educantabria/nodo00/m5atom/boton – al pulsar publica “press” o “longpress”
educantabria/nodo00/m5stack/boton/A – al pulsar botón A publica “press”
educantabria/nodo00/m5stack/boton/B – al pulsar botón B publica “press”
educantabria/nodo00/m5stack/boton/C – al pulsar botón C publica “press”
educantabria/nodo00/m5stack/led – suscrito (1 dibuja en pantalla círculo rojo, otro valor dibuja en pantalla círculo verde)
educantabria/nodo00/m5stack/text – suscrito, muestra por pantalla el texto
educantabria/nodo00/m5stick/temperatura – publica dato temperatura cada 1 segundo
educantabria/nodo00/m5stick/humedad – publica dato humedad cada 1 segundo
educantabria/nodo00/m5stick/presion – publica dato presión cada 1 segundo
educantabria/nodo00/m5stickplus/distancia – publica dato distancia cuando se activa
educantabria/nodo00/m5stickplus/button – al pulsar botón publica “press”
educantabria/nodo00/m5stickplus/led – suscrito (1 led ON, otro valor led OFF)
educantabria/nodo00/m5stickplus/label – suscrito (“red” – circulo rojo, “yellow” – circulo amarillo, “green” – circulo verde, “black” – círculo verde)
educantabria/nodo00/raspberry3/CPU – publica Node-RED el datos de CPU
educantabria/nodo00/raspberry3/Temperatura – publica Node-RED el datos de temperatura procesador
educantabria/nodo00/raspberry3/Memoria – publica Node-RED el datos de memoria libre
educantabria/nodo00/raspberry3/Dashboard/# – publica Node-RED cualquier dato del Dasboard
educantabria/nodo00/raspberry3/Datos/# – suscrito Node-RED para recibir cualquier dato externo
educantabria/nodo00/raspberry3TT/CPU – publica Node-RED el datos de CPU
educantabria/nodo00/raspberry3TT/Temperatura – publica Node-RED el datos de temperatura procesador
educantabria/nodo00/raspberry3TT/Memoria – publica Node-RED el datos de memoria libre
educantabria/nodo00/raspberry3TT/Dashboard/# – publica Node-RED cualquier dato del Dasboard
educantabria/nodo00/raspberry3TT/Datos/# – suscrito Node-RED para recibir cualquier dato externo
educantabria/nodo00/raspberryzero/tomafotomqtt – suscrito Node-RED un valor cualquiera enviado, toma una foto y publica en el topic educantabria/nodo00/raspberryzero/foto en baja resolución.
educantabria/nodo00/raspberryzero/foto – publica Node-RED una foto al mandar cualquier dato en el topic educantabria/nodo00/raspberryzero/tomafotomqtt
Si vamos a instalar de cero una Raspberry Pi que ya estaba funcionando, por ejemplo, con una versión antigua de Raspberry Pi OS o de Raspbian, es aconsejable hacer una copia de seguridad de nuestra tarjeta microSD.
Uno de los errores más frecuentes de los usuarios de tarjetas de memoria SD está en creer que este tipo de memorias funcionan igual que una memoria USB o un disco duro y se pueden formatear con las utilidades del sistema operativo. A diferencia de otros dispositivos de almacenamiento, las tarjetas SD incluyen una zona especial denominada “Protected Area”, empleada para temas de seguridad, que requiere un tratamiento especial. Adicionalmente – y dependiendo de la configuración y el tipo de tarjeta – es necesario un formateo ajustado al tipo de tarjeta.
Descargar e instalar la utilidad “SD Card Formatter” provista por la SD Association, los mismos que definen los estándares de este medio de almacenamiento. Después de instalada, se debe proceder a formatear la tarjeta SD antes de utilizarla. De esta forma se garantiza que se usará todo el espacio disponible de la tarjeta y se optimizará su desempeño y almacenamiento de acuerdo con las especificaciones del fabricante.
Raspberry Pi Imager es la forma rápida y fácil de instalar Raspberry Pi OS y otros sistemas operativos en una tarjeta microSD, lista para usar con su Raspberry Pi. Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=J024soVgEeM
Descargue e instale Raspberry Pi Imager con un lector de tarjetas SD. Coloque la tarjeta SD que usará con su Raspberry Pi en el lector y ejecute Raspberry Pi Imager.
La versión por defecto de Raspbian es ahora una instalación mínima – le da el escritorio, el navegador Chromium, el reproductor multimedia VLC, Python, y algunos programas accesorios. Junto a esto se encuentra la imagen “Raspbian Full”, que también incluye todos los programas recomendados: LibreOffice, Scratch, SonicPi, Thonny, Mathematica y varios otros.
El programa de software recomendado se puede utilizar para instalar o desinstalar cualquiera de los programas adicionales que se encuentran en la imagen completa; si descarga la imagen mínima y comprueba todas las opciones en el software recomendado, terminará con la imagen completa, y viceversa.
Etcher es una herramienta gráfica de escritura de tarjetas SD que funciona en Mac OS, Linux y Windows, y es la opción más fácil para la mayoría de los usuarios. Etcher también soporta la escritura de imágenes directamente desde el archivo zip, sin necesidad de descomprimirlas.
balenaEtcher es otra opción fácil para la mayoría de los usuarios de escribir imágenes en tarjetas SD, por lo que es un buen punto de partida. Si busca una alternativa en Windows, puede usar Win32DiskImager.
Una vez entramos en Raspberry Pi por VNC, seguimos los pasos de wizard que nos indica para cambiar contraseña, cambiar el nombre (hostname), configurar y actualizar Raspberry Pi, etc…
Luego es posible hacer más configuraciones desde “Configuración de Raspberry Pi” o desde comando de consola “sudo raspi-config”:
expand filesystem (solo versiones antiguas)
Cambiar la contraseña
Poner nombre (hostnamer): p.e. EnriquePi
Configurar resolución de pantalla
Habilitar VNC
Habilitar VNC conectividad en la nube (usuario y contraseña de VNC)
Habilitar SSH
Actualizar con sudo apt-get update y sudo apt-get upgrade
La forma general de conectar a Internet la Raspberry Pi es mediante
Conexión a Ethernet por DHCP
Conectar a Wifi por DHCP
Por este motivo no es necesario configurar nada si conectamos a un router con DHCP configurado para ethernet y en WiFi solo deberemos configurar la red wifi.
La Raspberry Pi 3 es la primera de la familia en incluir WIFI estándar de serie, lo que es un gran avance de salida y garantiza que se normalice las conexiones, a diferencia de las versiones previas en las que había que comprar un módulo WiFi y configurar la WIFI en función del modelo de adaptador que usasemos.
En el caso actual, la configuración de la WIFI se reduce a listar las redes disponibles y elegir la nuestra, para después proporcionar la contraseña de acceso.
Aquí tienes iconos para la configuración de varios elementos, como el volumen de audio la WIFI y hasta el Bluetooth, que recuerda viene de serie en la nueva Raspi3. Para configurar la WIFI pincha y selecciona el icono y selecciona la WiFi a conectarse.
Una vez configurado comprobar que se puede navegar.
Aunque hayas conectado correctamente a Internet hay mil razones por las que necesitas conocer más información de tus conexiones IP, especialmente saber la IP para que al actuar como servidor saber a qué IP conectarnos.
Con el comando “ifconfig” podemos saber qué interfaces están conectados y que DNS usan o que Gateway o router estas usando como salida.
Para obtener los datos de ethernet teclea ifconfig eth0 y para wifi teclea ifconfig wlan0
Con el comando route -ne se pueden ver las rutas configuradas
La mejor forma de acceder a Raspberry Pi remotamente en modo comando en línea estando en la misma red es usando SSH.
SSH sigue un modelo cliente-servidor. El cliente inicia una petición al servidor, que autentifica la comunicación e inicia el entorno Shell. Múltiples clientes pueden conectarse a un mismo servidor. Por defecto SSH emplea el puerto TCP 22 aunque puede cambiarse fácilmente.
SSH dispone de más usos muy interesantes. por ejemplo, podemos copiar archivos de forma segura entre dos dispositivos, o tunelizar cualquier conexión de otra aplicación a través de un canal seguro SSH.
Para activar el servidor SSH en Raspberry Pi comprobar que estás activado en menu – Preferencias- Configuración de Raspberry Pi – Interfaces
Esta conexión sólo funciona en red local. Para poder acceder desde fuera, a través de Internet, hay que configurar un mapeo de puertos en el router. El proceso completo depende del router.
Para conectarnos desde Windows a SSH, deberemos emplear un cliente SSH para conectarnos con Raspberry Pi. El cliente más utilizado en Windows es Putty, que es Open Source y está disponible en https://www.putty.org/
Descargamos y ejecutamos Putty y nos aparece una ventana donde podemos introducir la dirección IP (o el nombre) de la Raspberry Pi. Al conectarnos se nos preguntará el nombre del usuario y la contraseña.
La mejor forma de acceder a Raspberry Pi remotamente en modo escritorio estando en la misma red es usando VNC.
VNC es un programa de software libre basado en una estructura cliente-servidor que permite observar las acciones del ordenador servidor remotamente a través de un ordenador cliente. VNC no impone restricciones en el sistema operativo del ordenador servidor con respecto al del cliente: es posible compartir la pantalla de una máquina con cualquier sistema operativo que admita VNC conectándose desde otro ordenador o dispositivo que disponga de un cliente VNC portado.
La conexión de VNC de RealVNC se incluye con Raspbian. Consiste en el servidor de VNC, que permite controlar Raspberry Pi remotamente, y el VNC viewer, que permite que controlar ordenadores remotamente de su Raspberry Pi.
El servidor VNC debe habilitarse para poder conectarse remotamente, para ello ir a menu – Preferencias- Configuración de Raspberry Pi – Interfaces y asegurarse que VNC está activado.
En el caso que queramos conectarnos a nuestra Raspberry Pi estando en cualquier parte del mundo, una buena opción es TeamViewer.
TeamViewer es un software informático privado de fácil acceso, que permite conectarse remotamente a otro equipo. Entre sus funciones están: compartir y controlar escritorios, reuniones en línea, videoconferencias y transferencia de archivos entre ordenadores.Team Viewer es gratuito para uso personal.
Instalar el fichero teamviewer-host_xxx_armhf.deb, simplemente haciendo doble click o con el comando “sudo dpkg -i filename.deb”
Si hay dependencias solucionarlo con “sudo apt-get update” y “sudo apt-get -f upgrade”
Una vez instalado ejecutar TeamViewer en Raspberry Pi y poner las credenciales de la cuenta de TeamViewer
Finalmente acceder a https://login.teamviewer.com/LogOn con la cuenta de TeamViewer y ya podemos acceder a nuestra Raspberry Pi. Necesitaremos instalar el cliente de TeamViewer o la app de Chrome:
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. En el caso que queramos interconectar los elementos de una empresa o una Industria es lo que se denomina IIOT (Industrial Internet of Things) o Industria 4.0
Arduino y Raspberry Pi son dos elementos muy populares y abiertos que nos permiten 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. Con una Raspberry Pi disponemos de un ordenador de bolsillo fácilmente conectable a Internet y que puede ejecutar tareas automatizadas, almacenar datos, mostrar información o hacer de pasarela para conectarnos a otras ubicaciones o dispositivos remotos.
Arduino y Raspberry Pi se han convertido en unas figuras destacadas e incluso unos de los impulsores del IoT y no por casualidad, sino que por sus características son HW con gran capacidad para usar en proyectos de IoT.
Características de Arduino y Raspberry Pi para IoT
Barato y rápido prototipado.
HW libre y por lo tanto es modificable para que consuma menos y para hacer un HW final de características industriales.
Disponibilidad de HW de comunicaciones de todo tipo para conectar con Arduino. Nuevas tecnologías de comunicación llegan antes que para elementos comerciales
Librerías y SW públicos para su reutilización o adaptación.
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.
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.
La Internet de los objetos está unificada por un principio común (extracción y análisis de datos digitales del mundo físico), así como por características comunes (combinación de hardware y software), oportunidades (personalización e inteligencia, servicios en tiempo real) y retos (conectividad, seguridad, etc.). Más allá de estas, sin embargo, áreas tan diversas como la domótica, los aviones no tripulados comerciales, la maquinaria industrial o los coches autónomos están sujetos a dinámicas industriales muy diferentes.
En este curso vamos a ver IoT desde un punto general para poder ser aplicable en cualquier sector, pero cuando se va a acometer un proyecto IoT suele ser adecuado hacer un enfoque vertical en función del sector en el que se vaya a aplicar puesto que cada sector tienen unas características concretas.
Conceptos como Industria 4.0, Smart Cities, Agricultura 2.0, Smart Home, Smart factory, etc… al final son etiquetas y en lugar de especializarse en áreas tecnológicas como sensores, comunicaciones, protocolos, sistemas, etc… pensamos como especialistas de sectores porque un mismo concepto como el de IoT se puede aplicar a muchos sectores de de una forma distinta.
La respuesta es: Cualquier cosa que podamos imaginar.
IoT en su amplio concepto es conectar a Internet cualquier cosa, teniendo sentido o sin tenerlo. Por ejemplo, podríamos conectar a internet un sofá con un Arduino y unos pocos sensores, este sofá podría tuitear que nos acabamos de sentar a ver nuestra serie favorita, simplemente detectando el peso de la persona y conectándose a una API de un servidor de streaming como netflix y comprobando que acabo de poner un capítulo de westworld.
Puede parecer una idea sin sentido, pero esta idea para Netflix podría ser muy interesante, monitorizar a la gente que ve su canal, cuántas veces se levanta el espectador o si se queda dormido.
Un ejemplo más serio de IoT es aplicar las nuevas tecnologías a elementos cotidianos que no imaginarías que tuviera sentido conectar a Internet, pero que pensándolo puede ser muy útil. Por ejemplo, pensemos en conectar a Internet un cortacésped. Con un Arduino podríamos conectar diversos sensores de temperatura del motor, temperatura externa, revoluciones del motor, consumo eléctrico (cortacésped eléctricos), gps, logs, etc… que podrían ser mandados a una plataforma del fabricante y le permitiría analizar esos datos para mejorar sus futuros productos o detectar averías de forma precoz. Podría mandar una desconexión remota en caso que en una determinada partida de fabricación se haya detectado un fallo que podría provocar daños al usuario o actualizar on-line el firmware si se detecta un fallo sin necesidad de llevar al servicio técnico.
Otra aplicación de IoT usando Arduino o Raspberry Pi como herramienta, es la de obtener información externa disponible mediante APIs del open data. Un ejemplo es el de un sistema de riego automático que podemos tener en una ciudad. En los inicios de la automatización se usaron programadores conectados a una electroválvula donde indicamos las horas entre las que deseamos regar. El siguiente paso fue poner detectores de lluvia para no regar si estaba lloviendo. Otro paso fue poner sensores de temperatura y humedad ambientales y sensores de humedad de suelo que nos indican cuándo debemos regar y en qué áreas de la ciudad.
El paso más avanzado que ofrece el IoT es poder conectar todo este sistema, ya de por sí muy eficiente, a los opendata meteorológicos disponibles en Internet como el de la aemet http://www.aemet.es/es/datos_abiertos/AEMET_OpenData y que nuestro sistema obtenga datos de prediciones meteorológicas y decida no regar si la predicción de lluvia es mayor del 80% en los próximos dos días o simplemente ajustar el algoritmo de riego en función los valores de los sensores + es de los datos meteorológicos. También puede recibir alertas de tormenta o pedrisco y tomar determinadas acciones o simplemente mandar un email o SMS al propietario del huerto. ¿Podríamos hacer esto con un sistema comercial?
Esto podría extenderse a explotaciones agrícolas usando un servicio como el sistema de información agroclimática de La Rioja:
IoT no es que un coche se pueda conectar a Internet para ver videos de youtube, sino que este coche esté conectado a Internet para que pueda actualizar su firmware automáticamente para dotar de nuevas funcionalidades sin necesidad de ir al concesionario, pueda ser inmovilizado en caso de robo o pueda mandar datos de los parámetros internos del coche para que sean analizados y poder detectar alertas precoces de fallo y actualizar automáticamente ese fallo sin que el usuario tenga que hacer nada o avisar al usuario para que lleve el coche a reparar y parar el coche si el usuario no ha llevado a revisión al cabo de unos kms para evitar males mayores.
Business intelligence (detectar problemas comunes, medir cuellos de botella, etc…) y ayudar en el mantenimiento predictivo.
Integrar con el software corporativo. ERP, CRM, GMAO (Gestión del Mantenimiento Asistido por Ordenador), CMMS
Recoger datos y tenerlos en tiempo real por ejemplo datos para sanidad en cámaras frigoríficas.
Automatizar todo el papeleo siendo recogidos los datos y guardados y generados los informes.
Ejemplos de uso:
Estación meteorológica: medidas de temperatura y humedad exterior (tiempo real)
Posible caso de uso 1:controlar la temperatura interior (encender/apagar el aire acondicionado, los radiadores, etc.)
Posible caso de uso 2: jardinería (urbanizaciones, comerciales o incluso smart cities que gestionan grandes jardines comunitarios) el riego fácil gracias a las previsiones.
Sistema de alarma: basado en la detección de personas, la seguridad del edificio puede ser más fácil.
Posible caso de uso 1: despliegue de varias aplicaciones de alarma, sensores de personas o de llama/calor en combinación con aplicaciones para smartphones, para estar siempre conectados a edificios públicos o locales comerciales.
Previsión del tráfico: a partir de medidas de tráfico regulares, se pueden construir ciudades inteligentes.
Posible caso de uso 1: escenarios para comunicarse con la gente que está en la calle -> tráfico potencial en la carretera con sugerencias directas de alternativas -> muy útil para los servicios de entrega de alimentos en las grandes ciudades.
Servicios de entrega (por ejemplo, servicio de pizza): seguimiento de los vehículos de entrega, búsqueda de las rutas más rápidas y posterior análisis de marketing (basado en datos históricos) para centrar las futuras actividades de marketing en las “zonas calientes”.
Riego automático de un jardín personal, explotación agrícola o ciudad. Fases:
Riego manual
Riego automatizado por horario y remoto → Temporizador
Riego bajo demanda con sensores de humedad, etc… → PLCs
Riego sostenible aprovechando las lluvia y las previsiones → IoT
Conectar a Internet los sistemas de riego para obtener las previsiones de lluvia y programar en función de los sensores de lluvia y las previsiones de lluvia ¿cómo?:
Para ello hay que leer la documentación de la API, buscar el “comando” que nos interesa, darse de alta en el servicio para obtener la API key (contraseña) y ejecutar en nuestro sistema.
Entraremos en temas prácticos desde hoy e intercalaremos otros temas más teóricos
Tener Node-RED instalado y funcionando desde sesión 3 o 4 para ir conociendo y hacer ejemplos aunque no entendamos al 100%, nos servirá como “pegamento” entre los conceptos que veamos. Dar un poco de ritmo al curso.
IoT: actualizaciones de OTA de nuevas funcionalidades y seguridad
IoT/automatización-digitalización de procesos: No solo la industria, también cualquier sector como p.e. banca, asesoría, tiendas,… ¿Qué medios o herramientas hay?
IIoT aumenta la calidad de los datos obtenidos y permite tomar mejores decisiones basadas en datos.
Raspberry Pi Imager es la forma rápida y fácil de instalar Raspberry Pi OS y otros sistemas operativos en una tarjeta microSD, lista para usar con su Raspberry Pi. Vídeo de 40 segundos de como usar Raspberry Pi Imager: https://www.youtube.com/watch?v=J024soVgEeM
Descargue e instale Raspberry Pi Imager con un lector de tarjetas SD. Coloque la tarjeta SD que usará con su Raspberry Pi en el lector y ejecute Raspberry Pi Imager.
2 – Configuración Raspberry Pi OS
Pasos para la instalación con monitor, ratón y teclado:
Seguir con el asistente de instalación que aparece al iniciar: cambiar contraseña, cambiar el nombre (hostname), configurar y actualizar Raspberry Pi.
Una vez entramos en Raspberry Pi, seguimos los pasos del asistente que nos indica para cambiar contraseña, cambiar el nombre (hostname), configurar y actualizar Raspberry Pi.
2b – Virtualizar Raspberry Pi Desktop en Virtualbox
En caso de no tener una Raspberry Pi, se puede virtualizar Raspberry Pi Desktop en Virtualbox.
Durante el proceso de instalación se pedirá el password de root de MySQL, poner el que quieras, pero para no olvidarlo, recomiendo para el curso poner el mismo que tiene el usuario pi de la Raspberry Pi y poner a Yes todas las opciones de mysql_secure_installation
Para comprobar que todo funciona ejecutar sudo mysql -u root -p y poner la contraseña de root, saldrá:
Welcome to the MariaDB monitor. Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 61
Server version: 10.1.23-MariaDB-9+deb9u1 Raspbian 9.0
Copyright (c) 2000, 2017, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.
Type ‘help;’ or ‘\h’ for help. Type ‘\c’ to clear the current input statement.
5 – Instalar phpMyAdmin
Comando: sudo apt-get install phpmyadmin
Durante el proceso pide la contraseña del usuario phpmyadmin de MySQL y el servidor a instalar el apache y poner yes en dbconfig-common
En caso que no funcione o queramos hacer una configuración de phpmyadmin después de la instalación, usar el comando: sudo dpkg-reconfigure -plow phpmyadmin
Para probar que funciona ver en un navegador: http://IP-raspberry/phpmyadmin con el usuario phpmyadmin y la contraseña usada.
El usuario phpmyadmin no tiene privilegios y el usuario root por seguridad no puede usarse desde phpMyAdmin.
Crear un usuario “pi” con privilegios. Ejecutar en la consola:
sudo mysql -u root -p
CREATE USER 'pi'@'localhost' IDENTIFIED BY 'tu_contrasena';
CREATE USER 'pi'@'%' IDENTIFIED BY 'tu_contrasena';
GRANT ALL PRIVILEGES ON * . * TO 'pi'@'localhost';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'pi'@'%';
GRANT GRANT OPTION ON *.* TO 'pi'@'localhost';
FLUSH PRIVILEGES;
6 – Instalar Node-RED
No instalar la versión que aparece en software recomendado de Raspberry Pi OS.
