Diferència entre revisions de la pàgina «Tecnologías IoT, Hands on y MVP»

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[[Tecnologías IoT, Hands on y MVP (13/4/2019)]]
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[[Tecnologías IoT, Hands on y MVP (27/4/2019)]]
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[[Tecnologías IoT, Hands on y MVP (4/5/2019)]]
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Puntos de acceso basados en Raspberry Pi para hacer las prácticas:
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SSID: '''MasterI40'''  / Contraseña: '''internetcoses'''
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SSID: '''MasterI40_2''' / Contraseña: '''internetcoses'''
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SSID: '''MasterI40_3''' / Contraseña: '''internetcoses'''
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El servidor DHCP de '''MasterI40''' proporciona IP del ámbito de red 192.168.4.x ('''no visible desde la red cableada''').
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Los servidores DHCP de '''MasterI40_2''' y '''MasterI40_3''' proporcionan IP del '''mismo ámbito de la red cableada'''. Con el propósito de no saturar las Raspberry Pi, la mitad de la clase usará MasterI40_2 y la otra mitad MasterI40_3.
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= 13/4/2019 =
 
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Introducci%C3%B3_a_Internet_de_les_Coses_-_juny_2018#Instal.C2.B7laci.C3.B3_de_tot_el_programari Drivers y software]
 
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Introducci%C3%B3_a_Internet_de_les_Coses_-_juny_2018#Instal.C2.B7laci.C3.B3_de_tot_el_programari Drivers y software]
  
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= 13/4/2019 =
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[https://binefa.cat/training/ceic/20181031/20181031_ceic_02.pdf Introducción al Arduino]
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[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=%C3%8Dndex_general#S4A_Programming_Learning_Board Información general y enlaces sobre la placa S4A]
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 +
== Entornos de programación por bloques ==
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=== El ordenador supervisa y controla el Arduino ===
 
[http://snap4arduino.rocks/ Descarga de Snap4Arduino]
 
[http://snap4arduino.rocks/ Descarga de Snap4Arduino]
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El entorno Snap4Arduino se comunica a la placa mediante el protocolo [https://github.com/firmata/protocol firmata]
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Ejercicios prácticos usando:
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==== Primer contacto ====
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- Botones y leds de la [https://binefa.cat/blog/?p=330 placa S4A PLB]
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- Placa de relés
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==== Entradas pasivas ====
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- Teclado de membrana
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- Microrruptor (o final de carrera)
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- Relé Reed
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- Potenciómetro
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 +
- Joystick
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- LDR
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==== Entradas activas ====
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- Sensor de infrarojos
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- PIR de lente de Fresnel
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- Sensor ultrasónico medidor de distancia
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[https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ultrasonic-sensor-hc-sr04/ Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino Tutorial]
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[https://randomnerdtutorials.com/complete-guide-for-ultrasonic-sensor-hc-sr04/ Complete Guide for Ultrasonic Sensor HC-SR04 with Arduino]
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==== Actuadores ====
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- Servomotor
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=== Arduino autónomo ===
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[https://www.tinkercad.com/circuits Simulación en línea. Tinkercad] Permite simular hardware, programar en bloques y generar código para el IDE de Arduino
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== IDE de Arduino ==
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=== Arduino Nano ===
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==== Conceptos básicos ====
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Código [https://raw.githubusercontent.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/master/s4a_test_00/s4a_test_00.ino s4a_test_00.ino] para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o [https://putty.org/ putty] (desde Windows).
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 +
[https://binefa.cat/training/s4a/flancs.zip Flancos]
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==== UART ====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/tree/master/s4a_softwareSerial s4a_softwareSerial]
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==== I2C ====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/s4a_i2c_scanner/s4a_i2c_scanner.ino s4a_i2c_scanner]
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===== Expansor digital d'entrades i/o sortides PCF8574 =====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-libraries/tree/master/PCF8574/examples Exemples d'ús]
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 +
===== OLED =====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/s4a_pwm_01/s4a_pwm_01.ino s4a_pwm_01]
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 +
==== SPI ====
 +
===== RFID - MFR522 =====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-libraries/tree/master/MFRC522/examples/ReadNUID ReadNUID]
 +
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-libraries/blob/master/MFRC522/doc/fritzing/Arduino-Uno-r3-with-RFID-RC522.png Diagrama de connexions]
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 +
===== Between Two Arduino =====
 +
[https://binefa.cat/blog/?p=282 SPI – Sample of master and slave using two Arduino]
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 +
==== ModBUS ====
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[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/s4a_modbusRTU_rs485_01/s4a_modbusRTU_rs485_01.ino s4a_modbusRTU_rs485_01]
 +
 +
=== ESP8266 ===
 +
==== Conceptos básicos ====
 +
Código [https://binefa.cat/php/telecos/codis/ESP8266/ESP8266_06c_TestPins/ESP8266_06c_TestPins.ino ESP8266_06c_TestPins.ino] para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o [https://putty.org/ putty] (desde Windows).
 +
 +
==== Conexión a diversas redes WiFi ====
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Connexi%C3%B3_a_m%C3%BAltiples_xarxes_sense_fils Conexión a diversas redes WiFi]
 +
 +
==== Uso de MQTT en el ESP8266 ====
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=MQTT_a_l%27ESP8266 MQTT en el ESP8266]
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 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Introducci%C3%B3_a_Internet_de_les_Coses_-_juny_2018#MQTT Más información sobre el protocolo MQTT]
 +
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=== ESP32 ===
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=%C3%8Dndex_general#ESP32 Sobre el ESP32]
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== Bot de Telegram ==
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[[Un exemple d'us de Telegram amb el NodeRed]]
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= 27/4/2019 =
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=== ESP8266 ===
 +
==== Conceptos básicos ====
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Código [https://binefa.cat/php/telecos/codis/ESP8266/ESP8266_06c_TestPins/ESP8266_06c_TestPins.ino ESP8266_06c_TestPins.ino] para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o [https://putty.org/ putty] (desde Windows).
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==== Conexión a diversas redes WiFi ====
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[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Connexi%C3%B3_a_m%C3%BAltiples_xarxes_sense_fils Conexión a diversas redes WiFi]
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 +
==== Uso de UDP en el ESP8266 ====
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/udp/esp8266_udpTest_mDNS_upcSchool.zip Código UDP para el ESP8266 pudiendo usar múltiples redes WiFi]
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/udp/UDPbasic02_Qt5_max.apk Aplicación (.apk) para Android desarrollada en Qt5 para enviar y recibir datagramas UDP]
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/udp/UDPbasic02_Qt5_max.tar.gz Código de la aplicación para Android desarrollada en Qt5 para enviar y recibir datagramas UDP]
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 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/udp/udpNodeRED.png Captura de pantalla de flujos NodeRED usando UDP para conectarse al ESP8266]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/udp/udp.nodered.txt Código para importar al NodeRED, usando UDP para conectarse al ESP8266]
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==== Uso de ModBus TCP en el ESP8266 ====
 +
[https://youtu.be/k993tAFRLSE Vídeo "Understanding Modbus Serial and TCP/IP"]
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===== Uso de ModBus TCP en Python comunicando con el ESP8266 =====
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Desde el terminal hemos de cargar la biblioteca pyModbusTCP usando '''pip''':
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sudo pip3 install pyModbusTCP
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/srvModbus_senseEscriureIP.zip Simulación de servidor ModBus TCP desde Python]. Para [https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Recursos_en_Python#Portabilitat_de_Windows_a_Linux solucionar el problema de ejecutar en GNU/Linux un archivo de Python hecho en Windows].
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/esp8266_modbus_estatBoto_LDR_i_led_upcSchool.zip Código ModBus TCP para ESP8266]
 +
 +
[https://www.binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/readingLdr_modbusTCP.py.txt Cliente ModBus TCP en Python para leer la LDR del ESP8266]
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 +
[https://www.binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/writingRedLed_modbusTCP.py.txt Cliente ModBus TCP en Python para escribir y leer el color rojo del led tricolor del ESP8266]
 +
 +
[https://www.binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/writingRedLed_readButton_modbusTCP.py.txt Cliente ModBus TCP en Python para escribir y leer el color rojo del led tricolor del ESP8266 y el botón de la placa superior]
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 +
===== Uso de nodos ModBus TCP en el NodeRED comunicando con el ESP8266 =====
 +
 +
La mayoría de contribuciones ModBusTCP en NodeRED preguntan cíclicamente al dispositivo servidor. La excepción es '''node-red-contrib-modbustcp-no-pooling'''. Debido a que no está actualizado desde hace más de dos años, estos nodos no funcionan correctamente en versiones modernas de NodeRED. Una solución es usar los códigos desarrollados en Python en el apartado anterior y hacerlos servir desde NodeRED.
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/python_NodeRED/fluxModBusOnce.png Captura de pantalla de flujos NodeRED usando Python para ModBus TCP]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/python_NodeRED/fluxModBusOnce.nodered.txt Código para importar al NodeRED, usando Python para ModBus TCP]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/modbusTCP/python_NodeRED/20190427_python_NodeRED.zip Grupo de códigos en Python adaptados para funcionar una sola vez cuando son llamados]
 +
<!--
 +
[https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-modbustcp-no-pooling Instalación de node-red-contrib-modbustcp-no-pooling] Otra manera de instalarlo es desde el propio NodeRED: Menú / ''Manage Palette'' / ''Palette'' (pestaña izquierda) / ''Install'' (pestaña superior) / Escribir en ''search modules'' : '''node-red-contrib-modbustcp-no-pooling''' / apretar la tecla Enter / seleccionar el botón ''Install''
 +
 +
Parar NodeRED:
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sudo systemctl stop nodered
 +
 +
'''Comentar''' la '''línea 46''' del archivo ~/.node-red/node_modules/node-red-contrib-modbustcp-no-pooling/'''modbustcp.js''' :
 +
module.exports = function (RED) {
 +
    '''//'''var RED = require(process.env.NODE_RED_HOME+"/red/red");   
 +
    var modbus = require('jsmodbus');
 +
 +
Volver a moner en marcha NodeRED:
 +
sudo systemctl start nodered
 +
-->
 +
 +
===== Ejercicios de ModBus TCP con el ESP8266 =====
 +
- Modificar el código del ESP8266 para añadir los ''coils'' de control de los leds verde y azul del led tricolor del ESP8266
 +
 +
- Hacer un cliente ModbusTCP desde Python que haga una secuencia semafórica
 +
 +
- Añadir al tablero de control del NodeRED el control del led verde y azul
 +
 +
==== Uso de MQTT en el ESP8266 ====
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=MQTT_a_l%27ESP8266 MQTT en el ESP8266]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/mqtt/esp8266_MQTT_ldr_upcSchool/ Código MQTT para ESP8266 usando el IDE de Arduino]
 +
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=Introducci%C3%B3_a_Internet_de_les_Coses_-_juny_2018#MQTT Más información sobre el protocolo MQTT]
 +
 +
[https://binefa.cat/IoT/mqtt/MQTT_Dash/ Configuración de MQTT Dash en Android]
 +
 +
===== Ejercicios de MQTT con el ESP8266 =====
 +
- [https://binefa.cat/IoT/nodeRed/prj/mqtt_esp8266_esp32/ex00/ Uso del NodeRED y MQTT]
 +
 +
- [https://binefa.cat/IoT/nodeRed/prj/mqtt_esp8266_esp32/ex01/ Uso del panel de control del NodeRED y MQTT]
 +
 +
=== Raspberry ===
 +
[[MQTT_i_MQTTS]]
 +
 +
=== ESP32 ===
 +
[https://wiki.binefa.cat/index.php?title=%C3%8Dndex_general#ESP32 Sobre el ESP32]
 +
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/esp32_4buttons_4leds/esp32_4buttons_4leds.ino Código de prueba de los 4 botones y los 4 leds]
 +
 +
==== I2C ====
 +
 +
[https://binefa.cat/training/ceic/20181031/20181031_ceic_02.pdf Explicación del I2C (o TWI ) entre las páginas 57 y 68]
 +
 +
Código para escanear las direcciones de todos los dispositivosus I2C conectados: [https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/esp32_i2cScanner_02/esp32_i2cScanner_02.ino esp32_i2cScanner_02.ino].
 +
 +
'''0x20''' - '''0x27''' (b0: 3 b1: 2 b2: 1): PCF8574 (de un tipo)
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'''0x38''' - '''0x3F''' (b0: 3 b1: 2 b2: 1): PCF8574 (de otro tipo)
 +
'''0x3C''': OLED
 +
'''0x48''': ADS1115
 +
'''0x50''' y '''0x68''': RTC
 +
'''0x69''': GY-521 (Cable verde entre AD0 y VCC. Para evitar que sea 0x68 y colisione con el RTC)
 +
'''0x76''': BME280
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 +
Puede haber conflicto de direcciones entre el PCF8574 y la pantalla OLED.
 +
 +
===== ADC - ADS1115 =====
 +
El [http://www.ti.com/product/ADS1115# chip ADS1115] tiene 4 canales de 16 bits. Las lecturas se hacen mediante el bus I2C.
 +
 +
En [https://github.com/jordibinefa/PLB-IoT-I2C la placa lila PLB-IoT-I2C], cuando la placa ADS1115 está conectada, una entrada lee la tensión de la batería del RTC y las otras tres leen el valor de los potenciómetros conectados a la placa.
 +
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/esp32_ads1115/esp32_ads1115.ino Código de pruebas para el ADC ADS115]
 +
 +
===== OLED - SSD1306 =====
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/tree/master/esp32_oled_SSD1306SimpleDemo Demostración básica de uso de la pantalla OLED]
 +
 +
===== RTC - DS1307 =====
 +
RTC: Real Time Clock
 +
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/tree/master/esp32_oled_TinyRTC Reloj usando RTC y pantalla OLED]
 +
 +
===== BME280 =====
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/blob/master/esp32_BME280_WeatherStation_04/esp32_BME280_WeatherStation_04.ino Estación metereológica] (temperatura, humedad y presión atmosférica)
 +
 +
[https://github.com/jordibinefa/arduino-IDE-codes/tree/master/esp32_oled_TinyRTC_4B_4L_ADS1115_BME280 Periféricos I2C integrados a la placa PLB-IoT-I2C]
 +
 +
==== MQTTS ====
 +
[[MQTT i MQTTS]]
 +
 +
[[Configuració de MQTTS a un servidor remot basat en Debian 9]]
 +
 +
[https://binefa.cat/dam/M7UF1_M9UF2_M9UF3_M15UF1/20190412_aval_2aPart/mqtts/ Código para conectar el ESP32 a MQTTS]
 +
 +
=== Almacenaje y visualización de datos IoT ===
 +
Vídeo [https://youtu.be/JdV4x925au0 #255 Node-Red, InfluxDB, and Grafana Tutorial on a Raspberry Pi] de [https://twitter.com/spiessa Andres Spiess]
 +
 +
==== Visualización y control en NodeRed ====
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random00_view.png Visualización de una generación de números aleatorios]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random00_nodes.png Nodos para una generación de números aleatorios]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random00.nodered.txt Código para una generación de números aleatorios]
 +
 +
==== Bases de datos de series temporales ====
 +
Proceso de instalación de la base de datos de series temporales InfluxDB (en la metadistribución basada en Debian 9 no viene instalado):
 +
curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -
 +
source /etc/os-release
 +
test $VERSION_ID = "9" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian stretch stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.list
 +
sudo apt-get update && sudo apt-get install influxdb
 +
sudo systemctl unmask influxdb.service
 +
sudo systemctl start influxdb
 +
 +
Fuente: [https://docs.influxdata.com/influxdb/v1.7/introduction/installation/ Instalación de InfluxDB]
 +
 +
Creación de base de datos, usuarios e inserción de valores:
 +
influx
 +
> CREATE USER "admin" WITH PASSWORD 'internetcoses' WITH ALL PRIVILEGES
 +
> create database aula206
 +
> show databases
 +
> use aula206
 +
> insert Temperatura value=24.5
 +
> insert Pressio value=1000.0
 +
> insert Humitat value=50.0
 +
> CREATE USER "iot" WITH PASSWORD 'iot'
 +
> GRANT ALL ON "aula206" TO "iot"
 +
> CREATE USER "convidat" WITH PASSWORD 'benvingut'
 +
> GRANT READ ON "aula206" TO "convidat"
 +
> show users
 +
> quit
 +
 +
Cambio de configuración para acceder siempre con usuario y contraseña:
 +
  sudo geany /etc/influxdb/influxdb.conf
 +
 +
en la líniea 259 quitar el símbolo '''#''' y cambiar '''false''' a '''true'''
 +
  auth-enabled = true
 +
 +
y una vez hechos los cambios, reiniciamos el servicio:
 +
sudo systemctl stop influxdb
 +
sudo systemctl start influxdb
 +
 +
Acceso mediante usuario y contraseña:
 +
influx -username iot -password iot
 +
> show databases
 +
> use aula206
 +
> select * from Temperatura
 +
> select * from Humitat
 +
> insert Pressio value=1000.20
 +
> select * from Pressio
 +
name: Pressio
 +
time                value
 +
----                -----
 +
1556103462149266855 1000
 +
1556104229514255364 1000.2
 +
> delete from Pressio where time=1556104229514255364
 +
> select * from Pressio
 +
name: Pressio
 +
time                value
 +
----                -----
 +
1556103462149266855 1000
 +
> quit
 +
 +
influx -username convidat -password benvingut
 +
> use aula206
 +
> select * from Pressio
 +
> quit
 +
 +
===== Nodos InfluxDB en NodeRed =====
 +
[https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-influxdb Instalación de los nodos InfluxDB para NodeRED] (en la metadistribución basada en Debian 9 ya viene instalado)
 +
 +
Iniciar a un valor el campo '''nAleat''' de la base de datos local '''aula206''' creada anteriormente con InfluxDB
 +
 +
influx -username iot -password iot
 +
> use aula206
 +
> insert nAleat value=20.0
 +
> quit
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random01_Influxdb_out_node_Flow.png Visualización del flujo NodeRed con un nodo InfluxDB]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random01_Influxdb_out_node_Cfg01.png Configuración del nodo InfluxDB de salida]
 +
 +
[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nodeRed/random01_Influxdb_out_node_Cfg00.png Configuración del servidor InfluxDB para ser usado por el nodo de salida]
 +
 +
Una vez puesto en marcha (botón '''ON''' apretado) los datos se almacenan a InfluxDB. Para parar la alimentación de la base de datos apretar el botón '''OFF'''. Paralelamente se pueden ver los datos introducidos al campo '''nAleat''' en tiempo real.
 +
influx -username iot -password iot
 +
> use aula206
 +
> select * from nAleat
 +
name: nAleat
 +
time                value
 +
----                -----
 +
1556191773053726623 20
 +
1556192308275283453 24.5
 +
1556192309269114244 15.5
 +
1556192310275315326 19.2
 +
1556192311278913648 15.8
 +
1556192312279631340 20.2
 +
1556192313281601350 18.2
 +
 +
==== Visualización en Grafana ====
 +
[http://docs.grafana.org/installation/debian/ Instalación de Grafana en Debian] (en la metadistribución basada en Debian 9 ya viene instalado. Por defecto, al acceder a Grafana, el usuario '''admin''' tiene la contraseña '''admin''' y la primera vez que se accede pide cambiarla. La contraseña de '''admin''' en vuestra máquina virtual es '''iot1234''').
 +
 +
Para saber si Grafana está activo:
 +
systemctl status grafana-server
 +
 +
En caso de que no esté activo:
 +
sudo systemctl start grafana-server
 +
 +
Para hacer que Grafana se inicie al arrancar la máquina virtual:
 +
sudo systemctl daemon-reload
 +
sudo systemctl enable grafana-server.service
 +
 +
Para acceder al Grafana, introducir en un navegador de la máquina ''host'' la IP de la máquina virtual acabado por ''':3000'''. Por ejemplo ''http://174.105.0.59:3000''
 +
 +
Al acceder hay un icono '''Add data source'''. Después de clicarlo seleccionar '''InfluxDB'''. Como '''URL''' escribir '''http://localhost:8086'''. Como '''database''' escribir '''aula206'''. Como '''User''' escribir '''iot''' y como '''Password''' escribir '''iot'''.
 +
 +
Apretar el botón '''Save & Test'''. Si todo ha ido bien aparecerá '''Data source is working'''.
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El siguiente paso es añadir un panel de control. En ''Home'' hay el icono '''New dashboard'''. En '''New Panel''' seleccionar la opción '''Choose Visualization'''. Seleccionar '''Graph'''.
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Opciones:
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Visualization / Stacking & Null value -> Null value '''connected'''
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Visualization / Axes / Left Y / Unit -> '''Celsius (ºC)'''
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Visualization / legend / Values -> Seleccionar '''Min''', '''Max''', '''Avg''' y '''Current'''
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Queries / select measurement -> '''nAleat'''
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General / Title -> '''Números aleatorios'''
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General / Transparent -> Seleccionado
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Al finalizar seleccionar el icono '''Save dashboard'''
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==== Ejercicios de supervisión de datos usando NodeRed, InfluxDB y Grafana ====
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- Visualizar en '''Grafana''' el '''valor de la LDR''' de un módulo witty '''ESP8266'''. Publicación de datos cada dos segundos mediante '''MQTT''', gestión en '''NodeRed''' capturándolos y enviándolos a una base de datos temporal '''InfluxDB'''. Visualizar en Grafana (gráfica y visualizador de tipo reloj) los valores de la LDR con un refresco cada 5 segundos.
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- Visualizar en '''Grafana''' el valor de temperatura, '''humedad y presión atmosférica''' de un sensor '''BME280''' conectado por el bus I2C a un '''ESP32'''. Publicación de datos cada 10 segundos mediante '''MQTTS''', gestión en '''NodeRed''' capturándolos y enviándolos a una base de datos temporal '''InfluxDB'''. Visualizar en Grafana (gráfica y visualizador de tipo reloj) los valores de la temperatura, humedad y presión atmosférica con un refresco cada 30 segundos.
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=== Pantalla táctil Nextion ===
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[https://binefa.cat/training/upcSchool/20190427/nextion/ Enlace a material para trabajar con la pantalla táctil Nextion]

Revisió de 19:56, 1 maig 2019

Tecnologías IoT, Hands on y MVP (13/4/2019)

Tecnologías IoT, Hands on y MVP (27/4/2019)

Tecnologías IoT, Hands on y MVP (4/5/2019)

Puntos de acceso basados en Raspberry Pi para hacer las prácticas: 

SSID: MasterI40   / Contraseña: internetcoses
SSID: MasterI40_2 / Contraseña: internetcoses
SSID: MasterI40_3 / Contraseña: internetcoses

El servidor DHCP de MasterI40 proporciona IP del ámbito de red 192.168.4.x (no visible desde la red cableada).

Los servidores DHCP de MasterI40_2 y MasterI40_3 proporcionan IP del mismo ámbito de la red cableada. Con el propósito de no saturar las Raspberry Pi, la mitad de la clase usará MasterI40_2 y la otra mitad MasterI40_3.

13/4/2019

Drivers y software

Introducción al Arduino

Información general y enlaces sobre la placa S4A

Entornos de programación por bloques

El ordenador supervisa y controla el Arduino

Descarga de Snap4Arduino

El entorno Snap4Arduino se comunica a la placa mediante el protocolo firmata

Ejercicios prácticos usando:

Primer contacto

- Botones y leds de la placa S4A PLB

- Placa de relés

Entradas pasivas

- Teclado de membrana

- Microrruptor (o final de carrera)

- Relé Reed

- Potenciómetro

- Joystick

- LDR

Entradas activas

- Sensor de infrarojos

- PIR de lente de Fresnel

- Sensor ultrasónico medidor de distancia

Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino Tutorial

Complete Guide for Ultrasonic Sensor HC-SR04 with Arduino

Actuadores

- Servomotor


Arduino autónomo

Simulación en línea. Tinkercad Permite simular hardware, programar en bloques y generar código para el IDE de Arduino


IDE de Arduino

Arduino Nano

Conceptos básicos

Código s4a_test_00.ino para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o putty (desde Windows).

Flancos

UART

s4a_softwareSerial

I2C

s4a_i2c_scanner

Expansor digital d'entrades i/o sortides PCF8574

Exemples d'ús

OLED

s4a_pwm_01

SPI

RFID - MFR522

ReadNUID

Diagrama de connexions

Between Two Arduino

SPI – Sample of master and slave using two Arduino

ModBUS

s4a_modbusRTU_rs485_01

ESP8266

Conceptos básicos

Código ESP8266_06c_TestPins.ino para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o putty (desde Windows).

Conexión a diversas redes WiFi

Conexión a diversas redes WiFi

Uso de MQTT en el ESP8266

MQTT en el ESP8266

Más información sobre el protocolo MQTT

ESP32

Sobre el ESP32

Bot de Telegram

Un exemple d'us de Telegram amb el NodeRed

27/4/2019

ESP8266

Conceptos básicos

Código ESP8266_06c_TestPins.ino para leer y escribir parámetros al Arduino desde el ordenador, usando el propio IDE de Arduino, GtkTerm (desde GNU/Linux) o putty (desde Windows).

Conexión a diversas redes WiFi

Conexión a diversas redes WiFi

Uso de UDP en el ESP8266

Código UDP para el ESP8266 pudiendo usar múltiples redes WiFi

Aplicación (.apk) para Android desarrollada en Qt5 para enviar y recibir datagramas UDP

Código de la aplicación para Android desarrollada en Qt5 para enviar y recibir datagramas UDP

Captura de pantalla de flujos NodeRED usando UDP para conectarse al ESP8266

Código para importar al NodeRED, usando UDP para conectarse al ESP8266

Uso de ModBus TCP en el ESP8266

Vídeo "Understanding Modbus Serial and TCP/IP"

Uso de ModBus TCP en Python comunicando con el ESP8266

Desde el terminal hemos de cargar la biblioteca pyModbusTCP usando pip: 

sudo pip3 install pyModbusTCP

Simulación de servidor ModBus TCP desde Python. Para solucionar el problema de ejecutar en GNU/Linux un archivo de Python hecho en Windows.

Código ModBus TCP para ESP8266

Cliente ModBus TCP en Python para leer la LDR del ESP8266

Cliente ModBus TCP en Python para escribir y leer el color rojo del led tricolor del ESP8266

Cliente ModBus TCP en Python para escribir y leer el color rojo del led tricolor del ESP8266 y el botón de la placa superior

Uso de nodos ModBus TCP en el NodeRED comunicando con el ESP8266

La mayoría de contribuciones ModBusTCP en NodeRED preguntan cíclicamente al dispositivo servidor. La excepción es node-red-contrib-modbustcp-no-pooling. Debido a que no está actualizado desde hace más de dos años, estos nodos no funcionan correctamente en versiones modernas de NodeRED. Una solución es usar los códigos desarrollados en Python en el apartado anterior y hacerlos servir desde NodeRED.

Captura de pantalla de flujos NodeRED usando Python para ModBus TCP

Código para importar al NodeRED, usando Python para ModBus TCP

Grupo de códigos en Python adaptados para funcionar una sola vez cuando son llamados

Ejercicios de ModBus TCP con el ESP8266

- Modificar el código del ESP8266 para añadir los coils de control de los leds verde y azul del led tricolor del ESP8266

- Hacer un cliente ModbusTCP desde Python que haga una secuencia semafórica

- Añadir al tablero de control del NodeRED el control del led verde y azul

Uso de MQTT en el ESP8266

MQTT en el ESP8266

Código MQTT para ESP8266 usando el IDE de Arduino

Más información sobre el protocolo MQTT

Configuración de MQTT Dash en Android

Ejercicios de MQTT con el ESP8266

- Uso del NodeRED y MQTT

- Uso del panel de control del NodeRED y MQTT

Raspberry

MQTT_i_MQTTS

ESP32

Sobre el ESP32

Código de prueba de los 4 botones y los 4 leds

I2C

Explicación del I2C (o TWI ) entre las páginas 57 y 68

Código para escanear las direcciones de todos los dispositivosus I2C conectados: esp32_i2cScanner_02.ino. 

0x20 - 0x27 (b0: 3 b1: 2 b2: 1): PCF8574 (de un tipo)
0x38 - 0x3F (b0: 3 b1: 2 b2: 1): PCF8574 (de otro tipo)
0x3C: OLED
0x48: ADS1115
0x50 y 0x68: RTC
0x69: GY-521 (Cable verde entre AD0 y VCC. Para evitar que sea 0x68 y colisione con el RTC)
0x76: BME280

Puede haber conflicto de direcciones entre el PCF8574 y la pantalla OLED.

ADC - ADS1115

El chip ADS1115 tiene 4 canales de 16 bits. Las lecturas se hacen mediante el bus I2C.

En la placa lila PLB-IoT-I2C, cuando la placa ADS1115 está conectada, una entrada lee la tensión de la batería del RTC y las otras tres leen el valor de los potenciómetros conectados a la placa.

Código de pruebas para el ADC ADS115

OLED - SSD1306

Demostración básica de uso de la pantalla OLED

RTC - DS1307

RTC: Real Time Clock

Reloj usando RTC y pantalla OLED

BME280

Estación metereológica (temperatura, humedad y presión atmosférica)

Periféricos I2C integrados a la placa PLB-IoT-I2C

MQTTS

MQTT i MQTTS

Configuració de MQTTS a un servidor remot basat en Debian 9

Código para conectar el ESP32 a MQTTS

Almacenaje y visualización de datos IoT

Vídeo #255 Node-Red, InfluxDB, and Grafana Tutorial on a Raspberry Pi de Andres Spiess

Visualización y control en NodeRed

Visualización de una generación de números aleatorios

Nodos para una generación de números aleatorios

Código para una generación de números aleatorios

Bases de datos de series temporales

Proceso de instalación de la base de datos de series temporales InfluxDB (en la metadistribución basada en Debian 9 no viene instalado): 

curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -
source /etc/os-release
test $VERSION_ID = "9" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian stretch stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.list
sudo apt-get update && sudo apt-get install influxdb
sudo systemctl unmask influxdb.service
sudo systemctl start influxdb

Fuente: Instalación de InfluxDB

Creación de base de datos, usuarios e inserción de valores: 

influx
> CREATE USER "admin" WITH PASSWORD 'internetcoses' WITH ALL PRIVILEGES
> create database aula206
> show databases
> use aula206
> insert Temperatura value=24.5
> insert Pressio value=1000.0
> insert Humitat value=50.0
> CREATE USER "iot" WITH PASSWORD 'iot'
> GRANT ALL ON "aula206" TO "iot"
> CREATE USER "convidat" WITH PASSWORD 'benvingut'
> GRANT READ ON "aula206" TO "convidat"
> show users
> quit

Cambio de configuración para acceder siempre con usuario y contraseña: 

 sudo geany /etc/influxdb/influxdb.conf

en la líniea 259 quitar el símbolo # y cambiar false a true 

 auth-enabled = true

y una vez hechos los cambios, reiniciamos el servicio: 

sudo systemctl stop influxdb
sudo systemctl start influxdb

Acceso mediante usuario y contraseña: 

influx -username iot -password iot
> show databases
> use aula206
> select * from Temperatura
> select * from Humitat
> insert Pressio value=1000.20
> select * from Pressio
name: Pressio
time                value
----                -----
1556103462149266855 1000
1556104229514255364 1000.2
> delete from Pressio where time=1556104229514255364
> select * from Pressio
name: Pressio
time                value
----                -----
1556103462149266855 1000
> quit

influx -username convidat -password benvingut
> use aula206
> select * from Pressio 
> quit
Nodos InfluxDB en NodeRed

Instalación de los nodos InfluxDB para NodeRED (en la metadistribución basada en Debian 9 ya viene instalado)

Iniciar a un valor el campo nAleat de la base de datos local aula206 creada anteriormente con InfluxDB 

influx -username iot -password iot
> use aula206
> insert nAleat value=20.0
> quit

Visualización del flujo NodeRed con un nodo InfluxDB

Configuración del nodo InfluxDB de salida

Configuración del servidor InfluxDB para ser usado por el nodo de salida

Una vez puesto en marcha (botón ON apretado) los datos se almacenan a InfluxDB. Para parar la alimentación de la base de datos apretar el botón OFF. Paralelamente se pueden ver los datos introducidos al campo nAleat en tiempo real. 

influx -username iot -password iot
> use aula206
> select * from nAleat
name: nAleat
time                value
----                -----
1556191773053726623 20
1556192308275283453 24.5
1556192309269114244 15.5
1556192310275315326 19.2
1556192311278913648 15.8
1556192312279631340 20.2
1556192313281601350 18.2

Visualización en Grafana

Instalación de Grafana en Debian (en la metadistribución basada en Debian 9 ya viene instalado. Por defecto, al acceder a Grafana, el usuario admin tiene la contraseña admin y la primera vez que se accede pide cambiarla. La contraseña de admin en vuestra máquina virtual es iot1234).

Para saber si Grafana está activo: 

systemctl status grafana-server

En caso de que no esté activo: 

sudo systemctl start grafana-server

Para hacer que Grafana se inicie al arrancar la máquina virtual: 

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable grafana-server.service

Para acceder al Grafana, introducir en un navegador de la máquina host la IP de la máquina virtual acabado por :3000. Por ejemplo http://174.105.0.59:3000

Al acceder hay un icono Add data source. Después de clicarlo seleccionar InfluxDB. Como URL escribir http://localhost:8086. Como database escribir aula206. Como User escribir iot y como Password escribir iot.

Apretar el botón Save & Test. Si todo ha ido bien aparecerá Data source is working.

El siguiente paso es añadir un panel de control. En Home hay el icono New dashboard. En New Panel seleccionar la opción Choose Visualization. Seleccionar Graph.

Opciones:

Visualization / Stacking & Null value -> Null value connected

Visualization / Axes / Left Y / Unit -> Celsius (ºC)

Visualization / legend / Values -> Seleccionar Min, Max, Avg y Current

Queries / select measurement -> nAleat

General / Title -> Números aleatorios

General / Transparent -> Seleccionado


Al finalizar seleccionar el icono Save dashboard

Ejercicios de supervisión de datos usando NodeRed, InfluxDB y Grafana

- Visualizar en Grafana el valor de la LDR de un módulo witty ESP8266. Publicación de datos cada dos segundos mediante MQTT, gestión en NodeRed capturándolos y enviándolos a una base de datos temporal InfluxDB. Visualizar en Grafana (gráfica y visualizador de tipo reloj) los valores de la LDR con un refresco cada 5 segundos.

- Visualizar en Grafana el valor de temperatura, humedad y presión atmosférica de un sensor BME280 conectado por el bus I2C a un ESP32. Publicación de datos cada 10 segundos mediante MQTTS, gestión en NodeRed capturándolos y enviándolos a una base de datos temporal InfluxDB. Visualizar en Grafana (gráfica y visualizador de tipo reloj) los valores de la temperatura, humedad y presión atmosférica con un refresco cada 30 segundos.

Pantalla táctil Nextion

Enlace a material para trabajar con la pantalla táctil Nextion

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