Arduino IDE
- Software: Arduino IDE
- Programas Arduino IDE sin IoT
- Escaneo Wifi
- Arduino Cloud
- Coche teledirigido
- ESP32 + Sensores externos + IoT
Software: Arduino IDE
Aunque Arduino ALVIK está diseñado para utilizar con Micropython, se puede utilizar el Aruidno IDE
OJO, TEN EN CUENTA QUE TE CARGAS EL COMPILADOR, SI QUIERES VOLVER A PROGRAMAR CON MICROPYTHON TIENES QUE VOLVERLO A CARGAR Mira https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/instalar-micropython
COMENZAMOS CON ARDUINO IDE
Necesitarás el entorno de desarrollo Arduino IDE (IDE, Integrated development environment) (aquí https://www.arduino.cc/en/Main/Software para descargártelo)
En Linux puede salir este mensaje "can't open device "/dev/ttyUSB0": Permission denied" donde 0 puede ser otro número, la solución aquí
Está constituido por un editor de texto para escribir el código, un área de mensajes, una barra de herramientas con botones para las funciones comunes, y una serie de menús.
Arduino utiliza para escribir el código fuente o programa de aplicación lo que denomina "sketch" (programa). Estos programas son escritos en el editor de texto. Existe la posibilidad de cortar/pegar y buscar/remplazar texto.
Board manager: Arduino ESP32 Boards by Arduino
Lo primero que tenemos que hacer es instalar la placa Arduino ESP32 tal y como dice esta captura
O este vídeo a partir de 9:30 (pongo el vídeo pues es interesante si quieres aprender más sobre Arduino ESP32)
Programas Arduino IDE sin IoT
En la pagina https://www.arduinolibraries.info/libraries/arduino_alvik o desde https://github.com/arduino-libraries/Arduino_Alvik podemos descargarnos multitud de ejemplos de código escrito en Arduino IDE para manejar este robot
Librería Arduino_Alvik.h
Las funciones que tiene la librería son prácticamente las vistas en las APIs, ver https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/arduino-alvik-api
Para ejecutarlo en el Arduino IDE tenemos que tener esta librería que es fácilmente instalable:
Ejemplo Drive
Este sencillo programa hace mover el robot a una velocidad de 10 y va cambiando el giro de 45º a -45º cada segundo
#include "Arduino_Alvik.h"
Arduino_Alvik alvik;
void setup() {
alvik.begin();
}
void loop() {
alvik.drive(10, 45);
delay(10000);
alvik.drive(10, -45);
delay(10000);
}y da este error NO DEU dfu-util: No DFU capable USB device available Failed uploading: uploading error: exist status 74 ¿Por qué?
Lee https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/modo-bootloader
Resultado
Experimenta si tienes dos Arduino Alviks Con https://github.com/arduino-libraries/Arduino_Alvik/blob/main/examples/remote_control/remote_control.ino
Escaneo Wifi
Desde https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/libraries/WiFi/examples/WiFiScan/WiFiScan.ino podemos encontrar este programa para escanear las redes wifi desde nuestro ESP32 Arduino
https://app.arduino.cc/sketches/54b6f875-2961-4ec5-8a48-608d9dde5feb?view-mode=preview
Instalando la librería Wifi.h
Te dará un error de compilación pues no tiene esta librería. Puedes descargar la versión última desde https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/wifi/
Una vez descargada (un fichero ZIP no lo descomprimas) en el editor Arduino IDE se instala desde este menú
Seleccionamos el fichero Zip que has descargado y ya tenemos la librería instalada
Compilamos
Antes de compilar CONECTAMOS NUESTRO ESP32
Licencia CC-BY-NC-SA origen https://courses.arduino.cc/explore-robotics-micropython/lessons/getting-started/
No hace falta encender el robot Arduino Alvik
Y seleccionamos la placa que ha reconocido
Y ya se puede compilar !!! no tiene que dar ningún fallo
Subirlo al ESP32
Pues si lo intentas subir
y da este error NO DEU dfu-util: No DFU capable USB device available Failed uploading: uploading error: exist status 74 ¿Por qué?
Lee https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/modo-bootloader
Resultado
Le damos a subir, y en la ventana de Output da como correcto
Y si nos vamos a la ventana del monitor serie
No nos sale nada !!! le das al botón de reset y ya sale :
¿Puedo ahora ejecutar un programa en MicroPyhon?
No, tal y como dice aquí https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/instalar-micropython tienes que instalar el interpretador/compilador de Micropython dentro del ESP32, sino Arduino Lab for Micropython no se podrá conectar porque no lo encontrará.
Arduino Cloud
Esta plataforma https://docs.arduino.cc/arduino-cloud/ nos permite conectar nuestras placas (Arduino v4, ESP32, et...) con un panel de control Dashboard y así controlarlos a distancia por Internet.
El mecanismo es sencillo, el ESP32 conectado por internet, pasa variables a un código (Sketch), a este conjunto se le llama Thing, y este se lo comunica a IoT CLOUD y la plataforma lo comunica a los paneles de control. Dashboard que se puede ver desde el PC o desde el móvil El proceso también funciona al revés.
Extraído de Youtube Exploring the Arduino Nano ESP32
- Creamos una cuenta en Arduino Cloud
- Instalamos Arduino Create Agent
- Build the Thing es decir preparamos nuestra placa ESP32 con el Sketch
- Creamos the device
- Creamos the thing
- Añadimos las variables
- Creamos el scketch y lo grabamos en el ESP32
- Construimos un Dashboard o panel de control
PASO 1 LOGUEARSE EN ARDUINO CLOUD
En Plan permite una cuenta gratuita sólo se pueden 2 things ver https://cloud.arduino.cc/plans
PASO 2 ADRUINO CREATE AGENT
Arduino Create Agent te lo puedes descargar desde https://cloud.arduino.cc/download-agent, se descarga, se ejecuta, hay que seguir los pasos, se queda en segundo plano en el PC y no tienes que preocuparte
PASO 3 Build the Thing: CREATE DEVICE
Primero añadimos un Device o placa en https://app.arduino.cc/devices
Elegimos placa Arduino
Si falla, ponemos la placa en modo Bootloader (ver qué es eso en https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/instalar-micropython ) y entonces detectará el puerto
Conectamos nuestro Arduino Alvik y saldrá un diálogo con un TOKEN on Secret key que lo guardaremos ante todo no hacerlo público
PASO 3 Build the Thing: CREATE THING
Una vez creada la placa, nos vamos a Thing, crear
Asociamos el Thing al Device, y le configuramos una red wifi (te predirá el Secret Key)
PASO 3 Build the Thing: CREATE THING-VARIABLES
Luego añadimos variables, por ejemplo RGBverde que va a encender y apagar la luz verde, va a ser tipo Bool y Read&Write
PASO 3 Build the Thing: CREATE THING-SKETCH
Dentro de Thinks nos vamos a SKETCH
y vemos que ha creado un código thingProperties.h que tiene que tener el SSID de la wifi, su contraseña y la palabra clave de nuestro ESP32, si no lo tiene se lo ponemos :
El otro script es el nombre que hemos creado en Thing y vemos que :
- LINEA 9 Esta declarada la variable que hemos añadido
- LINEA 16 Incluye la librería thingProperties.h (K
- LINEA 41 Añadimos en setup() la declaración que D13 SERÁ SALIDA pinMode(D13,OUTPUT);
- LINEA 60 AL 66 Añadimos en onRGBverdeChange una condicional, de tal manera que si la variable es cierta, que encienda el led y si es falsa que lo apague
¿Por qué es D13? ¿NO TENDRÍA QUE SER 48?
Eso ya lo hemos visto en https://libros.catedu.es/books/arduino-alvik/page/parpadeo-led-esp32
Fuente https://docs.arduino.cc/tutorials/alvik/user-manual/
-
SI USAMOS MICROPYTHON TENEMOS QUE USAR LAS VERDES
-
SI USAMOS CÓDIGO ARDUINO IDE TENEMOS QUE USAR LAS ROJAS
/*
Sketch generated by the Arduino IoT Cloud Thing "Untitled"
https://create.arduino.cc/cloud/things/34a0aae1-c7b9-42ab-92d4-0e37bd51031f
Arduino IoT Cloud Variables description
The following variables are automatically generated and updated when changes are made to the Thing
bool rGBverde;
Variables which are marked as READ/WRITE in the Cloud Thing will also have functions
which are called when their values are changed from the Dashboard.
These functions are generated with the Thing and added at the end of this sketch.
*/
#include "thingProperties.h"
void setup() {
// Initialize serial and wait for port to open:
Serial.begin(9600);
// This delay gives the chance to wait for a Serial Monitor without blocking if none is found
delay(1500);
// Defined in thingProperties.h
initProperties();
// Connect to Arduino IoT Cloud
ArduinoCloud.begin(ArduinoIoTPreferredConnection);
/*
The following function allows you to obtain more information
related to the state of network and IoT Cloud connection and errors
the higher number the more granular information you’ll get.
The default is 0 (only errors).
Maximum is 4
*/
setDebugMessageLevel(2);
ArduinoCloud.printDebugInfo();
/// MI CODIGO
pinMode(D13,OUTPUT);
}
void loop() {
ArduinoCloud.update();
// Your code here
}
/*
Since RGBverde is READ_WRITE variable, onRGBverdeChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onRGBverdeChange() {
// Add your code here to act upon RGBverde change
if (rGBverde){
digitalWrite(D13,HIGH);
}else{
digitalWrite(D13,LOW);
}
}
/*
Since RGBrojo is READ_WRITE variable, onRGBrojoChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onRGBrojoChange() {
// Add your code here to act upon RGBrojo change
}Lo subimos
Ojo, tienes que tener el Arduino Arduino Create Agent paso 2
PASO 4 Dashboard
Creamos un panel de control
Y le añadimos un Switch asociado a la variable RGBverde
Podemos ver el dashboard en un teléfono móvil instalando la APP Arduino IoT Cloud Remote
Al loguearse con tu cuenta, ya nos aparece el Dashboard
Resultado
Coche teledirigido
Aprovechamos el programa que enciende y apaga un led por Arduino Cloud
Variables
Le añadimos tres variables más :
- velocidad tipo entero Read&Write
- giro tipo entero Read&Write
- distancia tipo float Read
Sketch
En thingProperties.h añade automáticamente estas variables y funciones, no tienes que añadirlas :
void onGiroChange();
void onVelocidadChange();
void onRGBverdeChange();
float distancia;
int giro;
int velocidad;
bool rGBverde;Pero en la función principal, nosotros vamos a poner el siguiente código :
- Línea 2 #include "Arduino_Alvik.h" para que incluya la libería de manejo del robot
- Línea 4 Creamos un objeto alvik Arduino_Alvik alvik;
- Línea 6 Creamos una variable tipo array de 5 elementos para almacenar las distancias que lee el sensor de distancia float distances[5];
- Línea 15 arrancamos el objeto alvik alvik.begin();
- Línea 41 que el alvik se mueva según la velocidad y el giro alvik.drive(velocidad,giro);
- Es la instrucción principal y qué sencilla 😍
- Línea 42 leemos el array de distancias alvik.get_distance(distances[0], distances[1], distances[2], distances[3], distances[4]);
- Línea 43 de todas las distancias, sólo nos importa la 2 distancia=distances[2];
Nota: la instrucción 41 se han colocado dentro de loop() pero también se podría haber colocado dentro de onGiroChange();
onVelocidadChange();
#include "thingProperties.h"
#include "Arduino_Alvik.h"
Arduino_Alvik alvik;
float distances[5];
void setup() {
// Initialize serial and wait for port to open:
Serial.begin(9600);
// This delay gives the chance to wait for a Serial Monitor without blocking if none is found
delay(1500);
alvik.begin();
// Defined in thingProperties.h
initProperties();
// Connect to Arduino IoT Cloud
ArduinoCloud.begin(ArduinoIoTPreferredConnection);
/*
The following function allows you to obtain more information
related to the state of network and IoT Cloud connection and errors
the higher number the more granular information you’ll get.
The default is 0 (only errors).
Maximum is 4
*/
setDebugMessageLevel(2);
ArduinoCloud.printDebugInfo();
/// MI CODIGO
pinMode(D13,OUTPUT);
}
void loop() {
ArduinoCloud.update();
// Your code here
alvik.drive(velocidad,giro);
alvik.get_distance(distances[0], distances[1], distances[2], distances[3], distances[4]);
distancia=distances[2];
}
/*
Since RGBverde is READ_WRITE variable, onRGBverdeChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onRGBverdeChange() {
// Add your code here to act upon RGBverde change
if (rGBverde){
digitalWrite(D13,HIGH);
}else{
digitalWrite(D13,LOW);
}
}
/*
Since RGBrojo is READ_WRITE variable, onRGBrojoChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onRGBrojoChange() {
// Add your code here to act upon RGBrojo change
}
/*
Since Velocidad is READ_WRITE variable, onVelocidadChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onVelocidadChange() {
// Add your code here to act upon Velocidad change
}
/*
Since Giro is READ_WRITE variable, onGiroChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onGiroChange() {
// Add your code here to act upon Giro change
}Dashboard
Creamos un panel de control con:
- Un slider para velocidad de 0 a 50
- Un slider para el giro de -180 a +180
- Un gauge para distancia
Resultado
ESP32 + Sensores externos + IoT
OBJETIVO
Ahora vamos a utilizar el ESP32 SIN EL ARDUINO ALVIK podemos sacar la placa microcontroladora y ponerlo en una placa protoboard y experimentar con sensores y actuadores estándares en el mercado :
+ 
Para ver varias posibilidades, vamos a ver estos sensores y actuadores (recomendamos ver estas páginas actuadores y sensores)
- Un led de salida simple, para practicar salida digital en mi caso voy a elegir este gracioso semáforo
- Un sensor LDR pero para practicar los dos tipos de señal, uno que proporcione tanto señal analógica como señal digital.
- Un sensor CO2 CCS811 con protocolo I2C
+
+
+
ESQUEMA DE CONEXIONES
- SEMAFORO
- LED ROJO al D1 del ESP32
- GND a GND
- MODULO SENSOR LDR
- SEÑAL DIGITAL al D0 del ESP32
- SEÑAL ANALÓGICA al A0 del ESP32
- VCC a 3V3
- GND A GND
- MODULO SENSOR CO2
- SCL al pin A5 del ESP32
- SDA al pin A4 del ESP32
- PIN WAKE a GND
- VCC a 3V3
- GND A GND
DESARROLLO
- Nos vamos a Arduino Cloud, y en DEVICES añadimos el ESP32 y obtenemos el TOKEN o palabra secreta (si has hecho la práctica anterior, no es necesario pues ya tenemos el TOKEN o palabra secreta)
- Nos pedirá también el SSID y la contraseña de la red wifi
- Añadimos las siguientes variables
- CO2 tipo int y Read
- luz tipo int y Read
- luzdigital tipo bool y Read
- rojo tipo bool y Read&Write
- El Sketch
EL SCKETCH -LIBRERIA CCS811
Primero añadimos la librería de keystudio https://fs.keyestudio.com/KS0457 pero no lo permite Arduino Cloud, viendo las instrucciones, vemos que son las mismas que en los ejemplos de esta librería la de DF que es la que instalamos :
esto provoca la incorporación de la línea 1 #include <DFRobot_CCS811.h>
EL SCKETCH -EL CÓDIGO
- Tenemos las variables definidas en las líneas 10-13 :
- int cO2;
- int luz;
- bool luzdigital;
- bool rojo;
- Definimos una variable de tipo el sensor CCS811 en la línea 23 DFRobot_CCS811 CCS811;
- En Setup en las líneas 48-21 arrancamos ese sensor:
- while(CCS811.begin() != 0){
Serial.println("failed to init chip, please check if the chip connection is fine");
delay(1000);
}
- while(CCS811.begin() != 0){
- Definimos los pines digitales 0 y 1 como entrada y salida respectivamente:
- pinMode(1,OUTPUT);
pinMode(0,INPUT);
- pinMode(1,OUTPUT);
- En las líneas 60-70 que lea el CCS811 y la parte de CO2 que lo meta en la variable CO2 (línea 63)
- if(CCS811.checkDataReady() == true){
Serial.print("CO2: ");
Serial.print(CCS811.getCO2PPM());
cO2=CCS811.getCO2PPM();
Serial.print("ppm, TVOC: ");
Serial.print(CCS811.getTVOCPPB());
Serial.println("ppb");
} else {
Serial.println("Data is not ready!");
}
- if(CCS811.checkDataReady() == true){
- En las línea 71 que luz sea la lectura del pin A0 luz = analogRead(A0);
- En las líneas 72-76 que según rojo se encienda o no el led
- if (rojo){
digitalWrite(1,HIGH);
}else{
digitalWrite(1,LOW);
}
- if (rojo){
- En la línea 77 que luzdigital sea la lectura de la salida digital del sensor LDR
- luzdigital=digitalRead(0);
#include <DFRobot_CCS811.h>
/*
Sketch generated by the Arduino IoT Cloud Thing "Untitled"
https://create.arduino.cc/cloud/things/17c10209-3874-430a-877c-c082ff7dd38d
Arduino IoT Cloud Variables description
The following variables are automatically generated and updated when changes are made to the Thing
int cO2;
int luz;
bool luzdigital;
bool rojo;
Variables which are marked as READ/WRITE in the Cloud Thing will also have functions
which are called when their values are changed from the Dashboard.
These functions are generated with the Thing and added at the end of this sketch.
*/
#include "thingProperties.h"
//DFRobot_CCS811 CCS811(&Wire, /*IIC_ADDRESS=*/0x5A);
DFRobot_CCS811 CCS811;
void setup() {
// Initialize serial and wait for port to open:
Serial.begin(9600);
// This delay gives the chance to wait for a Serial Monitor without blocking if none is found
delay(1500);
// Defined in thingProperties.h
initProperties();
// Connect to Arduino IoT Cloud
ArduinoCloud.begin(ArduinoIoTPreferredConnection);
/*
The following function allows you to obtain more information
related to the state of network and IoT Cloud connection and errors
the higher number the more granular information you’ll get.
The default is 0 (only errors).
Maximum is 4
*/
setDebugMessageLevel(2);
ArduinoCloud.printDebugInfo();
while(CCS811.begin() != 0){
Serial.println("failed to init chip, please check if the chip connection is fine");
delay(1000);
}
pinMode(1,OUTPUT);
pinMode(0,INPUT);
}
void loop() {
ArduinoCloud.update();
// Your code here
if(CCS811.checkDataReady() == true){
Serial.print("CO2: ");
Serial.print(CCS811.getCO2PPM());
cO2=CCS811.getCO2PPM();
Serial.print("ppm, TVOC: ");
Serial.print(CCS811.getTVOCPPB());
Serial.println("ppb");
} else {
Serial.println("Data is not ready!");
}
luz = analogRead(A0);
if (rojo){
digitalWrite(1,HIGH);
}else{
digitalWrite(1,LOW);
}
luzdigital=digitalRead(0);
}
/*
Since Rojo is READ_WRITE variable, onRojoChange() is
executed every time a new value is received from IoT Cloud.
*/
void onRojoChange() {
// Add your code here to act upon Rojo change
}DASHBOARD
- Un gauge ligado a CO2 desde 0 a 2000
- Un gauge ligado a Luz de 0 a 2.200
- Un Switch ligado a rojo
- Un led de oscuridad ligado a luzdigital
Alternativa : en vez de luz tendría que llamarse "oscuridad" que sea luz pero que vaya al revés
RESULTADO
ALTERNATIVA: Que el semáforo visualice los niveles peligrosos de CO2, por ejemplo el umbral del amarillo 600-1.000