tiene una batería de litio, toma M-BUS y clavijas extensibles en ambos lados.

M5Stack BASIC:

• https://docs.m5stack.com/#/en/core/basic
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/core/black/

Características:

• ESP32-based: 240MHz dual core, 600 DMIPS, 520KB SRAM, Wi-Fi, dual mode Bluetooth
• 4MB Flash of SPI Flash
• Built-in Speaker  1W, 3x Buttons,Color LCD, Power/Reset button
• IPS Screen: 2 inch, 320×240 Colorful TFT LCD, ILI9342C, max brightness 853nit
• TF card slot (16G Maximum size)
• Magnetic suction at back
• Extendable Pins & Holes
• M-Bus Socket & Pins
• Battery 110mAh @3.7V

Pinout:

Esquemático: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/schematic/Core/M5-Core-Schematic(20171206).pdf

Además de la versión Basic hay otras versiones con alguna característica adicional.

M5Stack GRAY: 

• https://docs.m5stack.com/#/en/core/gray
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/core/gray/
• Gray kit provides an extra IMU sensor, BMM150 + MPU6886
• 16MB of SPI Flash

M5Stack Fire:

• https://docs.m5stack.com/#/en/core/fire
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/core/fire/
• 9-Axis IMU sensor(6-Axis posture acceleration measurement + 3-Axis magnetic measurement)
• 16M Flash + 4M PSRAM
• enhanced Base (M5GO Base and M5GO CHG Base) and larger battery 500 mAh
• microphone
• LED bar and three more GROVE Ports

M5GO:

• https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5go
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/kit/m5go/
• This M5GO kit is specifically designed for STEM education
• Guia M5Go: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/M5GO_Guide_English.pdf
• User Manual: http://flow.m5stack.com/download/M5GO_User_Manual_en.pdf

Faces Kit:

• https://docs.m5stack.com/#/en/core/face_kit
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/kit/faces/
• Faces Base: https://docs.makerfactory.io/m5stack/base/faces/

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=l-PnOi3tM1w

Más información:

• https://www.prometec.net/m5stack/arduino/introduccion/
• https://www.xatakahome.com/trucos-y-bricolaje-smart/el-m5stack-core-development-puede-ser-lo-que-estaban-esperando-los-maker-y-lo-que-necesita-la-internet-de-las-cosas
• https://www.hackster.io/news/m5stack-is-a-stackable-modular-dev-kit-with-an-aluminum-shell-2c6215eaf471
• https://hackaday.io/project/14524-m5stack-an-open-source-enclosed-modular-toolkit
• https://www.instructables.com/id/How-to-Make-a-Commercial-Product-Quickly-and-Low-c/

Módulos M5Stack

Algunos ejemplos de uso de módulos de M5Stack:

GPS:

• https://docs.m5stack.com/#/en/module/gps
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/module/gps/

Battery:

• https://docs.m5stack.com/#/en/module/battery
• https://docs.makerfactory.io/m5stack/module/battery/

M5 Camera:

• https://docs.makerfactory.io/m5stack/module/battery/
• https://docs.m5stack.com/#/en/unit/m5camera
• https://docs.m5stack.com/#/en/unit/m5camera_x

Más módulos: https://docs.m5stack.com/#/

M5StickC

El M5Stick-C es un mini M5Stack, basado en el microcontrolador ESP32. Es una placa de desarrollo de IoT portátil, fácil de usar y de código abierto. Además es muy económica costando menos de 10$.

M5StickC es una tarjeta de desarrollo ESP32 con una pantalla a color de 0.96 pulgadas TFT (resolución 80×160), LED rojo, 2x botones, Micrófono, transmisor IR, IMU de 6-ejes (SH200Q) y una batería de 80 mAh. El módulo ESP32 ESP32-Pico en el M5StickC tiene incluído 4MB de memoria flash. EL M5StickC también está equipado con una base y una correa para reloj, para que lo puedas usar en tu muñeca como un wearable.

Dispositivo:

• https://m5stack.com/products/stick-c
• https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickc

Librería: https://github.com/m5stack/M5StickC 

Este pequeño bloque es capaz de realizar tu idea, iluminar tu creatividad, y ayudar con tu prototipo de IoT en muy poco tiempo. Eliminará muchos de los problemas del proceso de desarrollo.

M5stickC es uno de los dispositivos principales de la serie de productos M5Stack, que se construye en un ecosistema de hardware y software en continuo crecimiento. Tiene una gran cantidad de módulos y unidades compatibles, así como la comunidad de código abierto y de ingeniería que le ayudará a maximizar su beneficio en cada paso del proceso de desarrollo.

M5StickC Book: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/UIFlow-StickC-Book-English.pdf

M5StickC usa un chip USB FTDI por lo que no hace falta instalar driver en Windows, Linux y MAC. En caso de necesitarlo, el driver es: https://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm.

Características:

• 5V DC power supply
• LCD screen – 0.96 inch, 80*160 Colorful TFT LCD, ST7735S
• USB Type-C
• ESP32-based (Wifi + Bluetooth)
• 4 MByte Flash + 520K RAM
• 6-Axis IMU MPU6886
• Red LED
• IR transmitter
• Microphone – SPM1423
• RTC – BM8563
• PMU (Power Management Unit) – AXP192
• 2 Buttons, LCD(0.96 inch), 1 Reset Button
• 2.4G Antenna: Proant 440
• 95 mAh @ 3.7V Lipo Battery
• Extendable Socket
• Grove Port
• Wearable & Wall mounted
• Development Platform UIFlow, MicroPython, Arduino

Esquemático: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/schematic/Core/M5StickC/20191118__StickC_A04_3110_Schematic_Rebuild_PinMap.pdf

Datasheets:

• ESP32-PICO – Microcontrolador: https://www.hackster.io/news/introducing-the-new-esp32-pico-d4-sip-99476238bc07
• ST7735S – TFT Controller
• BM8563 – RTC
• MPU6886 – MPU 6DOF
• SH200Q
• AXP192 – Gestor de Batería y cargador para baterías Li-Ion y Li-Po. Gestiona el modo sleep.
• SPM1423 – Micrófono

Un buen resumen sobre M5StickC: http://tinkerfarm.net/projects/the-m5stickc/

Cuidado con usar 5V en M5StickC: http://tinkerfarm.net/projects/the-m5stickc/the-5-volt-danger-with-the-m5stickc/

Accesorios M5StickC: http://tinkerfarm.net/projects/the-m5stickc/m5stickc-hardware-accessories/

Direcciones I2C en M5StickC: https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/image/m5-docs_table/I2C_Address.pdf

• 0x34 AXP192
• 0x6C SH200Q
• 0x51 BM8563
• 0x68 MPU6886

M5StickC Pinout

Pinout:

Módulo AXP192 (Gestor de Energía)

Este dispositivo gestiona la batería interna del M5stick y se puede ver la carga y temperatura.

Datasheet: https://github.com/m5stack/M5-Schematic/blob/master/Core/AXP192%20Datasheet%20v1.13_cn.pdf

Datasheet: http://www.x-powers.com/en.php/Info/down1/id/29 

Librería: https://github.com/m5stack/M5StickC/blob/master/src/AXP192.h

Interesante: https://github.com/m5stack/M5StickC/blob/master/examples/Advanced/AXP192/PowerWake/PowerWake.ino, lee los valores y muestra por pantalla: voltaje batería, aps (el voltaje de carga) y el nivel de carga. También en caso de WarningLevel, avisa de baja batería por el display y al tercer aviso lo pone en modo sleep desde el módulo AXP192

Más interesante: https://github.com/m5stack/M5StickC/blob/master/examples/Basics/AXP192/AXP192.ino da toda la información de alimentación.

Esquema de bloques del módulo:

También gestiona la carga de otros dispositivos y se puede regular la corriente de carga.
Ver ejemplo hecho con UIFlow: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/M5/M5StickC_Power_Control.m5f

Hats M5StickC

SPK Hat (Speaker): https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-spk

ENV Hat (sensores ambientales): https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-env

BugC HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-bugc

RoverC HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-roverc

JoyC HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-joyc

18650C HAT: https://docs.m5stack.com/#/en/hat/hat-18650

Anexo I – Material Prácticas Cursos y Requisitos Técnicos

Para realizar cualquiera de los cursos de los itinerarios es necesario:

• Un Ordenador PC o portátil por alumno con al menos un puerto USB accesible
• El PC de cada alumno deberá tener un sistema operativo instalado, ya sea un sistema Windows o un sistema Linux. 
• Acceso a Internet
• Red Wifi
• Espacio equipado con mobiliario adecuado al número de alumnos

Todo el software y documentación utilizado en el curso es libre con licencia creative commons o similar y publicado en https://www.aprendiendoarduino.com/

Listado de material orientativo para realizar las prácticas de cada itinerario por alumno:

• Material Formación Itinerario Arduino
• Material Formación Itinerario Raspberry Pi
• Material Formación Itinerario ESP8266/ESP32
• Material Formación Itinerario IoT/Industria Conectada
• Material Formación Itinerario Digitalización Profesorado
• Material Formación Otros Cursos

Material Formación Itinerario Arduino

El material necesario para realizar las prácticas del curso consiste en un Arduino Starter Kit (https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoStarterKit) o similar compuesto por al menos:

• 1x Arduino UNO Rev3 o equivalente
• 1x Cable USB
• 1x Breadboard/Protoboard
• 1x Adaptador para la batería de 9 Voltios
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Fotorresistencias LDR
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 3x Pulsadores
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 1x Sensor de inclinación
• 1x LCD alfanumérico I2C (16×2 caracteres)
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Motor CC 6 o 9 Voltios
• 1x Servo motor
• 1x Piezo Buzzer
• Varias Resistencias de diversas capacidades
• 1x Módulo IMU MPU6050 o equivalente
• 1x Módulo bluetooth HC-05 o equivalente
• 1x Breakout board relé
• 1x Shield Ethernet
• 1x placa compatible ESP8266 (p.e. Wemos D1 Mini o NodeMCU)
• Otros sensores para Arduino (p.e. infrarrojos, sensor de agua, etc…)

NOTA: se aconseja que los módulo sean de tipo breakout board fáciles de conectar

Material Formación Itinerario Raspberry Pi

• 1x Raspberry Pi con Carcasa 
• 1x tarjeta micro SD 16Gb
• 1x cable alimentación 
• 1x cable HDMI
• 1x Adaptador GPIO a protoboard
• 1x Breadboard/Protoboard
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Pulsadores
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 1x Piezo Buzzer
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Conversor analógico digital MCP3008 o equivalente
• 1x Módulo IMU MPU6050 o equivalente
• Otros dispositivos I2C (p.e. RTC, sonda temperatura, etc…)
• Varias Resistencias de diversas capacidades

Material Formación Itinerario ESP8266/ESP32

• 1x Wemos D1 min o NodeMCU o equivalente
• 1x Wemos Wifi ESP32 OLED o equivalente
• 1 x ESP32-CAM o equivalente
• 1x shields para wemos D1 mini relé
• 1x shields para wemos D1 mini neopixel
• 1x shields para wemos D1 mini oled
• 1x Cable USB
• 1x Raspberry Pi con Carcasa 
• 1x tarjeta micro SD 16Gb
• 1x cable alimentación 
• 1x cable HDMI
• 1x Adaptador GPIO a protoboard
• 1x Breadboard/Protoboard
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Fotorresistencias LDR
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 3x Pulsadores
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Piezo Buzzer
• Varias Resistencias de diversas capacidades
• 1x Módulo IMU MPU6050 o equivalente

Material Formación Itinerario IoT/Industria Conectada

• 1x Arduino UNO Rev3 o equivalente
• 1x Wemos D1 min o NodeMCU o equivalente
• 1x shields para wemos D1 mini relé
• 1x shields para wemos D1 mini oled
• 1x Moteino con comunicación LoRa
• 1x placa ESP32 con RFM95 868MHz por alumno (Adafruit Huzzah32, TTGO,…)
• 1x gateway LoRaWAN 868MHz de interior por grupo
• 1x Arduino MKR 1400 para conectividad GSM + SIM (p.e. hologram)
• 1x Cable USB
• 1x Breadboard/Protoboard
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Fotorresistencias LDR
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 3x Pulsadores
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Piezo Buzzer
• Varias Resistencias de diversas capacidades
• 1x Módulo IMU MPU6050 o equivalente
• Otros sensores para Arduino (p.e. infrarrojos, sensor de agua, etc…)
• Otros dispositivos I2C (p.e. RTC, sonda temperatura, etc…)

Opcionalmente:

• 1x Módulo Ultra low power 2.4GHz RF nRF24L01+
• 1x Kit XBee
• 1x Arduino MKRWAN1300
• 1x Servidor (VPS) por alumno

Material Formación Itinerario Digitalización Profesorado

• 1x Arduino UNO Rev3 o equivalente
• 1x Kit montaje escornabot y herramientas para montarlo
• 1x Micro:bit
• 1x Shield Micro:bit para expansión
• 1x Raspberry Pi con Carcasa 
• 1x tarjeta micro SD 16Gb
• 1x cable alimentación 
• 1x cable HDMI
• 1x Adaptador GPIO a protoboard
• 1x Cable USB
• 1x Breadboard/Protoboard
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Fotorresistencias LDR
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 3x Pulsadores
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 1x Sensor de inclinación
• 1x LCD alfanumérico I2C (16×2 caracteres)
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Servo motor
• 1x Piezo Buzzer
• Varias Resistencias de diversas capacidades
• 1x Módulo IMU MPU6050 o equivalente
• 1x Módulo bluetooth HC-05 o equivalente
• 1x Breakout board relé
• 1x placa compatible ESP8266 (p.e. Wemos D1 Mini o NodeMCU)
• Otros sensores para Arduino (p.e. infrarrojos, sensor de agua, etc…)
• Otros dispositivos I2C (p.e. RTC, sonda temperatura, etc…)
• Otros Actuadores y periféricos (p.e. teclado, pantalla TFT, etc…)

Material Formación Otros Cursos

Material común:

• 1x Arduino UNO Rev3 o equivalente
• 1x Cable USB
• 1x Breadboard/Protoboard
• 30x Puentes de conexión para la protoboard (jumpers)
• 3x Fotorresistencias LDR
• 3x Potenciometros de 10K o equivalentes
• 3x Pulsadores
• 1x Sensor de temperatura (TMP36, DHT11 o similar)
• 1x Sensor de inclinación
• 1x LCD alfanumérico I2C (16×2 caracteres)
• 10x LED de diferentes colores
• 1x Piezo Buzzer
• Varias Resistencias de diversas capacidades
• Otros sensores para Arduino (p.e. infrarrojos, sensor de agua, etc…)
• Otros dispositivos I2C (p.e. RTC, sonda temperatura, etc…)
• Otros Actuadores y periféricos (p.e. teclado, pantalla TFT, etc…)

PLCs Basados en Arduino:

• 1x M-Duino básico
• 1x Controllino o similar
• 1x Revolution Pi

Cursos Node-RED:

• 1x Raspberry Pi con Carcasa 
• 1x tarjeta micro SD 16Gb
• 1x cable alimentación 
• 1x cable HDMI
• 1x Adaptador GPIO a protoboard
• 1x Wemos D1 min o NodeMCU o equivalente
• 1x shields para wemos D1 mini relé
• 1x shields para wemos D1 mini neopixel
• 1x shields para wemos D1 mini oled

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:

• Primeros Pasos Arduino: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-day/
• Iniciación Arduino: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/ur-maker-2016/
• Arduino en 4 días: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-ur-maker-2018/
• Taller Práctico Arduino con Kit: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-ur-maker-2019/
• Arduino para Docentes: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-day-2018-logrono/iniciacion-arduino-para-docentes/
• Programación Visual Arduino: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-day-2018-logrono/taller-programacion-visual-arduino/
• Arduino en la Industria: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/charla-seminario-ur/
• IoT con Arduino: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-day-2017/iot-conectando-dispositivos-con-arduino/
• Redes LPWAN y Sigfox: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/redes-lpwan-y-sigfox-con-arduino/
• Taller Sigfox: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/taller-sigfox-arduino/
• Iniciación a ESP8266: https://www.aprendiendoarduino.com/talleres-arduino/arduino-day-logrono-2019/taller-wifi-arduino/
• IoT en una tarde: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2019/10/15/iot-en-90-minutos/
• Construcción y Programación de un Robot de Minisumo: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2019/05/06/construccion-y-programacion-de-robot-minisumo/

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.