Electrónica-arduino: diciembre 2018

domingo, 30 de diciembre de 2018

Servidor web con ESP8266

Hoy les traigo la continuación del servidor simple, la idea es poder interactuar con el micro a través de una interfaz web. En este ejemplo vamos a encender y apagar el led del ESP8266 de forma remota, también se pueden agregar hojas de estilo y me imagino que también se puede agregar código en javaScript (después de todo lo que hay que hacer es mandar texto al navegador para que lo interprete), el único cuidado que hay que tener es escribir el html, el css y lo que necesiten uno a continuación del otro.

Para recuperar variables de la página web hay que hacerlo de la siguiente forma:

  servidorweb.on("/", []()
  {
    String estado = servidorweb.arg("estado");
    if(estado == "ON")
    {
      digitalWrite(2, LOW);
    }
    else if(estado == "OFF")
    {
      digitalWrite(2, HIGH);
    }
    servidorweb.send(200, "text/html", HTMLpage);
  });

con el ".arg()" recuperamos el valor de la variable que pongamos entre paréntesis, luego podremos trabajar en función de eso.

El código total quedaría de la siguente forma:

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <DNSServer.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

ESP8266WebServer servidorweb(80);

const char* red = "red"/*ingrese aquí el nombre de id*/;
const char* contra = "contra"/*ingrese aquí la contraseña*/;
String HTMLpage =

  "<!DOCTYPEhtml>"
  "<html>"
    "<head>"
      "<title>"
        "Tutorial de servidor web"
      "</title>"
    "</head>"
    "<h3>"
      "Esto es un servidor web (de ejemplo)<br>"
      " con el micro ESP8266 para controlar<br>"
      " el led integrado en la placa."
    "</h3>"
    "<form action=\"/\" method=\"post\">"
      "<td><button name=\"estado\" type=\"submit\" class = \"button\" value=\"ON\">ON</button></td>"
      "<td><button name=\"estado\" type=\"submit\" class = \"button\" value=\"OFF\">OFF</button></td>"
    "</form>"
  "<html>";

void setup() {

  Serial.begin(115200);
  pinMode(2, OUTPUT);

  WiFi.begin(red, contra);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  
  Serial.println("");
  Serial.print("Conectado a");
  Serial.println(red);
  Serial.print("Dirección IP:");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  servidorweb.on("/", []()
  {
    String estado = servidorweb.arg("estado");
    if(estado == "ON")
    {
      digitalWrite(2, LOW);
    }
    else if(estado == "OFF")
    {
      digitalWrite(2, HIGH);
    }
    servidorweb.send(200, "text/html", HTMLpage);
  });

  servidorweb.begin();
}

void loop() {
  
  servidorweb.handleClient();
  
}

Recordemos que la página va a estar montada sobre la dirección ip 192.168.4.1, por lo que hay que ingresar ahí para ver la página. Si bien la página y el código son muy sencillos, como mencioné antes, se puede agregar javaScript y css para que la página sea más interesante, pero hay que tener en cuenta que si queremos agregar librerías o frameworks de JS la memoria del microcontrolador va a empezar a escasear. En teoría se podría agregar una memoria externa (ej. una microSD) para almacenar la página web con todas las librerías y demás. A continuación les dejo cómo luce la página que acabamos de hacer.

Básicamente cuando presionamos los botones se "manda" al argumento "estado" el valor "ON" u "OFF" el cuál el servidor va a procesar para prender o apagar el led. Como los estados del ESP8266 están negados el estado low va a encender el led y el high lo va a apagar.

domingo, 23 de diciembre de 2018

Módulo GPS

Hoy les traigo el módulo gps neo6m.
Primero hablemos sobre lo que es el gps, es un sistema de posicionamiento global (uno de varios), el cual está compuesto por una costelación de satélites que emiten señales con ciertos datos, como por ejemplo la hora. Luego estos datos se procesan, conociendo la identifiación de cada satélite, la hora, la intensidad de la señal recibida y algunas cosas más, se puede conocer la posición del dispositivo que recibe estas señales; esto se logra con trigonometría, por lo que para conocer la posición exacta de algo como mínimo se van a necesitar tres satélites, y cuantos más haya el sistema va a ser más preciso.
El gps utiliza longitud y latitud y divide a la tierra en 4 partes, cada una de 90 grados, si obvservamos un mapa:

podremos ver que estas divisiones ya existen hace tiempo, por lo que agregando unos cuantos ceros detrás de la coma obtendremos distancias muy precisas, cada grado corresponde a 111,1 km (es periódico ese valor, es decir que tiene infinitos unos detrás de la coma) y por ejemplo un metro son 0,000009 grados, cien metros son 0,0009 grados y así sucesivamente. Cuántos más ceros haya detrás de la coma, más precisas van a ser las mediciones.
Para comenzar a utilizar el módulo, primero vamos a utilizar un programa que nos permita utilizar un arduino como un puente serie entre el dispositivo y la computadora (básicamente generamos un puerto serie en dos pines del arduino, en el cuál vamos a conectar el gps, y luego conectamos el arduino a la computadora, no hay que conectar el módulo de gps a los pines 0 y 1), lo que nos va a mandar el gps va a ser algo similar a lo siguiente:

$GPRMC,081836,A,3751.65,S,14507.36,E,000.0,360.0,130998,011.3,E*62
$GPRMC,225446,A,4916.45,N,12311.12,W,000.5,054.7,191194,020.3,E*68
225446 Time of fix 22:54:46 UTC
A Navigation receiver warning (A = OK, V = warning)
4916.45,N Latitude 49 deg. 16.45 min North = 49°16'45''
12311.12,W Longitude 123 deg. 11.12 min West = 123°11'12''
000.5 Speed over ground, Knots
054.7 Course Made Good, True
191194 Date of fix 19 November 1994
020.3,E Magnetic variation 20.3 deg East
*68 mandatory checksum

Como hay un montón de datos, lo más fácil es utilizar una librería para interpretarlos, puesto que ya alguien se encargó de depurar esos datos y fue lo suficientemente gentil para compartirlo con el mundo vamos a utilizarla, se llama tinyGPS, vamos a utilizar uno de los tres ejemplos:

#include <SoftwareSerial.h>
#include <TinyGPS.h>

/*

   This sample code demonstrates the normal use of a TinyGPS object.
   It requires the use of SoftwareSerial, and assumes that you have a
   4800-baud serial GPS device hooked up on pins 4(rx) and 3(tx).
*/

TinyGPS gps;
SoftwareSerial ss(4, 3);

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  ss.begin(4800);
  
  Serial.print("Simple TinyGPS library v. "); Serial.println(TinyGPS::library_version());
  Serial.println("by Mikal Hart");
  Serial.println();
}

void loop()
{
  bool newData = false;
  unsigned long chars;
  unsigned short sentences, failed;

  // For one second we parse GPS data and report some key values
  for (unsigned long start = millis(); millis() - start < 1000;)
  {
    while (ss.available())
    {
      char c = ss.read();
      // Serial.write(c); // uncomment this line if you want to see the GPS data flowing
      if (gps.encode(c)) // Did a new valid sentence come in?
        newData = true;
    }
  }

  if (newData)
  {
    float flat, flon;
    unsigned long age;
    gps.f_get_position(&flat, &flon, &age);
    Serial.print("LAT=");
    Serial.print(flat == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE ? 0.0 : flat, 6);
    Serial.print(" LON=");
    Serial.print(flon == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE ? 0.0 : flon, 6);
    Serial.print(" SAT=");
    Serial.print(gps.satellites() == TinyGPS::GPS_INVALID_SATELLITES ? 0 : gps.satellites());
    Serial.print(" PREC=");
    Serial.print(gps.hdop() == TinyGPS::GPS_INVALID_HDOP ? 0 : gps.hdop());
  }
 
  gps.stats(&chars, &sentences, &failed);
  Serial.print(" CHARS=");
  Serial.print(chars);
  Serial.print(" SENTENCES=");
  Serial.print(sentences);
  Serial.print(" CSUM ERR=");
  Serial.println(failed);
  if (chars == 0)

  {
    Serial.println("** No characters received from GPS: check wiring **");

}
}

Este ejemplo nos entrega los datos separados, por lo que podríamos implementarlo en cualquier proyecto que necesite gps.
Hay otra librería llamada tinyGPS plus, del mismo creador, que en teoría nos ofrece más cosas, como por ejemplo usar el glonass (el análogo ruso del gps).

domingo, 16 de diciembre de 2018

ESP8266 y ILI9341

Hoy les traigo cómo utilizar el display gráfico (y a color!) basado en el driver ILI9341, el display gráfico en cuestión es uno de 2,2" y cuenta con un lector de memorias SD (que de momento no vamos a utilizar). Se maneja bajo el protocolo de comunicación SPI. La diferencia más notoria entre este display y el SPFD5408 es la velocidad con que se maneja, si bien el SPFD5408, al igual que el ILI9341, admite el uso de SPI como protocolo de comunicación lo que pude ver es que la velocidad con la que se refresca la pantalla es muchísimo más alta. Otra clara ventaja es que usa menos pines (aunque no probé el SPI de la SPFD5408, en su configuración "base" de hardware la cantidad de pines es menor), aunque no todo son ventajas, el ILI9341 no cuenta con una una entrada táctil, por lo que debemos desarrollar algo para que poder interactuar con el micro de ser necesario.

Como vamos a utilizar el ESP8266 para usar con este módulo vamos a necesitar una librería especial para este micro. El mapa de los pines utilizados es el siguiente:

DISPLAY NodeMCU

SDO/MISO D6 (no conecta si no se "lee" el display)
LED VIN (or 5V, see below)
SCK D5
SDI/MOSI D7
DC (RS/AO) D3
RESET D4 (o RST, depende de la configuración)
CS D8 (o RST, depende de la configuración)
GND GND (0V)
VCC 5V or 3.3V

Como es muy sencillo utilizar este display con los códigos de ejemplo que vienen con la librería debería bastar para que puedan entender la base. De todas formas les comento que esta librería posee un archivo que sirve para realizar algunas configuraciones, como por ejemplo:

*qué driver tiene la pantalla (en nuestro caso es la ILI9341)
*configuraciones especiales para ciertos drivers
*modificar los pines que se utilizan para la comunicación (los pines que se pueden evitar usar)
*qué fuentes se utilizan
*la frecuencia del SPI

Hay bastantes configuraciones disponibles con esta librería para adaptarla al proyecto que deseemos (más que nada para la optimización de la memoria del microcontrolador, y velocidad de la pantalla).

Algunos de los comandos útiles para el uso de este display son los siguientes:

drawPixel(x, y, color): este comando dibuja un pixel en la posición X e Y (que son del tipo UINT) y de color especificado en esa variable (también UINT, el color va a ser de 16 bits, 5 rojos, 6 verdes y 5 azules, utiliza la codificación RGB565 y se pueden generar con este programita)
fillScreen(color): útil para llenar toda la pantalla con un color.
drawLine(x0, y0, x1, y1, color): dibuja una línea entre los puntos (x0, y0) y (x1, y1) del color especificado.
draw/fillRect(x, y, medidaX, medidaY, color): dibuja un rectángulo con punto de inicio en (x, y) y de medidas de medidaX y medidaY, si es draw lo dibuja sin fondo, y si es fill es con fondo, el color hace referencia al color de lo que dibuja.
draw/fillRect(x, y, r, color): dibuja un círculo con centro en (x, y) de radio r y con el color pasa lo mismos que con el punto anterior.
drawString(texto, x, y, fuente): escribe el texto con puntos iniciales en (x, y) y con una fuente que como un valor genérico podría ser el 2.

Hay una lista muy larga de comandos que habría que explicar uno a uno, pero con los explicados arriba debería bastar para entender la dinámica básica del funcionamiento de la librería.

domingo, 9 de diciembre de 2018

Alarma de gas y humo con gsm

Antes que nada, no me hago cargo de cómo se use la información de este post, es meramente educativa.

Hoy les traigo un código que tengo hace bastante (lamentablemente no tengo fotos del sensor y demás), funciona con un módulo detector de gas y humo (de la serie mq-xxx), el módulo gsm800 y un arduino nano. El código es sencillo, cuando se lee que la cantidad de gas en el aire supera cierto valor, el micro activa una alarma visual y sonora, además de desconectar un pin (esto es porque la idea era usarlo con una electroválvula controlada con un relé, por lo que el pin que se desconecta debería ir al relé) y luego de un tiempo (10 segundos) si se sigue detectando gas o humo se envía un mensaje de texto al número programado.
Este equipo está diseñado para bajos caudales de gas (de humo no porque no existe riesgo de que explote e inutilice el equipo), por ejemplo una hornalla o en el caso más extremos una estufa.

Obviamente este equipo no está destinado a armarse porque tiene muchísimas fallas, desde un principio no tiene ninguna redundancia, por lo que si falla algo no hay una segunda instancia verificando.

A continuación les dejo el código:

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX
long tiempo;

int pin_led_verm = 3; //led indicador de electrovalvula de gas conectada
int pin_buzzer = 2;   //sonido y señalización luminosa indicadora de alarma
int pin_d0 = 4;
int pin_a0 = A7;
int nivel_sensor = 100;

void setup ()
{
  pinMode(pin_d0, INPUT);
  pinMode(pin_a0, INPUT);
  pinMode(pin_led_verm, OUTPUT);
  pinMode(pin_buzzer, OUTPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13, HIGH);
  Serial.begin(9600);

//------------------------------------------------------//  

  mySerial.begin(9600);
  delay(20000);
  Serial.println("encendido");
  comando ("at");
  delay(20000);
  comando ("ATI+CMEE=2");         //pone el modo de los errores en texto
  comando ("at");                 //
  comando ("ati");                //obtiene nombre del módulo y versión
  comando ("at+ccid");            //obtiene el número de la tarjeta sim
  comando ("at+cbc");             //obtiene el estado de la batería
  comando ("at+csq");             //obtiene la fuerza de la señal
  comando ("at+cops?");           //obtiene la conección de la red
  mySerial.print("AT+CMGF=1\r");  //modo texto
  Serial.println("fin del informe");

}

void loop ()
{
  int valor_digital = digitalRead(pin_d0);
  int valor_analogico = analogRead(pin_a0);
  Serial.print("valor digital: ");
  Serial.print(valor_digital);
  Serial.print(" valor analogico: ");
  Serial.println(valor_analogico);
  if(valor_analogico > nivel_sensor)
  {
    digitalWrite(pin_led_verm, LOW);  //corta electroválvula de gas
    digitalWrite(pin_buzzer, HIGH);   //suena alarma visual y audible

    /*
     * verifico que haya durante 10 segundos gas antes de enviar
     * el mensaje.
     */
    for(int i = 0; i < 11; i++)
    {
      digitalWrite(13, LOW);
      if(i == 10 && analogRead(pin_a0) > nivel_sensor)
      {
        digitalWrite(13, HIGH);
        Serial.print("mandando mensaje");
        mensaje ();
        Serial.print("mensaje enviado");
      }
      delay(800);
    }
  }
  else
  {
    digitalWrite(pin_led_verm, HIGH); //válvula conectada
    digitalWrite(pin_buzzer, LOW); //Sonido y led silenciado
  }
}

void mensaje ()
{
  /*
   * si se quieren agregar varios números hay que
   * hacerlo en la variable numero y separarlos por
   * comas.
   */
  char* numero[]={"54911*******"};
  
  Serial.println("envio de sms");

  delay(200);

  for(int i = 0; i < sizeof(numero); i++)
  {
    Serial.println(i);
    delay(200);
    mySerial.print ("AT+CMGS=\"+");
    mySerial.print (numero[i]);
    mySerial.println ("\"");
    delay(200);
    mySerial.write('\r');
    delay(200);
    mySerial.print("alarma de gas o humo");
    delay(300);
    mySerial.write(0x1A);
    delay(7000);
  }
  Serial.println("fin del informe");
}

void comando (char com[40])
{
  mySerial.write(com);
  mySerial.write('\r');
  delay(200);
  while (mySerial.available())
  {
    Serial.write(mySerial.read());
  }
}

domingo, 2 de diciembre de 2018

manejo de potencia con relé de estado sólido

Bueno, siguiendo con el tema de la semana pasada, hoy voy a hablarles sobre cómo manejar potencia utilizando un relé de estado sólido. Para empezar el modelo de relé que vamos a ver es el S202S02 de la empresa sharp, este relé es capaz de conducir hasta 8 amperes y 600v y la parte de potencia está aislada de la de control (al igual que el moc3021 está optoacoplado), por lo que para controlarlo hay que encender o apagar un led. Un circuito de aplicación sería el siguiente, en donde la parte de control está manejada por un microcontrolador (el único circuito que pude encontrar fue el siguiente, lamentablemente está en inglés y fue sacado de la hoja de datos):

La ventaja de este componente por sobre un relé convencional es que el tiempo de conmutación es muchísimo más alto, al no ser mecánico se reduce el ruido (tanto eléctrico como mecánico), no es necesario aumentar la tensión para controlarlo (esto lo destaco porque si bien existen comercialmente los relés con un control de 5v o 3,3v no se consigue tan fácilmente, la mayoría son de 12v) y la corriente necesaria para excitarlo puede ser entregada por casi cualquier microcontrolador. Como desventaja tiene que es más delicado (una variación de 1v en la entrada puede quemar la etapa de control aunque hay modelos que admiten un rango de tensiones ridículas) y maneja menos potencia (incluso con disipador).

Este componente es capaz de manejar unos decentes 3,75A a -25ºC de temperatura ambiente, y 2,5A a 25ºC, el valor de la corriente disminuye linealmente hasta alcanzar los 100ºC de temperatura ambiente donde sólo puede conducir unos 0,75A. Estos valores cambian drásticamente cuando se agrega un disipador (de dimensiones de 50 x 50 x 2 mm de aluminio) en donde puede soportar hasta 8A a -25ºC, unos 5,5A a 25ºC y 1,5A a 100ºC. Mientras más grande sea el disipador (hasta un máximo de 200 x 200 x 2 mm de aluminio) va a poder conducir 8A a temperaturas de ambiente más alta. Sin embargo para poder realizar un buen diseño hay que revisar la hoja de datos.

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Servidor web con ESP8266

domingo, 23 de diciembre de 2018

Módulo GPS

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ESP8266 y ILI9341

domingo, 9 de diciembre de 2018

Alarma de gas y humo con gsm

domingo, 2 de diciembre de 2018

manejo de potencia con relé de estado sólido

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