Arduino y LoRaWAN

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Arduino MKR WAN 1300

MKR WAN 1300 es una placa potente que combina la funcionalidad de la conectividad MKR Zero y LoRa. Es la solución ideal para los fabricantes que desean diseñar proyectos de IoT con una mínima experiencia previa en redes que tengan un dispositivo de baja potencia.

La placa MKR WAN 1300 tiene comunicación inalámbrica unido a un diseño de la placa MKR Zero Board, es decir, que tendremos soporte para aplicaciones de 32 bits. La placa cuenta con 256KB de Memoria flash y 32KB SRAM. Puede funcionar con la energía de dos pilas de 1,5V y todo en un tamaño de 67,64 x 25mm. Al tener comunicación inalámbrica, el dispositivo al que se conecte tendrá opción de comunicarse a Internet.

El MKR WAN 1300 usar el módulo Murata CMWX1ZZABZ Lo-Ra module que lleva el transceiver Semtech SX1276:

Más información: https://store.arduino.cc/mkr-wan-1300

Buen artículo para sobre el MKR 1300: http://tinkerman.cat/arduino-mkr-wan-1300/

Moteino

Moteino es una plataforma de desarrollo compatible con Arduino inalámbrica de baja potencia basada en el popular chip ATmega328p utilizado en el Arduino-UNO, lo que lo hace 100% compatible con el IDE de Arduino (entorno de programación).

Para la programación, necesitará un adaptador FTDI externo para cargar los sketchs, con las ventajas de un menor costo y un tamaño más pequeño. La variante MoteinoUSB incluye el convertidor de serie USB.

Los Moteinos son compatibles y se pueden comunicar con cualquier otra plataforma Arduino o de desarrollo que utilice los populares transceptores HopeRF RFM69 o LoRa. Moteino también viene con un chip de memoria flash SPI opcional para programación inalámbrica o registro de datos.

Web Moteino: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/

Moteino fue diseñado para ser una plataforma de desarrollo compacta, altamente personalizable y asequible, adecuada para IoT, domótica y proyectos inalámbricos de largo alcance. Estas son algunas de las características que distinguen a Moteino:

  • diseño modular pequeño y ligero que se adapta a recintos minúsculos
  • las configuraciones flexibles permiten el uso de varios transceptores inalámbricos
  • potencia realmente ultra baja: con tan solo ~ 2uA alcanzables en el modo de suspensión profunda, los Moteinos permiten que los proyectos con batería, como los sensores inalámbricos de movimiento/entorno, funcionen durante años. El modo de suspensión de Watchdog está en ~ 6uA (activación periódica). El nuevo 8Mhz Moteino permite el modo de sueño 100nA más bajo posible
  • Las radios sub-Ghz y LoRa producen un rango mucho más largo que las bandas de 2.4Ghz
  • programable de forma inalámbrica: puede volver a flashearlo sin cables, cuando se implementa en ubicaciones difíciles (solo con radios RFM69)
  • fácil de usar desde el familiar IDE Arduino, muchos ejemplos de código brindados para ayudarlo a comenzar

Pinout:

Los transceiver soportados por Moteino son:

Transceiver Datasheets

Muy buena explicación de los módulos de Adafruit: https://learn.adafruit.com/adafruit-rfm69hcw-and-rfm96-rfm95-rfm98-lora-packet-padio-breakouts/overview

Librería para los módulos RFM69: https://github.com/LowPowerLab/RFM69

IMPORTANTE: Los módulos RFM69 no son LoRa y no son compatibles con los módulos RFM95/RFM96. Además los módulos RFM95/RFM96 necesitan de una librería de terceros.

Más información RFM69:

Uso con Lora: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/lora-support/

Librería para los módulos LoRa RFM95 (868-915mhz) and RFM96 (433mhz).: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/index.html

Getting started para instalar el soporte y las librerías: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/programming-libraries/

Github: https://github.com/LowPowerLab y Librería: https://github.com/LowPowerLab/Moteino

Comprar Moteino:https://lowpowerlab.com/shop/

Moteino weather shield: https://lowpowerlab.com/2016/09/09/weathershield-r2-released/ with a BME280 which includes all Temperature/Humidity/Pressure readings all in 1 sensor.

Moteino PowerShield: https://lowpowerlab.com/guide/powershield/

Gateway LoRa con Moteino + Raspberry Pi:

Dragino

En Dragino http://www.dragino.com/ podemos encontrar Hardware para LoRa: http://www.dragino.com/products/products-list.html

Wiki: http://wiki.dragino.com/index.php?title=Main_Page

La librería recomendada es: https://github.com/matthijskooijman/arduino-lmic, pero puede usarse la librería Radiohead: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/

LoRa Shield:

Otro HW LoRa compatible con Arduino

Existen más HW de desarrollo compatible con Arduino con módulos LoRa diferentes:

Gateways LoRa

En las redes LoRaWan un gateway es un dispositivo dentro de la arquitectura de red que recibe los datos transmitidos por un dispositivo de nodo final y que reenvían los paquetes de datos a un servidor de red centralizado. Los datos de un nodo final LoRa pueden ser recibidos por múltiples puertas de enlace (gateway),

Los gateways o puertas de enlace son un puente transparente entre los dispositivos finales y el servidor de red central. Uno o más dispositivos finales se conectan a una o más puertas de enlace, mediante una conexión inalámbrica de un solo salto, usando tecnología RF LoRa™ o FSK, formando así una red en estrella.

Una o más puertas de enlace se conectan al servidor de red central por medio de conexiones IP estándar, formando así una red en estrella. Las comunicaciones entre los dispositivos y el servidor de red, son generalmente unidireccionales o bidireccionales, pero el estándar también soporta multidifusión, permitiendo la actualización de software en forma inalámbrica, u otras formas de distribución de mensajes en masa.

Los gateways son enrutadores equipados con un concentrador LoRa, lo que les permite recibir paquetes LoRa. Por lo general, puede encontrar dos tipos de puertas de enlace:

  • Las pasarelas se ejecutan con un firmware mínimo, por lo que son de bajo costo y fáciles de usar (por ejemplo, The Things Gateway) y solo ejecutan el software de reenvío de paquetes.
  • Gateways que ejecutan un sistema operativo, para el cual el software de reenvío de paquetes se ejecuta como un programa de fondo (por ejemplo, Kerlink IoT Station, Multitech Conduit). Esto le da más libertad al administrador del gateway para administrar su puerta de enlace e instalar su propio software.

Una forma de montar un gateway LoRa barato es con una Raspberry Pi y un hat de Moteino con un módulo LoRa:

Un gateway simple con LoPy: https://www.hackster.io/bucknalla/lopy-lorawan-nano-gateway-using-micropython-and-ttn-a9fb19

Construir un gateway LoRa barato: http://cpham.perso.univ-pau.fr/LORA/RPIgateway.html

Módulos LoRa para conectar un ordenador y haga de gateway: https://www.cooking-hacks.com/waspmote-gateway-sx1272-lora-sma-4-5-dbi-868-mhz y tutorial LoRa gateway Libelium: http://www.libelium.com/development/waspmote/documentation/lora-gateway-tutorial/

Lista de gateways de loriot: https://www.loriot.io/lora-gateways.html

The things gateway: https://www.thethingsnetwork.org/docs/gateways/gateway/

The Things Gateway permite que dispositivos como sensores y computadoras integradas se conecten a internet. Con un proceso fácil de conectar, está creando el aspecto más sustancial de su red de datos IoT. Active la puerta de enlace en solo 5 minutos y cree su propia red local. Con la capacidad de servir a miles de nodos, la puerta de enlace es el componente principal de su red conectada. Esta versión funciona a 868MHz para uso en la UE y 915Mhz para uso en los EE.UU.

Lista de gateways de thethingsnetwork:

Gateway draguino (open wrt): http://www.dragino.com/products/lora/item/119-lg01-s.html

Ejemplo con Dragino para usarlo como gateway (Lora Shield + Arduino Yun Shield):

Más información:

Librería RadioHead LoRa

Una de las librerías más usadas para módulos LoRa con Arduino es RadioHead: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/index.html

Proporciona una biblioteca completa orientada a objetos para enviar y recibir mensajes paquetizados a través de una variedad de radios de datos comunes y otros transportes para microprocesadores integrados.

RadioHead consta de 2 grupos principales de clases: driversy managers.

  • Los drivers proporcionan acceso de bajo nivel a un rango de diferentes radios y otros transportes de mensajes paquetizados.
  • Los managers brindan servicios de envío y recepción de mensajes de alto nivel para una variedad de requisitos diferentes.

Cada programa de RadioHead tendrá una instancia de un driver para proporcionar acceso a la radio o transporte de datos, y generalmente un manager que usa ese driver para enviar y recibir mensajes para la aplicación. El programador debe instanciar un driver y un manager e inicializar el manager. A partir de entonces, las funciones del manager se pueden usar para enviar y recibir mensajes.

También es posible usar un driver por sí mismo, sin un manager, aunque esto solo permite un transporte no confiable y sin dirección a través de las funciones del driver.

Se admite una amplia gama de plataformas de microprocesadores.

Unos ejemplos de drivers:

  • RH_RF69 Works with Hope-RF RF69B based radio modules, such as the RFM69 module
  • RH_NRF24 Works with Nordic nRF24 based 2.4GHz radio modules, such as nRF24L01 and others.
  • RH_RF95 Works with Semtech SX1276/77/78/79, Modtronix inAir4 and inAir9, and HopeRF RFM95/96/97/98 and other similar LoRa capable radios. Supports Long Range (LoRa) with spread spectrum frequency hopping, large payloads etc.
  • RH_Serial Works with RS232, RS422, RS485, RS488 and other point-to-point and multidropped serial connections, or with TTL serial UARTs such as those on Arduino and many other processors, or with data radios with a serial port interface. RH_Serial provides packetization and error detection over any hardware or virtual serial connection. Also builds and runs on Linux and OSX.
  • RHEncryptedDriver Adds encryption and decryption to any RadioHead transport driver, using any encrpytion cipher supported by ArduinoLibs Cryptogrphic Library http://rweather.github.io/arduinolibs/crypto.html

Managers, cualquier manager puede usarse con cualquier driver:

  • RHDatagram Addressed, unreliable variable length messages, with optional broadcast facilities.
  • RHReliableDatagram Addressed, reliable, retransmitted, acknowledged variable length messages.
  • RHRouter Multi-hop delivery of RHReliableDatagrams from source node to destination node via 0 or more intermediate nodes, with manual routing.
  • RHMesh Multi-hop delivery of RHReliableDatagrams with automatic route discovery and rediscovery.

Esta librería es compatible entre otros con:

Para los módulos con moteino que se ha usado en la demo, son necesarios los drivers: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/classRH__RF95.html

Si se quiere añadir una capa de seguridad debe usarse la clase: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/classRHEncryptedDriver.html

Si se quiere usar direccionamiento debe usarse la clase: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/classRHDatagram.html

IMPORTANTE PARA MODULOS LORA, la librería está configurada por defecto a 434: Check if you have set the right frequency:After putting the library in the right place, you have to also modify the frequency to the frequency you want to use, the position of this issetFrequency() in the file: arduino-xxx\libraries\RadioHead\RH_RF95.cpp;

Para los módulos RFM95 de moteino debe ponerse: setFrequency(868.0);

He hecho un fork de la librería con la modificación para módulos LoRa: https://github.com/jecrespo/RadioHead

Proyecto LoRa con Moteino

A la hora de afrontar un proyecto con LoRa para monitorizar un entorno donde no tenemos acceso a una red ethernet/wifi ni toma eléctrica, podemos planteamos usar Moteino como una solución basada en Arduino de bajo consumo y con módulos LoRa integrados.

La primera duda es que módulo de radio o transceiver usar el RFM69 o RFM95:

  • RFM69 no es LoRa usa modulación FSK en lugar de la modulación LoRa
  • RFM95 es LoRa estándar.

RFM69 y RFM95 son módulos de radio para comunicación a larga distancia, donde la velocidad de transmisión no es crítica (no se hace streaming de vídeo). Al usar modulación diferente no son compatibles entre ellos.

Estos módulos de radio vienen en cuatro variantes (dos tipos de modulación y dos frecuencias). Los RFM69 son los más fáciles de usar, y son bien conocidos y entendidos. Las radios LoRa son más potentes, pero también más caros.

Comparativa y explicación de los módulos: https://learn.adafruit.com/adafruit-rfm69hcw-and-rfm96-rfm95-rfm98-lora-packet-padio-breakouts

Transceiver Moteino: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/transceivers/

RFM69

Módulo basado en SX1231 con interfaz SPI

  • +13 a +20 dBm hasta 100 mW Capacidad de salida de potencia (salida de potencia seleccionable en software)
  • Drenaje de corriente de 50 mA (+13 dBm) a 150 mA (+20 dBm) para transmisiones, ~ 30 mA durante la escucha de radio activa.
  • Las radios RFM69 tienen un alcance de aprox. Línea de visión de 500 metros con antenas unidireccionales sintonizadas. Dependiendo de las obstrucciones, la frecuencia, la antena y la potencia de salida, obtendrá rangos más bajos, especialmente si no tiene línea de visión.
  • Crear redes multipunto con direcciones de nodo individuales
  • Motor de paquete cifrado con AES-128

Guía completa del módulo de radio RFM69: https://learn.sparkfun.com/tutorials/rfm69hcw-hookup-guide

Librería Arduino RFM69: https://github.com/LowPowerLab/RFM69

Completa información RFM69: http://www.hoperf.com/upload/rf/RFM69W-V1.3.pdf

Explicación de librería RFM69 https://lowpowerlab.com/2013/06/20/rfm69-library/

RFM95

Módulo basado en LoRa® SX1276 con interfaz SPI

  • Capacidad de salida de potencia de +5 a +20 dBm hasta 100 mW (salida de potencia seleccionable en software)
  • ~ 100mA de pico durante la transmisión de + 20dBm, ~ 30mA durante la escucha activa de la radio.
  • Las radios RFM9x tienen un rango de aprox. Línea de visión de 2 km con antenas unidireccionales sintonizadas. Dependiendo de las obstrucciones, la frecuencia, la antena y la potencia de salida, obtendrá rangos más bajos, especialmente si no tiene línea de visión.

Estos son radios de paquete LoRa de +20 dBm que tienen una modulación de radio especial que no es compatible con los RFM69 pero que puede ir mucho más lejos. Pueden ir fácilmente a la línea de vista de 2 km utilizando antenas de cable simples, o hasta 20 km con antenas direccionales y ajustes.

Completa información RFM95: http://www.hoperf.com/upload/rf/RFM95_96_97_98W.pdf

Librería: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/

SX127x Datasheet – The RFM9X LoRa radio chip itself

Librería: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/

Módulos Moteino Usados

Optamos LoRa porque da entre un 50% y 100% más de alcance.

LoRa support for Moteino: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/lora-support/

Todo sobre moteino y como programarlo: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/

Los moteino a usar con LoRa son los moteinoLR y mejor moteinoUSB-LoRa que ya tiene el interfaz USB:

Para wireless programming necesitas las flash extra: https://lowpowerlab.com/guide/moteino/wireless-programming/

Gateway

Si queremos conectar a Internet los sensores, necesitamos un gateway.

Gateway con Raspberry Pi:

Otra opción de gateway es usar un shield LoRa de dragino:

Productos de dragino: http://www.dragino.com/products/products-list.html

Cloud

Ya tenemos el nodo y el gateway, nos falta el cloud que podemos hacerlo con muchas plataformas IoT.

Thingspeak: https://thingspeak.com/

Arduino MKRFOX1200

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La apuesta de Arduino por sigfox se llama Arduino MKRFOX1200: https://store.arduino.cc/arduino-mkrfox1200 que se presentó en el Arduino Day de 2017.

Esta placa lleva un microcontrolador Atmel SAMD21 de 32 bits como el resto de la familia MKR de Arduino y un módulo Sigfox ATA8520 también de Atmel.

Microcontrolador: http://www.atmel.com/Images/Atmel-42181-SAM-D21_Summary.pdf

Módulo sgifox: http://www.atmel.com/Images/Atmel-9372-Smart-RF-ATA8520_Datasheet.pdf

Características técnicas:

Microcontroller SAMD21 Cortex-M0+ 32bit low power ARM MCU
Board Power Supply (USB/VIN) 5V
Supported Batteries 2x AA or AAA
Circuit Operating Voltage 3.3V
Digital I/O Pins 8
PWM Pins 12 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, A3 – or 18 -, A4 -or 19)
UART 1
SPI 1
I2C 1
Analog Input Pins 7 (ADC 8/10/12 bit)
Analog Output Pins 1 (DAC 10 bit)
External Interrupts 8 (0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, A1 -or 16-, A2 – or 17)
DC Current per I/O Pin 7 mA
Flash Memory 256 KB
SRAM 32 KB
EEPROM no
Clock Speed 32.768 kHz (RTC), 48 MHz
LED_BUILTIN 6
Full-Speed USB Device and embedded Host
LED_BUILTIN 6
Antenna power 2dB
Carrier frequency 868 MHz

 

IMPORTANTE: Los Arduinos con microcontrolador que integra interfaz USB como los leonardo o los SAMD21 usan Serial como el interfaz para comunicación USB y Serial1 es el puerto UART que disponen, que en el caso de los leonardo son los pines 0 y 1 y en el caso de los SAMD21 son los pines 13 y 14.

Esquematico de la placa: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/MKRFox1200-schematic.pdf

Es una placa perfecta para IoT para usar en una red celular y de bajo consumo. Ideal para proyectos donde hay movilidad. Al comprar este dispositivo obtienes una suscripción gratuita de dos años (con hasta 140 mensajes diarios) a Sigfox y acceso gratuito al servicio de geolocalización que permite hacer un seguimiento del HW sin un módulo GPS. El plan se activará automáticamente después de que se haya enviado el cuarto mensaje.

Covertura de sigfox: https://www.sigfox.com/en/coverage. La frecuencia de Sigfox es 868 MHz.

Pasado los dos años de subscripción, aunque a día de hoy no hay posibilidad de obtener una suscripción de sigfox para desarrolladores o makers, sigfox ha asegurado que se creará un plan de suscripción antes que caduquen las primeras suscripciones en abril de 2019.

La alimentación de esta placa puede ser a 5V mediante el USB o usando dos pilas AA o AAA a través de bornero, conmutando automáticamente entre las dos fuentes. Mediante el Vin también es posible alimentarlo a una fuente regulada de 5V.

La placa está diseñada para alimentarse a 3V a través del bornero, por lo tanto no es posible alimentarlo mediante una batería Li-Po o Li-Ion

Una de las principales características de esta placa es el bajo consumo, puede funcionar con dos pilas AA de 1.5V durante 6 meses con un uso normal.

El microntrolador SAMD21 se puede poner en modo sleep gracias a la librería Low Power https://github.com/arduino-libraries/ArduinoLowPower. En este caso es interesante el uso del bajo consumo que deja dormida la placa y en este modo no aparece el USB. Para despertarla hacer doble click en el botón de reset.

Al igual que el resto de Arduinos con MCU SAMD21 funciona a 3.3V y los pines no son tolerante a voltajes de 5V.

Primeros pasos con MKRFOX1200

Web oficial de Arduino MKRFOX1200:

Getting started: https://www.arduino.cc/en/Guide/MKRFox1200

Getting started SigFox: http://makers.sigfox.com/getting-started/

Librería SigFox: https://www.arduino.cc/en/Reference/SigFox

Tutorial MUY bueno de Luis Del Valle: https://programarfacil.com/blog/arduino-blog/arduino-mkrfox1200-sigfox-lpwan/

Configuración Inicial MKRFOX1200

La placa MKRFOX1200 se programa con el IDE de Arduino, pero para poder hacerlo es necesario instalar el soporte para las placas con microcontrolador SAMD. Para ello hay que ir al gestor de placas e instalar “Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)” o simplemente buscar MKRFOX en el buscador del gestor de tarjetas.

Luego seleccionar desde el menú Herramientas seleccionar la placa MKRFOX1200.

Para poder usar el MKRFOX1200 con la red de Sigfox es necesario registrarlo, para ello debe usarse el siguiente tutorial llamado primera configuración: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SigFoxFirstConfiguration

Para ejecutar el ejemplo FirstConfiguration, para ello habrá que instalar las librerias Arduino:

Los datos de nuestro modem Sigfox para registrarlo son ID y PAC. Luego hay que registrarlo en la web: https://backend.sigfox.com/activate y seguir las instrucciones de la web que es muy sencilla:

  • Poner placa y país, en España Cellnex es la empresa que tienes Sigfox.
  • Crear una cuenta o sino entrar en la que tienes.

Una vez registrado tarda unos minutos en aparecer los datos y asignará el dispositivo a tu usuario y aparecerá dentro del panel de control en la opción del menú ASSOCIATED DEVICE.

Con esto ya podemos empezar a mandar datos al backend de Sigfox.

Manejo MKRFOX1200 y Sigfox

Para empezar a usar el Arduino MKRFOX1200 y Sigfox, al igual que con cualquier otro dispositivo o librería de Arduino, lo mejor es revisar los ejemplos que vienen al instalar el soporte para esta placa: https://github.com/arduino-libraries/SigFox/tree/master/examples

Para poder acceder a los ejemplos seguir: Archivo – Ejemplos – Arduino Sigfox for MKR1200

El primer ejemplo es FirstConfiguration que ya hemos visto: https://github.com/arduino-libraries/SigFox/blob/master/examples/FirstConfiguration/FirstConfiguration.ino

Después de registrar el MKRFOX1200, para probar el funcionamiento de la placa puede usarse el ejemplo Sigfox Event Trigger donde se manda un mensaje de alarma de dos fuentes diferntes conectadas los pines de interrupción 0 y 1: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SigFoxEventTrigger

Más información: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SigFoxEventTrigger

Podría usarse para conectar un sensor de puerta y uno de ventana y cada vez que se abra mande un mensaje. Luego para que mande un correo o SMS habrá que configurar el callback en el backend de Sigfox.

Otros ejemplo son:

Otros ejemplo de monitores de condiciones atmosféricas:

Librería Sigfox

Arduino, además de ofrecernos un HW con Sigfox a buen precio, nos da una librería muy fácil de usar y más aun a quienes están acostumbrados a la programación de Arduino.

SigFox – Esta librería permite el uso de transceiver de Sigfox ATAB8520E en las placas Arduino MKRFOX1200.

Librería: https://www.arduino.cc/en/Reference/SigFox

  • begin() – Inicializa el módulo Sigfox
  • beginPacket() – Comienza el proceso de mandar un paquete
  • write() – Manda datos binarios al backend de Sigfox
  • print() – Manda caracteres al backend de Sigfox
  • endPacket() – Finaliza el proceso de enviar paquetes iniciado con beginPacket()
  • parsePacket() – Comprueba la presencia de un paquete Sigfox antes de leer.
  • SigVersion() – Devuelve la versión de firmware del módulo
  • ID() – Devuelve el Sigfox ID del módulo que es único
  • PAC() – Devuelve el PAC del módulo, que es la clave secreta correspondiente al ID. El PAC no es transferible y debe regenerarse al cambiar de dueño el módulo.
  • reset() – resetea el módulo de sigfox
  • internalTemperature() – Devuelve la temperatura del sensor interno
  • debug() – Habilita el debug y deshabilita las funciones de ahorro de energía.
  • noDebug() – Deshabilita el debug
  • available() – Devuelve el número de bytes disponibles para leer.
  • read() – Lee los datos entrantes de Sigfox.

Callbacks

Un callback se puede traducir como una llamada de vuelta, devolución de llamada o una retrollamada. Es una de las configuraciones más importantes de un DEVICE TYPE ya que nos permite añadir, modificar o eliminar Callbacks. Los callbacks van asociados a los DEVICE TYPE y no a los DEVICES.

Sirve para enviar todos los datos que recibimos desde este DEVICE TYPE a otro sitio. El caso típico es poder llamar a alguna plataforma del IoT. Si por ejemplo queremos hacer una gráfica de las temperaturas, en el backend de SigFox no podemos hacer esto. Por eso existen las Callbacks para reenviar todos esos datos a una plataforma que permita gestionar esa información y dar un aspecto visual más atractivo.

Sigfox hace que sea fácil recoger los datos enviados por los dispositivos del servicio en la nube mediante el uso de callbacks. Las callbacks son un servicio que permite a Sigfox enviar un evento a un servidor externo después de recibir el evento. Por ejemplo, un dispositivo podría enviar un mensaje Sigfox al ocurrir un evento (una ventana abierta), es posible recibir una notificación una vez que se haya producido este evento. Esta sería la idea de usar un callback. El servidor Sigfox transmitirá el mensaje a través de una solicitud POST / GET a su propio servidor o enviar un correo electrónico. Además de definir su propio servidor y sus datos, Sigfox también le permite transferir sus datos con de forma simplificada como AWS IoT y Microsoft Azure.

Para configurar un callback personalizado, debe estar el dispositivo y cuenta registrados y configurado un dispositivo con un tipo de dispositivo y grupo.

Navega a la pestaña ‘Tipo de dispositivo’ en la barra de navegación. Luego, busca el Tipo de dispositivo de tu dispositivo y haz clic en el botón de filtro. Seleccione el ‘Nombre’ del dispositivo dentro de la entrada de búsqueda. Lo llevarán a la página ‘Información’. Desde aquí puede ver todos los datos sobre el dispositivo que configuró. Ahora navegue a ‘callback’ en el lado izquierdo de la página. Si esta es la primera vez que configura una callback, la página debe estar vacía. Haga clic en el botón ‘Nuevo’ en la esquina superior derecha y se le mostrará una lista de los diferentes tipos de devoluciones de llamadas

Haga clic en el elemento ‘Callbacks personalizados’. Ahora tendrá una página similar a la siguiente, con varias opciones de configuración diferentes.

Los campos a rellenar son:

  • Custom Payload Config. Este campo permite especificar cómo desea que Sigfox decodifique el mensaje de su dispositivo.
  • Body: Este es el contenido principal del mensaje. Se puede especificar cualquier dato personalizado dentro de la carga útil. Puede ver todas las variables disponibles en la sección Sintaxis de URL.

Más información: http://makers.sigfox.com/getting-started/

Estas callbacks transfieren todos los datos recibidos desde los dispositivos asociados a este DEVICE TYPE a una infraestructura externa. Para obtener más información, consulte la documentación. Callback documentation: https://backend.sigfox.com/apidocs/callback

Callback para mandar un correo:

Callback para mandar los datos a una web/base de datos externa:

Esta es la llamada a la API: https://www.aprendiendoarduino.com/servicios/SMS/saveSMS.php?telefono=6359871xx&mensaje=alarm_bike_{device}_lat_ {lat}_long_{lng}&pin=xxxx

Día 8. Bibliotecas

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Día 8. Bibliotecas Arduino

4.3 – Interrupciones
4.5 – Arduino Watchdog
3.12 – Librerías Arduino

Más Cosas

Recibir datos de una IMU vía Bluetooth con Arduino y Linux: http://robologs.net/2015/09/10/recibir-datos-de-una-imu-via-bluetooth-con-arduino-y-linux/

Proyecto interesante: https://create.arduino.cc/projecthub/twob/self-balancing-robot-using-blubug-8894c6. Ver estas librerías usadas:

  • #include <PID_v1.h>
  • #include <LMotorController.h>
  • #include “I2Cdev.h”
  • #include “MPU6050_6Axis_MotionApps20.h”

Arduino.cc y Arduino.org. Los dos Arduinos

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A principios de 2015 se produjo una división dentro de Arduino y desde entonces han aparecido bastante cambios para los usuarios de Arduino, principalmente que ha aparecido una nueva marca llamada “Genuino” y una nueva web oficial de Arduino www.arduino.org. Pero no solo es que haya dos páginas web oficiales de Arduino, sino que ahora hay dos entornos de programación y han aparecido nuevos modelos de placas Arduino pero fabricadas por diferentes empresas.

En este momento hay dos páginas oficiales de Arduino: www.arduino.cc y www.arduino.org, la primera es la que nació originalmente y la segunda es la que se creó a raiz del la división entre el equipo creador de Arduino y la empresa que fabricaba el Hardware en Italia.

Cada una de estas webs tienen placas Arduino diferentes, IDEs diferentes y marcas diferentes con la aparición de Genuino en Europa. Esto puede causar cierta confusión a los usuarios de Arduino y vamos a aclararlo en este post.

Un poco de Historia

Arduino LLC fue la compañía creada por Massimo Banzi, David Cuartielles, David Mellis, Tom Igoe and Gianluca Martino en 2009 y es la propietaria de la marca Arduino. Las placas Arduino eran fabricadas por una spinoff llamada Smart Projects Srl creada por Gianluca Martino. En noviembre de 2014 cambiaron el nombre de la empresa que manufactura las placas Arduino de Smart Projects Srl a Arduino Srl y registraron el dominio arduino.org, esto fue el inicio de la división que se produjo poco después.

Hasta principios de 2015 la web oficial de Arduino era www.arduino.cc mantenida por los creadores de Arduino y todo su equipo. En febrero de 2015 se hizo público la ruptura entre los fundadores de Arduino y el fabricante de las placas de Arduino liderado por Gianluca Martino, comenzando este una nueva dirección del proyecto Arduino.

Más información en estos enlaces:

Otros enlaces muy interesantes que explican la historia de la separación de Arduino y el origen de Arduino con Wiring y su creador Hernando Barragán:

En mayo de 2015 Massimo Banzi anunció la nueva marca de Arduino y el nuevo desarrollo de Arduino en la Maker Faire Bay Area 2015. Ver: https://blog.arduino.cc/2015/05/22/the-state-of-arduino-a-new-sister-brand-announced/

A partir de esta ruptura, durante 2015 se vieron muchos cambios en ambas páginas web, mejoras notables en el IDE oficial de Arduino de www.arduino.cc y la aparición de dos nuevos IDEs de Arduino desde www.arduino.org, uno como un fork del original y otro un nuevo desarrollo de arduino.org llamado Arduino Studio escrito de nuevo completamente en javascript y basado en Brackets, pero que aun está en versión alpha.

Podemos resumir que ahora mismo hay dos empresas: Arduino LLC con Massimo Banzi y los demás co-fundadores de Arduino y Arduino SRL con Gianluca Martino y Federico Musto, este último no perteneciente al equipo original e incorporado posteriormente.

Las marcas Arduino

Puesto que las placas Arduino son open source, cualquiera puede hacer una placa Arduino compatible o incluso una copia exacta, sin embargo el nombre, la marca Arduino y el logotipo están protegidos: https://www.arduino.cc/en/Trademark/HomePage.

Ahora mismo en europa la marca y el logo arduino es usado por arduino.org y en USA es usado por arduino.cc. Por este motivo en europa arduino.cc ha sacado una nueva marca llamada GENUINO y un nuevo logo.

Genuino es una marca de arduino.cc creada por los fundadores de Arduino y usada para las placas y productos vendidos fuera de Estados Unidos.

Más información en: https://www.arduino.cc/en/Main/GenuinoBrand

Por lo tanto cuando vemos una placa genuino, se trata de una placa Arduino. Se puede decir que Arduino y Genuino son lo mismo pero por temas legales debe tener un nombre/marca diferente.

Las dos webs a fondo

www.arduino.cc es el sitio original de Arduino de los creadores de Arduino y www.arduino.org es un “fork” creado por la empresa que fabricaba las placas Arduino. Ambas páginas tratan sobre Arduino pero fabrican placas diferentes, nos ofrecen IDEs diferentes y contiene información de cada uno de sus productos.

Arduino.cc

Como hemos dicho es la web original de Arduino y la que conocen bien todos los que han trabajado con Arduino. Los elementos más importantes de esta web son:

La web de arduino.cc ha evolucionado mucho en los meses posteriores a la división de Arduino. Ha cambiado la imagen y han actualizado y añadido los contenidos. Se pueden ver las novedades en la entrada del blog de arduino.cc: https://blog.arduino.cc/2015/09/11/keeping-the-arduino-website-in-motion/

Arduino.org

Web oficial de la marca Arduino fuera de USA. Los elementos más importantes de esta web son:

El Hardware Arduino

La división de Arduino en dos partes ha provocado que haya dos tipos de placas con marcas diferentes como hemos visto. En la página arduino.org se encuentra disponibles productos que en el arduino.cc no están y viceversa.

arduino.cc tiene un acuerdos con adafruit y seeedstudio para manufacturar sus placas y también tiene nuevos acuerdos para usar MCUs de Intel además de los de Atmel, como el arduino 101 con chip intel curie.

Anuncios de los acuerdos de arduino.cc

Las placas oficiales para Europa de genuino son:

Para el mercado europeo no ofrece actualmente shields, pero pueden verse todas las placas y shields de Arduino en: https://www.arduino.cc/en/Main/Products

En cada uno de los enlaces tenemos amplia información de cada placa y todo tipo de documentación sobre ellas, que es imprescindible leer antes de comenzar a usarlas.

arduino.org es fabricante de sus placas en Italia y se habló de conversaciones para fabricar con Panasonic y Bosch para expandir por el mundo la fabricación de placas Arduino y reducir su coste según http://readwrite.com/2015/03/18/arduino-open-source-schism/

Las placas de arduino.org disponibles son:

Las shields oficiales de arduino.org están en http://www.arduino.org/products/shields donde también han aparecido novedades como la segunda versión del Ethernet Shield y del GSM Shield

Los IDEs de Arduino

Por supuesto Arduino no es solo Hardware, sino también el software que nos facilita programar el microcontrolador. Esta división en el hardware también se ha visto reflejada en la división de software apareciendo nuevos IDEs de arduino.cc y arduino.org.

Una consecuencia de esta división es que las placas de arduino.org pueden no funcionar con el IDE original de arduino.cc y al contrario. Pero si solo queremos usar un IDE o nos gusta uno más que otro, siempre se pueden hacer pequeñas modificaciones en el IDE para poder usar las placas de un arduino en el IDE del otro arduino.

El listado de placas soportadas por cada IDE difiere un poco:

Placas IDE arduino.cc Placas IDE arduino.org
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2016-03-19 (21)

 2016-03-19 (19)

Lo más probable es que haya problemas con los Arduinos nuevos que vayan saliendo, pero con los arduinos anteriores a la división de Arduino seguirán siendo soportados en ambos IDEs.

También es posible que cada uno de los IDEs de arduino.cc y arduino.org tengan versiones diferentes de las librerías que tienen incluidas, esto nos puede traer problemas al usar un sketch en un IDE o en otro y habrá que tenerlo en cuenta.

Puede que nos aparezcan avisos de placas no certificadas al usar un IDE diferente del fabricante de la placa como el que se añadió en: https://github.com/arduino/Arduino/commit/39d1dfc9995e75e858fa238c7c8881ee2d7679c6

Esto se debe a que arduino.cc y arduino.org tienen su propio identificador de USB (vendor ID) y lo detectan los IDEs. También puede pasar con falsificaciones o clones de placas arduino. El vendor ID para arduino.cc es 0x2341 y por ejemplo para el Arduno UNO el product ID es 0x0001. El vendor ID para arduino.org es 0x2A03 que pertenece a la empresa Dog Hunter AG.

IDE Arduino.cc: Es el IDE original de Arduino pero que desde la aparición de la versión 1.6.2 hay grandes mejoras que incluyen la gestión de librerías y gestión de placas muy mejoradas respecto a la versión anterior y avisos de actualización de versiones de librerías y cores.

Arduino Create de Arduino.cc: Es un IDE online que actualmente está accesible  de forma privada en modo beta testing desde https://create-staging.arduino.cc/.

Un IDE online te permite tener siempre la versión actualizada del propio IDE, librerías y cores de las MCUs, así como guardar online los sketches en la nube.

Más información de Arduino Create:

Para usarlo es necesario usar un agente e instalarlo en el ordenador. Código fuente del agente: https://github.com/arduino/arduino-create-agent

IDE Arduino.org: Se trata de un fork del IDE de arduino.cc que a su vez deriva de Wiring http://wiring.org.co/. Este IDE no dispone de la gestión mejorada de librerías y placas.

Ambos IDEs son actualmente muy similares a simple vista, pero en el interior hay varias diferencias.

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Más información en: http://labs.arduino.org/Arduino%20IDE

IMPORTANTE: la versión del IDE de arduino.org es actualmente la 1.7.8, puede llevar a error y pensar que es una versión superior al IDE de arduino.cc que va por la version 1.6.8, pero no es cierto, se trata de un IDE difrente, es más, el IDE de arduino.org está menos evolucionado que el IDE de arduino.cc.

Ver Issue: https://github.com/arduino-org/Arduino/issues/2

IMPORTANTE: si ya tienes instalado el IDE de arduino.cc, el instalador del IDE de arduino.org trata de desinstalarlo como si fuera una versión anterior, cuando realmente es un IDE diferente. Por este motivo es mejor hacer una instalación manual del IDE de arduino.org en lugar de usar el instalador.

Las preferencias y la ruta donde se guardan los sketches y librerías en los dos IDEs difiere y su configuración es importante si vamos a tener en nuestro ordenador conviviendo ambos IDEs y queremos que compartan librerías y sketches.

Para el IDE de arduino.cc, desde la pantalla de preferencias del IDE configuramos la ruta donde se guardan los sketches y librerías, de forma que al instalar una actualización mantenemos todos los datos o si instalamos varios IDEs van a compartir estos datos.

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  • Las preferencias se guardan en: C:Usersnombre_usuarioAppDataLocalArduino15, así como el listado de librerías y placas disponibles desde el gestor de librerías y tarjetas.
  • Los sketches y librerías se guardan en C:Usersnombre_usuarioDocumentosArduino

Para el IDE de arduino.org las preferencias son:

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  • Las preferencias se guardan en: C:Usersnombre_usuarioAppDataRoamingArduino15preferences.txt, cuya ruta es diferente al IDE de arduino.cc y por lo tanto no comparten preferencias.
  • Los sketches y librerías se guardan en C:Usersnombre_usuarioDocumentosArduino, que lo comparte con el IDE de arduino.cc por lo que disponemos de los mismo sketches y librerías en ambos IDEs, pero podemos cambiar esta configuración para separar ambos IDEs.

Arduino Studio de Arduino.org: Es un nuevo entorno de desarrollo open source, se encuentra en version Alpha. Es un nuevo IDE totalmente diferente al IDE original y creado desde cero. Está escrito en Javascript y basado en Brackets: http://brackets.io/  

De momento es una versión en prueba, pero habrá que seguir su evolución. Su filosofía es: “Just one editor for all the environments”

Esta imagen define la estrategia de arduino.org en cuanto a los IDEs:

Además de los entornos de programación que nos ofrecen arduino.cc y arduino.org, tenemos otro apartado de software difreneciado que es el Sistema Operativo basado en Linux que corre dentro de los Arduinos con procesador MIPS Qualcomm Atheros como el Yun o el Tian.

arduino.cc distribuye para los Arduino Yun el openwrt-yun en su version 1.5.3.

Para descargarlo: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Instrucciones para instalarlo: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/YunSysupgrade

La librería usada para comunicar el microcontrolador con linux se llama Bridge:

arduino.org usa LininOS que es una distribución Linux basada en OpenWRT e integrado con LininoIO. LininoOS es usado por Arduino Yun, Yun Mini, Tian e Industrial 101

LininoIO es un framework capaz de integrar las capacidades de un microcontrolador dentro de un entorno Linux. Es posible escribir una aplicación en Python, Node.js, etc… usando LininiOS para controlar completamente la MCU y los dispositivos conectados.

La librería usada para comunicar el microcontrolador con linux se llama Arduino Ciao. Simplifica la interacción entre el microcontrolador y LininoOS permitiendo su conexión la mayoría de protocolos y servicios de terceros.

Más información: http://labs.arduino.org/Ciao

Ciao se divide en dos partes:

Cómo funciona Ciao:

La librería Ciao aún está en desarrollo. El reference de la librería está en:

Guía de inicio con Ciao: http://labs.arduino.org/Ciao+setup

Más información sobre linino: http://www.linino.org/

Placa linino: http://www.linino.org/product/linino-one/

Agenda Arduino/Genuino Day 2016 Logroño

Publicado el Deja un comentarioPublicada en Arduino, Arduino Day, Hardware, IDE, Librerías Arduino, Sketch, Software, Taller

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Web oficial del Arduino Day: https://day.arduino.cc

Cuando: Sábado 2 de abril de 2016

Donde: Think Tic (Avda. Zaragoza 21, Logroño)

Inscripciones: aquí

Si trabajas o eres una empresa que distribuyes o desarrollas con productos Arduino/Genuino y quieres mostrar lo que haces en el taller del Arduino/Genuino Day, ponte en contacto con aprendiendoarduino@gmail.com para participar.

Evento: De 9.30 a 13.30 – TALLER INICIACIÓN “Conoce Arduino y da tus primeros pasos sin necesidad de Programar” en el Aula 7 del Think Tic.

Como: Ven con tu portátil, tu Arduino/Genuino y el cable USB para conectarlos. Da tus primeros pasos con Arduino sin necesidad de saber programar.
También puedes traer algunos LEDs, resistencias, sensores, jumpers, protoboard, etc… para usarlos con Arduino y modulos wifi o ethernet para conectar tu Arduino a Internet.

Por Qué: Para celebrar el Arduino/Genuino Day en Logroño con un taller para iniciarse en el mundo del Hardware Libre con Arduino/Genuino

Detalle: Taller de 4 horas con el objetivo conocer Arduino/Genuino y hacer funcionar los primeros programas en Arduino.

Contenido del TallerTodo el contenido del taller está disponible públicamente con licencia CC en http://aprendiendoarduino.com/wordpress/arduino-day/, así como la documentación, tutoriales y código.

Qué Veremos en el Taller:

  • Qué es Arduino/Genuino y el HW libre
  • Diferentes Arduinos para Diferentes Necesidades
  • Shields Arduino
  • Software Arduino
  • Instalación Software Arduino (IDE)
  • Primeros Programas con Arduino
  • Librerías Arduino
  • Comunidad Arduino
  • Proyectos con Arduino
  • IoT y Arduino
  • Muestra de productos y desarrollos de Arduino

NOTA: Imprescindible que cada participante traiga su propio portátil.

Si no dispones de un Arduino, disponemos de unas pocas unidades para que puedas seguir el taller.

Cartel del evento

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