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Programación Dispositivos M5Stack con UIFLOW

UIFlow es una plataforma Web de programación usando Blockly y Python

Web: http://flow.m5stack.com/

UIFlow: https://m5stack.com/pages/uiflow

Foro UIFlow: http://forum.m5stack.com/category/5/uiflow

UIFlow Doc: https://m5stack.github.io/UIFlow_doc/en/

Tutorial: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/uiflow_home_page

Manual de UIFlow: http://flow.m5stack.com/download/M5GO_User_Manual_en.pdf

Vídeos:

Quick Start UIFlow:

UIFlow-Desktop-IDE: https://m5stack.com/pages/download (UIFlow en local sin acceso a Internet)

Cargar Firmware UIFlow

Lo primero es cargar el firmware de UIFlow en M5Stack para poder programarlo con UIFlow, para ello debemos usar el programa M5Burner: https://docs.m5stack.com/#/en/quick_start/m5stickc/m5stickc_quick_start_with_uiflow que se puede descargar desde https://m5stack.com/pages/download

En caso que no nos reconozca el puerto serie M5Burner, habrá que instalar el driver como hemos hablado anteriormente desde: https://m5stack.com/pages/download 

El Driver Oficial para la interfaz serie CP210X se puede descargar en: https://www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

A la hora de cargar el firmware, seleccionar la versión de UIFlow que se va a usar en http://flow.m5stack.com/ y en caso que no aparezca resaltada, descargarla.

Luego seleccionar el puerto serie y el modelo de M5Stack que vamos a usar y por último configurar la wifi a la que se va a conectar para programar on-line.

Y pulsar el botón burn, si da fallo probar a reducir el baudrate por defecto o borrar la flash con el botón erase.

En caso que no se haya configurado la wifi o no esté disponible la wifi, el M5Stack se configura como un AP Hotspot donde abre una red wifi a la que me puedo conectar y entrar a la web para configurar la wifi.

Modo Programación en Red

El modo de programación de red es un modo de acoplamiento entre el dispositivo M5Stack y la plataforma de programación web UIFlow. La pantalla mostrará el estado actual de la conexión de red del dispositivo. Cuando el indicador está en verde, significa que puede recibir un programa push en cualquier momento. Después de la primera configuración exitosa de la red WiFi, el dispositivo se reiniciará automáticamente e ingresará al modo de programación de red. 

Una vez que el M5Stack tiene cargado el firmware y se inicia, se conectará a la wifi configurada y nos mostrará en pantalla el API KEY:

Una vez conectado y con el icono en verde, ya puedo entrar en http://flow.m5stack.com/ y emparejar el dispositivo M5 para programarlo. Para ello debo indicar el APIKEY y el dispositivo.

Una vez hecho esto ya se puede comenzar a programar con UIFlow. Lo siguiente le mostrará un programa simple para manejar M5StickC.

Para encender el indicador LED:

  • Arrastre el LED para iluminar el bloque de programa.
  • Empalme con el programa de inicialización de configuración.
  • Haga clic en el botón Ejecutar en la esquina superior derecha

Modo Programación USB

UIFlow Desktop IDE es una versión offline del programador UIFlow que no requiere conexión de red y puede ser una alternativa en caso de no tener acceso a Internet o una conexión lenta . Haga clic en la versión correspondiente de UIFlow-Desktop-IDE para descargar de acuerdo con su sistema operativo en https://m5stack.com/pages/download

Una vez instalado, detectará automáticamente si su ordenador tiene un controlador USB (CP210X), haga clic en Instalar y siga las instrucciones para finalizar la instalación. M5StickC no requiere un controlador CP210X, por lo que los usuarios pueden elegir instalar u omitir.

Cuando se inicie la aplicación, ya podemos conectar nuestro dispositivo M5

Para poder programar como USB, debemos entrar en modo USB, para ello: Haga clic en el botón de encendido en el lado izquierdo del dispositivo para reiniciar. Seleccione rápidamente Configuración después de ingresar al menú, ingrese a la página de configuración y seleccione el modo USB.

Y por último seleccionar el puerto serie y el dispositivo en el programa para empezar a usarlo.

Más información:

Entorno de Programación

Independientemente si usamos la versión online o la versión offline, la programación es igual.

El entorno de programación se compone de 5 partes principales:

  • Coding Area:  Arrastre los bloques de código de la lista de bloques al área de codificación y conéctelos para crear un programa
  • Barra de menús: La barra de menú contiene la mayoría de las funciones importantes de la interfaz, como (Ejemplo,Deshacer y rehacer, cargar, ejecutar código, descargar código, guardar código, etc.
  • Blockly/Python: Todo el código que creamos en bloques se puede convertir a Python presionando este interruptor
  • Diseñador de UI: Arrastre los elementos de la interfaz de usuario (título, etiqueta, etc.) hacia la pantalla de para diseñar un avatar o interfaz de interfaz de usuario.
  • Unidades: Las unidades son sensores y actuadores que se pueden conectar y aquí es donde los configuramos.

Funciones de los botones:

Programación con Blockly:

Programación Básica

Para la programación vamos a usar estas tres documentaciones oficiales:

Setup: Cuando abra UIFlow, encontrará que ya hay un bloque de Configuración al principio. Cada programa debe tener un bloque de configuración. El programa se ejecuta desde el bloque de Configuración y solo se ejecutará una vez. Puedes considerarlo como un bloque de inicialización del programa

Loop: Loop es un bloque de bucle infinito. Cuando se ejecuta, ejecutará el programa contenido en el bloque indefinidamente hasta que ocurra algún evento que lo detenga, por ejemplo un reset o apagado. No tiene que existir en el programa, pero para que el programa ejecute funciones cíclicas debe usarse.

Los ficheros generados tienen la extensión .m5f, aquí puedes descargar un ejemplo de test: https://raw.githubusercontent.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/master/M5/Test.m5f

Primero hagamos un “Hola Mundo” con M5Stack. Que muestre por pantalla Hola mundo y haga blink el led.

Puedes descargar el código en: https://raw.githubusercontent.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/master/M5/Hola%20Mundo.m5f

Otros ejemplos:

¿Cuál es la diferencia entre ejecutar y descargar un programa? El botón de reproducción coloca nuestro código en la memoria volátil de su M5stack. Lo que significa que se perderá una vez que apague el M5stack. Sin embargo, la función de descarga almacenará su programa en la memoria flash de su dispositivo que no se borrará al reiniciar. Cada vez que enciende el M5stack después de descargar un programa, ese programa se ejecutará automáticamente, y también puede seleccionarlo de la lista de aplicaciones a la que se accede presionando el botón central al iniciar.

Ejecutar un programa: Una vez que haya terminado de programar, presione el botón de reproducción en la esquina superior derecha para ejecutar su código.

Descargar un programa: almacenará su programa en la memoria flash de su dispositivo que no se borrará al reiniciar.

La aplicación grabada se podrá seleccionar desde el menú de aplicaciones del dispositivo M5 y se ejecutará en el inicio cada vez que se resetee. Para volver al entorno de programación y cambiar el programa, si tengo una aplicacion en modo permanente, reiniciar y pulsar el botón mientras arranca para entrar en modo programación cloud o USB.

Unidades y HATs

La unidad o HAT es un módulo hardware de expansión de funciones proporcionado por el sistema M5. Estas deben conectarse al módulo M5 antes de programarlas.

Los módulos y faces de M5Stack ya aparecen automáticamente al seleccionar el HW Core.

Las unidades deben se añadidas en UIFlow para que aparezcan sus bloques de programación. Haga clic en la opción Units debajo del Simulador de UI, marque el módulo de Unidad que desea agregar y haga clic en Aceptar. Algunas unidades tienen configuraciones iniciales de parámetros.

Programación de Units: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/Units

Programación de los módulos: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/Modules

Programación de las faces: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/FACES

Programación Hardware

Ver: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/hardware

Boton: https://m5stack.github.io/UIFlow_doc/en/en/Start_programming/Button.html

Speaker:

IMU:

Power:

Ejemplo power en M5StickC: https://github.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/blob/master/M5/M5StickC_Power_Control.m5f

Display UI

Elementos del display: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/ui_simulator?id=ui-elements

Display UI: https://m5stack.github.io/UIFlow_doc/en/en/Display/UI.html

Emoji: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/ui_simulator?id=emoji

Pantalla: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/ui_simulator?id=screen

Imágenes:

Gráficos:

Ejemplo que muestra un logo: https://raw.githubusercontent.com/jecrespo/M5StickC-UIFlow/master/M5/Logo%20M5Stack.m5f

Lógica

If:

Loop Condicional:

Iteración de datos:

Variables

Variables:

Operaciones básicas: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/data_structure?id=basic-operation

Función map (diccionario en Python): https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/data_structure?id=introducing-a-map

Listas o arrays: https://m5stack.github.io/UIFlow_doc/en/en/Operation/List.html

JSON: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/data_structure?id=introducing-json

Strings/Text: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/data_structure?id=introducing-text

Funciones

Las funciones son una herramienta que nos ayuda a envolver nuestro código en un paquete ordenado al que podemos asignarle un nombre, y luego llamarlo en cualquier parte de nuestro programa y ejecutará el código que contiene. Las funciones pueden ayudar a mantener nuestro código ordenado y conciso y evitar repetir las mismas cosas una y otra vez.

Funciones:

Control Remoto

Control remoto de los dispositivos M5 mediante una web:

Página de control: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=control-page

Dashboard: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=dashboard

Lo carga en http://flow-remote.m5stack.com/

Bloques Personalizados

Es posible crear bloques personalizados.

Para crear un nuevo bloque, debemos proporcionar:

  • nombre del grupo: el nombre del grupo en el que se coloca el bloque personalizado
  • color del bloque: color de apariencia del bloque
  • Etiqueta de bloque: solo se permiten letras, números, guiones bajos
  • Tipo de bloque: defina el tipo de bloque como Valor (valor) o Ejecutar (ejecutar)
  • Número de bloques: posibilidad de agregar múltiples bloques al mismo tiempo y guardarlos en un archivo .m5b al mismo tiempo

Block Maker: http://block-maker.m5stack.com/

Haga clic en la opción Agregar en Parámetro, agregue una propiedad del programa, ingrese el nombre que se muestra en el bloque y seleccione el tipo de propiedad. Ingrese el código contenido en el bloque personalizado en el cuadro de opción Código de bloque.

Program API: https://github.com/m5stack/UIFlow-Code/wiki

Una vez programado descargar el .m5b

Para usar los bloques creados hacer open .m5b en UIFlow

Más información:

Comunicaciones

ESP-NOW: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=esp-now

MQTT: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=mqtt-communication

Wifi: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=wifi 

P2P: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=p2p

HTTP Request: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=http 

Control Avanzado de Pines

Easy IO: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=easy-io

PIN: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=pin

PWM: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=pwm

ADC: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=adc

DAC: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=dac

UART: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=uart

I2C: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=i2c

SD Card: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=sdcard

Execute: https://docs.m5stack.com/#/en/uiflow/advanced?id=execute

Itinerario Formación IoT/Industria 4.0

En un acercamiento a esta disciplina, se busca conocer las tecnologías necesarias para el desarrollo de soluciones IoT/Industria Conectada y valiéndonos para ello de herramientas, tecnologías, protocolos y software libre/open source que hay a nuestra disposición, de forma que cualquier empresa por pequeña que sea pueda hacer un proyecto sencillo de IoT/Industria 4.0 con una inversión mínima, sea cual sea el sector al que pertenezca.

No solo las grandes empresas pueden dar el salto a IoT, la tecnologías libres permiten que sea factible la digitalización de las pymes con una inversión económica mínima y que surja la innovación desde las propias empresas con una formación adecuada a sus trabajadores.

Fundamentos IoT (Nivel 1)20 h
Dispositivos HW IoT (Nivel 2)20 h
Infraestructuras IoT (Nivel 3)20 h
Conectividad IoT (Nivel 3)20 h
Plataformas IoT (Nivel 4)20 h
Desarrollo Soluciones IoT con Herramientas Libres (Nivel 5)20 h

Ver Anexo I con el material necesario para impartir los cursos de este itinerario.

Fundamentos IoT (Nivel 1)

Objetivo

Describir los fundamentos de Internet de las Cosas e identificar los distintos mercados a los que el alumno puede orientar su actividad profesional.

Dado que las comunicaciones, la conexión a Internet y los dispositivos conectados es un aspecto importante actualmente y los conceptos de computación y comunicaciones van unidos de la mano cuando hablamos de las TIC (Tecnologías de la Información y de la Comunicación), vamos a tratar también en este curso las comunicaciones y la programación de los dispositivos conectados.

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Conocer qué es IoT
  • Reconocer las tecnologías y arquitecturas de IoT
  • Capas en IoT
  • Saber los retos de IoT
  • Importancia de la seguridad den IoT
  • Empresas en IoT
  • Conocer los mercados verticales de IoT
  • Saber los servicios que ofrece IoT

Requisitos Alumnos

No son necesarios requisitos previos de los alumnos para asistir a este curso

Contenido del Curso

  • Qué es el IoT. Visión Holística
  • Ecosistema IoT
  • Retos de IoT
  • Industria 4.0. IIoT
  • Empresas en IoT
  • Mercados Verticales IoT
  • Campos Profesionales IoT
  • Aplicaciones IoT

Dispositivos HW IoT (Nivel 2)

Objetivo

Visión general del HW en el ecosistema IoT y puesta en práctica. Identificar la solución Hardware y Firmware más correcta para un proyecto IoT.

Analizar el hardware y el firmware utilizado dentro el ecosistema IoT y programar algunas las plataformas de prototipado más populares del mercado

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Conocer las plataformas HW IoT 
  • Conocer el firmware usado en las plataformas HW
  • Identificar la solución Hardware y Firmware más correcta para un proyecto IoT
  • Utilizar plataformas de prototipado IoT

Requisitos Alumnos

Haber cursado el módulo de Fundamentos IoT o tener experiencia en HW y Firmware IoT.

Contenido del Curso

  • Dispositivos IoT
  • HW IoT Industrial
  • Firmware: SW de los dispositivos
  • Plataforma de Prototipado
  • Prácticas Firmware
  • HW IoT Comercial

Infraestructuras de Comunicaciones IoT (Nivel 3)

Objetivo

Visión detallada de las infraestructuras y conectividad en IoT con ejemplos prácticos en algunas tecnologías. El alumno será capaz de analizar las necesidades de una solución IoT, ofrecer la mejor solución e implementarla. 

Utilizar las Infraestructuras de comunicación que se usan hoy en día para IoT

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Conocer las diferentes infraestructuras de comunicaciones IoT disponibles en el mercado
  • Comparar las tecnologías inalámbricas y saber elegir la más adecuada dependiendo del proyecto.
  • Ofrecer e implantar soluciones IoT a nivel de conectividad e infraestructuras IoT a partir del análisis de necesidades del proyecto
  • Utilizar algunas de las comunicaciones con placas de prototipado como Arduino y ESP8266

Requisitos Alumnos

Haber cursado el módulo de Fundamentos IoT o tener experiencia en infraestructuras y conectividad IoT.

Contenido del Curso

  • Conectividad IoT
  • Redes Inalámbricas IoT
  • Infraestructura de Comunicación IoT
  • Prácticas de Comunicaciones IoT

Conectividad IoT (Nivel 3)

Objetivo

Visión detallada de las infraestructuras y conectividad en IoT con ejemplos prácticos en algunas tecnologías. El alumno será capaz de analizar las necesidades de una solución IoT, ofrecer la mejor solución e implementarla. 

Analizar los protocolos más populares para dotar de conectividad a los dispositivos IoT y configurar el software

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Conocer los protocolos más populares usados en IoT
  • Profundizar en el protocolo HTTP y el uso de API REST
  • Profundizar en el protocolo MQTT y su uso en aplicaciones IoT
  • Instalar, configurar y usar un broker MQTT
  • Ofrecer e implantar soluciones IoT a nivel de conectividad e infraestructuras IoT a partir del análisis de necesidades del proyecto

Requisitos Alumnos

Haber cursado el módulo de Fundamentos IoT o tener experiencia en infraestructuras y conectividad IoT.

Contenido del Curso

  • Protocolos IoT
  • Protocolo HTTP
  • Uso de API REST
  • Protocolo MQTT
  • Práctica MQTT

Plataformas IoT (Nivel 4)

Objetivo

Visión general de las plataformas IoT y trabajo detallado en algunas de ellas. Proponer, instalar y configurar la plataforma más adecuada para el desarrollo de soluciones IoT.

Analizar las  las plataformas existentes en IoT e instalar y configurar alguna de las más utilizadas.

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Conocer las plataformas IoT Generalistas y especializadas más usadas
  • Conocer plataformas open source, instalar y configurar en un servidor
  • Encontrar la plataforma adecuada para una solución IoT, instalación y configuración
  • Programar servicios usando Node-Red
  • Uso de Bases de Datos para almacenamiento de datos
  • Configuración y uso de Dashboards
  • Analizar datos de forma visual

Requisitos Alumnos

Haber cursado el módulo de Fundamentos IoT o tener experiencia en plataformas IoT.

Contenido del Curso

  • Plataformas Cloud Generalistas
  • Plataformas Cloud Especializadas
  • Práctica de Plataformas Cloud
  • Plataformas Privadas/Libres
  • Práctica Plataformas Privadas/Libres
  • Servicios IoT
  • Node-Red
  • Bases de Datos
  • Dashboards
  • Ejemplos prácticos IoT

Desarrollo Soluciones IoT con Herramientas Libres (Nivel 5)

Objetivo

Este curso pretende unificar todos los conocimiento adquiridos en los anteriores cursos del itinerario IoT para hacer un proyecto “full stack” de IoT.

Unificar los conocimientos adquiridos en los otros cursos, identificar necesidades reales con respuestas desde el IoT y desarrollar una solución específica para una necesidad.

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  • Proponer e implementar soluciones IoT como respuesta a necesidades específicas
  • Desarrollar un proyecto IoT  estructurado según las fases relacionadas en cada módulo  que de respuesta a una necesidad real del entorno del alumno

Requisitos Alumnos

Los alumnos deberán haber cursado todos los cursos del itinerario IoT o tener experiencia en el desarrollo de soluciones IoT

Contenido del Curso

  • Repaso de conceptos
  • Ejemplo de soluciones IoT Completas
  • Identificación de necesidades
  • Presentación preliminar
  • Desarrollo del Proyecto
  • Presentación del Proyecto