IoT y Arduino

Publicado por Loli Diéguez en

Hasta hace unos años, conectar dispositivos y componentes de hardware a Internet no era una tarea sencilla. Los módulos wifi como Xbee  eran caros y difíciles de trabajar. Luego llegó ESP8266, y fue un cambio en el mundo de los proyectos de IoT. 

 

Hoy en día, utilizando módulos y dispositivos simples, puedes convertir casi cualquier proyecto en un proyecto de IoT. Con esta posibilidad, puedes obtener actualizaciones y alertas constantes de los sensores en tu proyecto y activar tus dispositivos desde una ubicación remota directamente desde tu teléfono móvil u ordenador.

En la comunidad de fabricantes, estos desarrollos recientes se hicieron muy populares en los proyectos de domótica en general y específicamente en los sistemas domésticos inteligentes de bricolaje.

En este artículo, veremos: 

  1. Componentes para proyectos IoT
  2. Otros módulos de IoT populares en el mercado
  3. Plataformas de IoT para diseñar cuadros de mando para controlar y supervisar tu proyecto

Apuntes básicos

Crear proyectos de IoT significa que necesitas algún tipo de componente o módulo de conectividad, que te permita monitorear y controlar tu dispositivo desde una ubicación remota. En algunos casos, usaremos conexiones locales para conectarnos a otro dispositivo y, a través de ese dispositivo, estableceremos una conexión a Internet. 

Podemos dividir estos componentes en dos grupos principales:

  1. Microcontroladores habilitados para Internet
  2. Módulos de conectividad 

Hay varias marcas y tipos de componentes diferentes que puedes utilizar para estos fines, y los analizaremos en profundidad más adelante.

¿Qué método de conectividad debería elegir para un proyecto de IoT? En resumen, como cualquier otra decisión que tomes en tu proyecto, realmente depende de lo que estés pensando hacer. El hecho de que decidas utilizar un módulo u otro tiene que ver con las necesidades de tu proyecto y otras consideraciones como el coste, el entorno de desarrollo, el lenguaje del código y la seguridad.

Componentes del proyecto de IoT

NodeMCU   

NodeMCU es un microcontrolador independiente basado en ESP8266-12e, ideal para proyectos de IoT ya que tiene Wifi integrado. 

NodeMCU tiene dos "hermanos": WeMos y Huzzah, que son prácticamente lo mismo pero están hechos por diferentes fabicantes.

Usos comunes : la placa NodeMCU es realmente simple de usar y puede ser excelente para realizar pequeños proyectos de IoT que no requieran muchos componentes. Básicamente proyectos que se basan en una o dos funciones. Definitivamente lo pasarás bien trabajando con esta placa, es muy intuitiva y fácil de usar.

La desventaja : NodeMCU tiene un GPIO muy limitado y solo un pin analógico, y tampoco tiene un FTDI incorporado.

Actualizaciones : La versión más reciente de NodeMCU se basa en ESP32 y tiene BLE incorporado y más GPIO.

ESP8266-01 - Módulo wifi

ESP8266-01 es un módulo Wifi de bajo coste que permite la conexión de red wifi para MCU. ESP8266 tiene un SOC (sistema en un chip) autónomo, lo que significa que también puede funcionar de forma independiente sin un controlador. Sin embargo, también es posible conectarlo a Arduino a través de la comunicación en serie , lo que presenta la posibilidad de más GPIO (entrada y salida de propósito general) además de otros beneficios.

Uso común : ESP8266 es un módulo Wifi para todo uso, por lo que puedes agregarlo a prácticamente cualquier proyecto nuevo o existente, junto con cualquier placa o componente, para hacer un proyecto de IoT. 

Si deseas obtener más información sobre ESP8266, hay un foro comunitario dedicado exclusivamente a ESP8266 .

La desventaja : el ESP8266 tiene un GPIO limitado. Además, la conexión en serie del software es a veces inestable en comparación con el uso de hardware en serie.

Actualizaciones : Actualmente existen versiones más avanzadas en el mercado. Por ejemplo, ESP8266-12 está integrado en muchas placas Wifi independientes y el ESP32 está demostrando ser un gran sucesor.

ENC28J60 - Módulo de red LAN Ethernet

El ENC28J60 es un controlador Ethernet compacto e independiente con MAC y PHY integrados, 8 Kbytes de memoria RAM de búfer y una interfaz de periféricos en serie (SPI). 

Uso común : Ethernet es una buena opción para aplicaciones que requieren una gran transferencia de datos y confiabilidad, como VoIP (voz sobre IP), transmisión de video, control del hogar, seguridad y más.

Nota : Este módulo requiere conexión de cable y proximidad al enrutador.  

SIM800L - Módulo QuadBand GPRS-GSM

El SIM800L es una placa de conexión GSM asequible y portátil y tiene todas las capacidades de los SIM900 más grandes, lo que lo hace ideal para pequeños proyectos de IoT.

Uso común : el módulo GSM se puede usar en proyectos de IoT para cosas como llamadas de voz, enviar mensajes de texto, acceder a Internet e incluso escuchar radio FM y aceptar comandos AT. Todo lo que necesitas es una tarjeta SIM válida y debería estar listo para comenzar.

Nota : Si eliges construir un proyecto de IoT con el SIM800L, asegúrate de que las conexiones 2G sigan siendo compatibles con tu proveedor de red, de lo contrario, no funcionará y deberás utilizar un módulo GSM que admita conexiones de red celular más avanzadas. .

Actualizaciones : Los módulos GSM más nuevos, como SIM5320, SIM5360, son compatibles con 2G y 3G, por lo que pueden funcionar como un buen reemplazo para el SIM800L. El SIM7100 también es compatible con redes 4G y LTE, pero es significativamente más caro.

HC-05 - Módulo Bluetooth

El HC-05 se puede configurar en los modos Maestro y Esclavo, lo que le permite comunicarse entre dos placas Arduino o cualquier otro dispositivo (a diferencia del HC-06, que es solo un esclavo). El HC-05 generalmente viene con una placa de conexión para una fácil conexión y se comunica con el Arduino a través de la comunicación en serie.

Uso común : el HC-05 es bueno para intercambiar gran cantidad de datos a corta distancia, lo que lo convierte en una buena solución para auriculares y micrófonos inalámbricos y para transferencias de archivos entre dispositivos.

La desventaja : el alcance del módulo Bluetooth HC-05 es de solo unos 10 metros y tiene un alto consumo de energía. Además, dado que el HC-05 funciona con 3.3V, asegúrate de usar un regulador de voltaje para no quemarlo.

Actualizaciones : el estándar Bluetooth más nuevo: Bluetooth 4, que es el siguiente :)

HM-10 - Bluetooth 4 (BLE)

Bluetooth Low Energy o BLE ha estado en el mercado desde 2011 cuando se lo conoció como Bluetooth 4.0. Su característica clave es el bajo consumo de energía. Esto permite que las aplicaciones se ejecuten durante unas horas con una batería pequeña. BLE permanece en modo de suspensión a menos que se inicie una conexión. La duración de la conexión para las transferencias BLE es mucho más corta que la del Bluetooth estándar, ya que la tasa de transferencia es mucho mayor, alrededor de 1Mps.

Uso común : Comunicación M2M y aplicaciones que necesitan transferir pequeñas cantidades de datos periódicamente, como dispositivos de medición personales: presión arterial, sensores de frecuencia cardíaca, etc. También tiene usos más industriales para sensores de monitoreo, aplicaciones basadas en geografía y aplicaciones de transporte público.

La desventaja : BLE no puede contener aplicaciones de transmisión continua de datos.

NRF24L01 - Módulo transceptor inalámbrico 2.4G

El NRF es un transceptor inalámbrico de radiofrecuencia de tamaño pequeño. Es un componente muy útil para proyectos inalámbricos ya que es fácil de usar, asequible, tiene buen alcance y bajo consumo de energía. El módulo funciona en una banda ISM sin licencia de 2.4G y alcanza una velocidad de datos de hasta 2 Mbps.

Usos comunes : los transceptores de RF se utilizan principalmente para vehículos de control remoto y drones.

La desventaja : NRF no proporciona una conexión a Internet, lo que hace que su alcance relativamente largo sea limitado en comparación con los dispositivos IoT.

Otros módulos de IoT populares en el mercado

Raspberry Pi

Raspberry Pi no es un microcontrolador ni un componente. En realidad, es una pequeño "ordenador" que ejecuta el sistema operativo Linux. La codificación para Raspberry Pi se realiza con Python y no se basa en C ++ como Arduino, por lo que las bibliotecas también son diferentes. 

Dado que Raspberry Pi tiene capacidades de procesamiento más fuertes y Wifi incorporado, es una excelente opción para proyectos de IoT, especialmente aquellos que requieren aplicaciones más pesadas, como reconocimiento de voz e imágenes. 

ESP32

El ESP32 es la próxima generación de ESP8266 y fue descrito como el nuevo chip maravilloso de Espressif.

Además de sus (obvias) capacidades Wifi, también tiene un doble núcleo y 36 GPIO. Eso es mucho en comparación con su predecesor, el ESP8266, que solo tiene hasta 9 GPIO. Otra gran cosa es que es de código abierto, por lo que hay mucha más documentación sobre él que sobre el ESP8266. 

Photon

Photon es el módulo Wifi de Particle . Tiene mucho en común con los módulos ESP. Sin embargo, si deseas trabajar con Photon, debes trabajar con el ecosistema de Particle y el IDE web, que es una gran plataforma con muchas capacidades, pero puede requerir algunos ajustes.

Plataformas de IoT

Ahora que hemos cubierto la mayoría de las opciones de hardware populares para proyectos de IoT, es hora de pasar al siguiente paso: controlar tu proyecto de IoT. 

Hay bastantes opciones para hacer esto y ofrecen diferentes servicios como mensajería, paneles, servicios en la nube, IDE y más. Entremos en detalle:

Dweet

Dweet es un servicio de mensajería para dispositivos IoT. Envía datos desde tu dispositivo a la nube "Dweeting" con una API simple (algo así como Twitter). Después de recopilar los datos, puede mostrarlos en un tablero. 

 

Blynk

Blynk creó una aplicación de panel de control de arrastrar y soltar muy simple e intuitiva, que funciona tanto en dispositivos Android como iOS. No está vinculado a una placa o escudo específico, por lo que puedes usarlo en diferentes componentes de hardware: Arduino, Raspberry Pi, Ethernet, ESP8266, etc. En su web, tienen un generador de bocetos y bibliotecas de código que puedes usar, y también tienen una comunidad de usuarios muy activa con la que puedes consultar sobre cualquier problema.

Cayenne

Cayenne ofrece una amplia selección de servicios de IoT para uso industrial y personal. Una vez que inicies sesión, puedes seleccionar el controlador que deseas usar y obtendrás instrucciones sobre cómo configurarlo con la conexión de IoT que elijas y un token de dispositivo. También hay videos tutoriales que facilitan un poco todo. Cuando todo esté configurado, puedes construir tu tablero usando los geniales widgets para medir, monitorear y controlar tus dispositivos de IoT.

Esperamos que te sirva este listado de dispositivos IoT para tus proyectos.


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  • Etiquetas: IoT

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