Rover Marciano Con Arduinoblocks e Internet de las cosas IoT

Se trabaja con NodeMCU que es equivalente en instrucciones al Arduino, pero con conexión Wifi, luego con el servicio Blink podremos manejar nuestro rover desde el móvil y leer sus sensores con suma facilidad.

0 Inicio

Objetivos

  1. Conocer el Internet de las cosas IoT controlando robot tipo rover con sensores con una APP.
  2. Explorar por encima la potencialidad de la programación por bloques ArduinoBlocks
  3. Conocer la posibilidad de crear APPs de forma inmediata y sencilla para el control de hardware con Blink
  4. Adentrarnos un poco en el mundo maker y descubrir sus ventajas

Contenidos

  1. La electrónica del rover: NodeMCU y sensores
  2. Programación por bloques ArduinoBlocks para controlar la placa NodeMCU.
  3. Manejo de la App Blink para controlar el rover por wifi y con el móvil.
  4. AVANZADO: Creación de un servidor local BLINK con Raspbery

Pensamiento computacional

¿Dónde se encaja este robot?¿se puede comparar este robot con otros robots de otros cursos que hacemos desde CATEDU?

Esta es la hoja de ruta que proponemos, no se tiene que tomar al pie de la letra, pero intenta ayudar al profesorado que tenga una visión global de tanta oferta:

Como se puede ver ROVER CON ARDUINO tiene la ventaja de tener un precio razonable, y dentro del rango de programación en bloques del Arduino en primaria.

Oferta de formación en Pensamiento computacional del Centro Aragonés de Tecnologías para la Educación.

Tenemos un grupo Telegram Robótica Educativa en Aragón, si estás interesado en unirte, envía un mensaje por Telegram (obligatorio) a CATEDU 623197587 https://t.me/catedu_es y te añadimos en el grupo

Robótica y accesibilidad

1.- Introducción

Durante mucho tiempo la robótica fue patrimonio de personas y/o instituciones con alta capacidad económica (podían adquirir las placas con microcontroladores comerciales) y capacidad intelectual (podían entender y programar el funcionamiento de las mismas) siempre dentro de los límites establecidos por las marcas comerciales y lo que pudieran “desvelar” de su funcionamiento, vigilando siempre que la competencia no “robara” sus secretos y “copiara” sus soluciones.

Todo esto saltó por los aires en torno a 2005 con la irrupción de un grupo de profesores y estudiantes jóvenes, que decidieron romper con esta dinámica, tratando de poner a disposición de su alumnado microcontroladores económicamente accesibles y que les permitieran conocer su funcionamiento, sus componentes, e incluso replicarlos y mejorarlos. Nacía Arduino y el concepto de Hardware Open Source. Detrás de este concepto se encuentra la accesibilidad universal. En un proyecto Open Source todo el mundo puede venir, ayudar y contribuir, minimizando barreras económicas e intelectuales.

Arduino traslada al hardware un concepto ya muy conocido en el ámbito del software, como es el software open source o software libre.

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Software libre

Cuando los desarrolladores de software terminan su creación, tienen múltiples posibilidades de ponerlo a disposición de las personas, y lo hacen con condiciones específicas especificadas en una licencia. Esta licencia es un contrato entre el creador o propietario de un software y la persona que finalmente acabará utilizando este software. Como usuarios, es nuestro deber conocer las condiciones y permisos con las que el autor ha licenciado su producto, para conocer bajo qué condiciones podemos instalar y utilizar cada programa.

Existen muchas posibilidades de licencias: software privativo, comercial, freeware, shareware, etc.. Nos centraremos aquí en la de software libre.

GNU (https://www.gnu.org) es una organización sin ánimo de lucro que puso una primera definición disponible de lo que es software libre: Software libre significa que los usuarios del software tienen libertad (la cuestión no es el precio). Desarrollaron el sistema operativo GNU para que los usuarios pudiesen tener libertad en sus tareas informáticas. Para GNU, el software libre implica que los usuarios tienen las cuatro libertades esenciales:

1. ejecutar el programa.
2. estudiar y modificar el código fuente del programa.
3. redistribuir copias exactas.
4. distribuir versiones modificadas.

En otras palabras, el software libre es un tipo de software que se distribuye bajo una licencia que permite a los usuarios utilizarlo, modificarlo y distribuirlo libremente. Esto significa que los usuarios tienen libertad de ejecutar el software para cualquier propósito, de estudiar cómo funciona el software y de adaptarlo a sus necesidades, de distribuir copias del software a otros usuarios y de mejorar el software y liberar las mejoras al público.

El software libre se basa en el principio de la libertad de uso, y no en el principio de la propiedad. Esto significa que los usuarios tienen la libertad de utilizar el software de la manera que deseen, siempre y cuando no violen las condiciones de la licencia. El software libre es diferente del software propietario, que es el software que se distribuye con restricciones en su uso y modificación. El software propietario suele estar protegido por derechos de autor y solo se puede utilizar bajo los términos y condiciones especificados por el propietario del software.

Recomendamos la visualización de este video para entender mejor el concepto.

Más adelante, entorno a 2015, en Reino Unido, surgiría también la placa BBC Micro:bit, con la misma filosofía de popularizar y hacer accesible en este caso al alumnado de ese país la programación y la robótica. También hablaremos de ella.

2.- ARDUINO o LA ROBÓTICA ACCESIBLE

Arduino es una plataforma de hardware y software libre.

Hardware libre

Esto significa que tanto la placa Arduino como el entorno de desarrollo integrado (IDE) son de código abierto. Arduino permite a los usuarios utilizar, modificar y distribuir tanto el software como el hardware de manera libre y gratuita, siempre y cuando se respeten las condiciones de las licencias correspondientes.

El hardware libre es un tipo de hardware cuya documentación y diseño están disponibles de manera gratuita y libre para su modificación y distribución. Esto permite a los usuarios entender cómo funciona el hardware y adaptarlo a sus necesidades, así como también crear sus propias versiones modificadas del hardware.

Arduino surge como solución al elevado precio de los microcontroladores allá por el año 2005. En el ámbito de la educación, los microcontroladores solo se utilizaban en la etapa universitaria, y su coste era tan elevado que muchos proyectos de fin de carrera se quedaban únicamente en prototipos virtuales ya que las universidades no podían proveer a cada estudiante con un microprocesador, contando además que en el propio proceso de experimentación lo más habitual era que una mala conexión hiciera que se rompieran. Otro gran inconveniente era la dificultad de la programación. Cada fabricante entregaba su manual de programación, lo que hacía que de unos a otros no hubiera un lenguaje estándar, y la consecuente dificultad de interpretación. Además, su programación era a bajo nivel en lenguaje máquina. Generar una simple PWM requería una ardua y minuciosa secuenciación que podía llevar varias horas hasta conseguir el resultado deseado. Por este motivo, el enfoque de Arduino desde el principio fue ser Open Source tanto en hardware como en software. El desarrollo del hardware fue la parte más sencilla. Orientado a educación, sufre algunas modificaciones frente a los microprocesadores existentes para hacer más fácil su manejo y accesibilidad a cualquier sensor o actuador. El mayor esfuerzo se entregó en todas las líneas de código que hacían posible que ya no hubiera que programar a bajo nivel gracias al IDE de Arduino que incluía bibliotecas y librerías que estandarizaban los procesos y hacían tremendamente sencillo su manejo. Ahora el alumnado para mover un motor, ya no tenía que modificar las tramas de bits del procesador una a una, sino que bastaba con decir que quería moverlo en tal dirección, a tal velocidad, o a equis grados.

Acabábamos de pasar de unos costes muy elevados y una programación muy compleja a tener una placa accesible, open source y de bajo coste que además hacía muy accesible su programación y entendimiento, características fundamentales para su implantación en educación, hasta tal punto que su uso ya no era exclusivo de universidades, sino que se extiende a la educación secundaria.

arduinosecundaria.png

Este hecho es fundamental para el desarrollo del Pensamiento Computacional en el aula observándose que su accesibilidad y beneficios son tales, que alcanzan a centros con alumnado de toda tipología como la aplicación del pensamiento computacional y robótica en aulas con alumnos de necesidades especiales. Una vez más, aparece el concepto de accesibilidad asociado a esta filosofía Open Source.

A este respecto, recomendamos la lectura de este interesante blog, que tiene por título: ROBOTIQUEAMOS...” Experiencia de aproximación a la robótica en Educación Especial (CPEE ÁNGEL RIVIÈRE). También recomendamos los trabajos robótica en Educación Especial (CPEE ÁNGEL RIVIÈRE):  http://zaragozacpeeangelriviere.blogspot.com/search/label/ROB%C3%93TICA

blogRobotiqueamos.jpg

Igualmente, la aparición de Arduino supone una gran facilidad para la aplicación de la robótica y la programación en la atención temprana, donde son numerosas sus aplicaciones desde ayudar a mitigar el déficit de atención en jóvenes autistas, hasta ayudar a socializar a los alumnos con dificultades para ello, o ayudar a alumnos de altas capacidades a desarrollar sus ideas.

Por otro lado su accesibilidad económica lo ha llevado a popularizarse en países de todo el mundo, especialmente en aquellos cuyos sistemas educativos no disponen en muchas ocasiones de recursos suficientes, lo que supone en la práctica una democratización del conocimiento y superación de brecha digital.

Filosofía del Arduino ver vídeo

Arduino y su IDE son la primera solución que aparece en educación con todas las ventajas que hemos enumerado, y esto hace que todos los nuevos prototipados y semejantes tengan algo en común, siempre son compatibles con Arduino

Para entender bien la filosofía de Arduino y  el hardware libre, os recomendamos este documental de 30 minutos. Arduino the Documentary

Scratch: software libre para el desarrollo del pensamiento computacional

Scratch es un lenguaje de programación visual desarrollado por el grupo Lifelong Kindergarten del MIT Media Lab. Scratch es un software libre. Esto significa que está disponible gratuitamente para todos y que se distribuye bajo una licencia de software libre, la Licencia Pública General de Massachusetts (MIT License). Esta licencia permite a los usuarios utilizar, modificar y distribuir el software de manera libre, siempre y cuando se respeten ciertas condiciones. Entre otras cosas, la licencia de Scratch permite a los usuarios utilizar el software para cualquier propósito, incluyendo fines comerciales. También permite modificar el software y distribuir las modificaciones, siempre y cuando se incluya una copia de la licencia y se indique que el software ha sido modificado. En resumen, Scratch es un software libre que permite a los usuarios utilizar, modificar y distribuir el software de manera libre y gratuita, siempre y cuando se respeten las condiciones de la licencia. De hecho, gracias a que está licenciado de esta forma, han surgido decenas de variaciones de Scratch para todo tipos de propósitos, eso sí, siempre educativos y relacionados con las enseñanzas de programación y robótica

3. BBC micro:bit y la Teoría del Cambio

BBC micro:bit, a veces escrito como Microbit o Micro Bit, es un pequeño ordenador del tamaño de media tarjeta de crédito, creado en 2015 por la BBC con el fin de promover el desarrollo de la robótica y el pensamiento computacional entre la población escolar del Reino Unido. Actualmente su uso está extendido entre 25 millones de escolares de 7 a 16 años de más de 60 países.

e74cc3a97963070daee67213f9ccf5268388bd01-790x635.webpTarjeta BBC micro:bit V1. Fuente: https://microbit.org. CC BY-SA 4.0.

Aunque el proyecto fue iniciado por la BBC, su desarrollo fue llevado a cabo por 29 socios tecnológicos de primera línea. Por ejemplo, la implementación del Bluetooth integrado en la tarjeta corrió a cargo de la fundación propietaria de la marca, Bluetooth SIG, una asociación privada sin ánimo de lucro.

El hardware y el software resultantes son 100% abiertos, y están gestionados por una fundación sin ánimo de lucro que comenzó a funcionar en el año 2016, la Micro:bit Educational Foundation. La fundación basa sus actuaciones en su Teoría del Cambio,

Teoría del cambio y más sobre microbit

Teoría del cambio puede resumirse en tres principios:

Para desarrollar sus principios, la fundación trabaja en tres líneas de acción:

Uno de los objetivos de la Micro:bit Educational Foundation es llegar a 100 millones de escolares en todo el mundo.

En correspondencia con las líneas de acción y con los principios expuestos, el sistema resultante es muy económico: tanto las placas como los accesorios producidos por terceras empresas tienen un precio muy contenido. Además, dado el carácter abierto del proyecto, están disponibles algunos clones totalmente compatibles, como Elecrow Mbits o bpi:bit. Estos clones son incluso más potentes y económicos que la placa original.

El universo micro:bit destaca por su alta integración de software y hardware: basta un clic de ratón para cargar las librerías necesarias para que funcione cualquier complemento robótico, como sensores, pantallas, tarjetas de Internet de las Cosas, robots, casas domóticas, etc.

La programación de la placa se realiza desde un ordenador a través de un navegador cualquiera, estando disponibles 12 lenguajes de programación. De nuevo, por ser un sistema abierto, existen múltiples soluciones de programación, aunque las más común es MakeCode.

MakeCode.pngCaptura de pantalla del editor MakeCode, https://makecode.microbit.org/#.

El sitio web MakeCode permite programar con bloques y también en Python y en Java, traduciendo de un lenguaje a otro instantáneamente. No se necesita ningún registro en la plataforma para poder programar.

Los programas también pueden guardarse descargados en el ordenador compilados en código de máquina. Al subir de nuevo el programa al editor, se realiza una decompilación automática al lenguaje de bloques, Python o Java. Los programas guardados en código de máquina se pueden cargar directamente en micro:bit, que en el escritorio de un ordenador se maneja como una simple unidad de memoria USB.

MakeCode contiene además múltiples recursos como tutoriales, vídeos, fichas de programación, cursos para el profesorado, ejemplos y propuestas de proyectos y experimentos, todo ello en varios idiomas y clasificado por edades desde los 7 años.

Otra solución muy usada para programar micro:bit es MicroPython, creada por Python Software Foundation, otra organización sin ánimo de lucro.

MicroCode permite que los más pequeños, a partir de los 6 años de edad, programen micro:bit mediante un sistema de fichas dispuestas en líneas de acción. Están disponibles un tutorial introductorio en 20 idiomas, una guía del usuario y muchos ejemplos. El proyecto es de código abierto.

Micro:bit también es programable en Scratch con sólo añadir una extensión al editor.

Todos los entornos de desarrollo descritos disponen de un simulador de micro:bit, por lo que ni siquiera resulta necesario disponer de una tarjeta física para aprender a programar.

Una vez realizada la programación, la placa y sus complementos pueden funcionar desconectados del ordenador por medio de un cargador de móvil, una batería externa o un simple par de pilas alcalinas.

Versiones y características de micro:bit

A pesar de su pequeño tamaño, micro:bit es un sistema potente. Existen dos versiones de la placa. La más moderna, llamada micro:bit V2, tiene las siguientes características:

4.- LA IMPORTANCIA DEL OPEN SOURCE / CÓDIGO ABIERTO EN EDUCACIÓN

La creación, distribución, modificación y redistribución del hardware y software libre así como su utilización, están asociados a una serie de valores que deberían ser explicados en la escuela a nuestros alumnos para dar una alternativa a la versión mercantilista de que cualquier creación es creada para obtener beneficios económicos.

En GNU, pusieron especial énfasis en la difusión del software libre en colegios y universidades, promoviendo una serie de valores fundacionales:

Valores GNU
 Compartir

   El código fuente y los métodos del hardware y software libre son parte del conocimiento humano. Al contrario, el hardware software privativo es conocimiento secreto y restringido. El código abierto no es simplemente un asunto técnico, es un asunto ético, social y político. Es una cuestión de derechos humanos que la personas usuarias deben tener. La libertad y la cooperación son valores esenciales del código abierto. El sistema GNU pone en práctica estos valores y el principio del compartir, pues compartir es bueno y útil para el progreso de la humanidad. Las escuelas deben enseñar el valor de compartir dando ejemplo. El hardware y software libre favorece la educación pues permite compartir conocimientos y herramientas.

Responsabilidad social

     La informática, electrónica, robótica... han pasado a ser una parte esencial de la vida diaria. La tecnología digital está transformando la sociedad muy rápidamente y las escuelas ejercen una influencia decisiva en el futuro de la sociedad. Su misión es preparar al alumnado para que participen en una sociedad digital libre, mediante la enseñanza de habilidades que les permitan tomar el control de sus propias vidas con facilidad. El hardware y el software no debería estar bajo el poder de un desarrollador  que toma decisiones unilaterales que nadie más puede cambiar.

Independencia

      Las escuelas tienen la responsabilidad ética de enseñar la fortaleza, no la dependencia de un único producto o de una poderosa empresa en particular. Además, al elegir hardware y software libre, la misma escuela gana independencia de cualquier interés comercial y evita permanecer cautiva de un único proveedor. Las licencias de hardware y software libre no expiran

Aprendizaje

        Con el open source los estudiantes tienen la libertad de examinar cómo funcionan los dispositivos y programas y aprender cómo adaptarlos si fuera necesario. Con el software libre se aprende también la ética del desarrollo de software y la práctica profesional.

Ahorro

        Esta es una ventaja obvia que percibirán inmediatamente muchos administradores de instituciones educativas, pero se trata de un beneficio marginal. El punto principal de este aspecto es que, por estar autorizadas a distribuir copias de los programas a bajo costo o gratuitamente, las escuelas pueden realmente ayudar a las familias que se encuentran en dificultad económica, con lo cual promueven la equidad y la igualdad de oportunidades de aprendizaje entre los estudiantes, y contribuyen de forma decisiva a ser una escuela inclusiva.

Calidad

        Estable, seguro y fácilmente instalable, el software libre ofrece una amplia gama de soluciones para la educación.

Para saber más

En los años 90, era realmente complicado utilizar un sistema operativo Linux y la mayoría de la cuota del mercado de los ordenadores personales estaba dominada por Windows. Encontrar drivers de Linux para el hardware que tenía tu equipo era casi una quimera dado que las principales compañías de hardware y de software no se molestaban en crear software para este sistema operativo, puesto que alimentaba la independencia de los usuarios con respecto a ellas mismas.

Afortunadamente, y gracias a la creciente presión de su comunidad de usuarios, estas situaciones pertenecen al pasado, y las compañías fabricantes de hardware han tenido que variar el rumbo. Hoy en día tenemos una gran cantidad de argumentos en los que nos podemos basar para dar el salto hacia cualquier sistema operativo basado en Linux. Tal y como podemos leer en educacionit.com, podemos encontrar las siguientes ventajas:

Por estas razones, el software libre se ha expandido por toda la comunidad educativa en los últimos años de manera exponencial. Un buen ejemplo de lo que estamos hablando es Bookstack, este sistema de edición de contenidos para cursos que utiliza Aularagón así como el uso de Moodle como plataforma de enseñanza y aprendizaje. En cuanto a sistema operativo para ordenadores, en Aragón disponemos de nuestra propia distribución Linux: Vitalinux EDU. Tal y como podemos leer desde su página web: Vitalinux EDU (DGA) es la distribución Linux elegida por el Gobierno de Aragón para los centros educativos. Está basada en Vitalinux, que se define como un proyecto para llevar el Software Libre a personas y organizaciones facilitando al máximo su instalación, uso y mantenimiento. En concreto Vitalinux EDU (DGA) es una distribución Ubuntu (Lubuntu) personalizada para Educación, "tuneada" por los requisitos y necesidades de los propios usuarios de los centros y adaptada de forma personalizada a cada centro y a la que se ha añadido una aplicación cliente Migasfree. De ésta forma, obtenemos:

  1. Un Sistema Ligero. Permite "revivir" equipos obsoletos y "volar" en equipos modernos. Esto garantiza la sostenibilidad de un sistema que no consume recursos de hardware innecesariamente ni obliga a la sustitución del hardware cada poco tiempo en esa espiral de obsolescencia programada en la que se ha convertido el mercado tecnológico.
  2. Facilidad en la instalación y el uso del sistema mediante programas personalizados.
  3. Un Sistema que se adapta al centro y/o a cada aula o espacio, y no un centro que se adapta a un Sistema Operativo.
  4. Gestión de equipo y del software de manera remota y desatendida mediante un servidor Migasfree.
  5. Inventario de todo el hardware y software del equipo de una forma muy cómoda.
  6. Soporte y apoyo de una comunidad que crea, comparte e innova constantemente.



1 Introducción

1 Introducción

1.2 Material

MATERIAL

El precio de este kit es aproximadamente 50€

El Kit de préstamo de Aulargón y en este presupuesto no incluye la Raspberry del apartado 4 Avanzado para montar un servidor Blynk local
El kit de préstamo incluye todo este material ya montado

NodeMCU

Es una placa de desarrollo basado el el SoC (Sytem on a chip). ESP8266 e incorpora la comunicación Wifi que tanto falta en el Arduino.

Desde que salió el ESP01 como primer módulo del ESP8266, se ha evolucionado mucho, mejorando la popularidad, potencialidad y bajando los precios. Actualmente (2020) se fabrica el ESP32. Ver CURSO ESP32 EN EL AULA.

Nosotros utilizamos en el Rover el NodeMCU basado en el ESP12E conocida como NodeMCU que apareció en el 2014 que se programaba con Lua.

Con el paso del tiempo esta placa se programa en varios lenguajes, siendo la más interesante desde el punto pedagógico que se pueda programar en el didáctico entorno Arduino.

Existen disparidad en los fabricantes, en este curso se va a utilizar la generación segunda de 8 pines

De Luis Llamas CC-BY-NC-SA

Para más información recomendamos la página de Luis Llamas (https://www.luisllamas.es/esp8266-nodemcu/)

Shield motor para NodeMCU

Esta shield permite conectar motores en los 4 primeros terminales azules con el NodeMCU que se coloca en el zócalo. Para saber cómo funcionan los motores con esta shield ver aquí

También tiene unos machos para las entradas y salidas digitales del NodeMCU y uno para la entrada analógica. Esto lo vermos en conexiones.

Chasis

Se elige este chasis por su bajo coste y con tracción 4x4 (en Marte no hay carreteras asfaltadas 🤣).

DHT22

Créditos: CC-BY-NC-SA Luis Llamas

Es un sensor que mide de forma sencilla tanto la temperatura como la humedad. Este sensor aparece en el curso de Aularagón Arduino con código

Su conexión es sencilla :

Créditos: CC-BY-NC-SA Luis Llamas

Para saber más recomendamos la página de Luis Llamas

Sensor efecto Hall

De Desconocido - Popular Science Monthly Volume 64, Dominio público

Edwin Helbert Hall descubrió en 1879 que en presencia de un campo magnético, un conductor que conduzca una corriente se le producía un campo eléctrico porque las cargas eléctricas se desviaban de su trayectoria principal, nuestro sensor simplemente mide ese campo eléctrico:

De Luis Llamas CC-BY-NC

El sensor tiene un led de color rojo que indica que hay una lectura de campo magnético.

Nuestro rover analizará si las rocas que hay cerca de él tienen ferritas midiendo su componente magnético. Una aproximación tosca de los rovers actuales pero sirve para acercar el mundo de la medición remota al alumnado :

Nuestro robot detectará si hay un imán cerca o no .

Sensor de luz LDR.

El LDR es una resistencia que varia con la luz. La conexión interna de este sensor analógico hace que cuanto más luz menos valor nos proporciona por lo tanto va al revés. Esto será importante para la confifuración de nuestros proramas, por ejemplo el medidor "Gauge" de la APP Blink de este vídeo va de 1023 a 0 para medir correctamente la cantidad de luz:

1 Introducción

1.3 Conexiones

Conexiones motores y batería

Este es el esquema de conexión de los motores y de la batería con el Shield :

Una alternativa a la conexión de la batería es utilizar un PowerBank y diréctamente al NodeMCU como podemos ver en la foto :

Otra posibilidad es utilizar baterías 18650 ver pero ojo con usar estas baterías ver+

Conexiones NodeMCU sensores con la Shield.

El sensor de efecto Hall y el sensor DHT22 lo conectaremos a las entradas digitales, nosotros hemos elegido

Es recomendable no usar D4 ni D0 pues los utilizaremos como Led

El sensor de luz LDR al ser analógico, lo conectaremos en la única entrada analógica que tiene esta shield

2 ARDUINOBLOCKS

2 ARDUINOBLOCKS

Introducción

Esto no pretende ser un tutorial exhaustivo de ARDUINOBLOCKS, sino una guía rápida.
ARDUINOBLOCKS es un programa que tiene muchas posibilidades. Si quieres saber más sobre ARDUINOBLOCKS tutoriales, ejemplos, foro.... te recomendamos http://arduinoblocks.didactronica.com/ o el libro Arduino blocks - libros y tutoriales

¿Por qué una programación con bloques?

Arduino se programa en lenguaje C++ (con algunas variaciones  para  simplificarlo).  Para  programar normalmente  se  utiliza  el  IDE  (“Integrated  Development Environment"/"Entorno  de  Desarrollo  Integrado")  de Arduino,  que  permite  escribir  el  código,  compilar  el programa  (crear  el  programa  binario  para  el  procesador Arduino) y grabarlo en la placa Arduino a través del puerto USB.  El  IDE  de  Arduino  se  puede  descargar  desde  la  web oficial.  Es totalmente libre (José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

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(José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

Sin embargo pensando en edades más tempranas se han desarrollado formas más sencillas e intuitivas de programar Arduino como son los lenguajes de programación por bloques. De todos estos lenguajes cabe destacar ARDUINOBLOCKS. 

Gracias a este lenguaje visual podemos programar las placas Arduino sin necesidad de escribir ni una sola línea de código, de esta forma podemos empezar a realizar proyectos con Arduino de una forma muy rápida y a edades más tempranas.  La única desventaja es que el lenguaje por código tiene todo el potencial que requiere la programación de un experto.

Mismo programa creado con el IDE de Arduino en C++ (imagen de la izquierda) y con Arduinoblocks (imagen de la derecha).
  (José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

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  (José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

  Para trabajar con Arduinoblocks debemos ir a su página web http://www.arduinoblocks.com/ desde cualquier navegador y para cualquier sistema operativo (Windows, Linux, Mac). (José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

ArduinoBlocks

Arduinoblocks  es  un  programa  creado  por  el  profesor  Juanjo  López.  Gracias  a  su  entorno gráfico  facilita  la  programación  de  placas  Arduino  a  todos  los  niveles.  Esta  herramienta  permite programar a personas sin conocimientos previos de programación, pero su versatilidad y potencia es tan grande que expertos programadores también pueden utilizarlo. (José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

De Juan José López Almendros CC-BY-SA

La programación  en ArduinoBlocks  se realiza  con bloques  al  estilo AppInventor  o Scratch, se puede utilizar a partir de 8 años.  No  tenemos  que  escribir  líneas  de  código  y  no  nos  permitirá  unir  bloques  incompatibles evitando  así  posibles  errores  de  sintaxis.  La  plataforma  ArduinoBlocks  genera,  compila  y  sube  el programa a la placa Arduino por medio de la conexión USB. Una vez subido el programa, la placa el Arduino no necesitará de la conexión al PC para funcionar pudiendo alimentarla con baterías o una fuente de alimentación para que funcione de forma autónoma.  

ArduinoBlocks actualmente funciona con todos los navegadores de última generación: Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera, Safari,... 

(José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA)

Por otro lado, tal y como se describe en la Wiki de Vitalinux,  ArduinoBlocks funciona perfectamente con todos los sistemas operativos, pudiendo ser fácilmente instalable en equipos individuales y a nivel de centro dentro del soporte de Vitalinux.

Ayuda en Arduinoblocks

Además hay chat de Telegram con una comunidad de profesores y técnicos de la empresa que apoya Arduinoblocks donde puedes encontrar proyectos, enlaces interesantes y lo más importante:  Puedes preguntar tus dudas o problemas

https://t.me/innovadidactic_comunidad

logogrupotelegramarduinoblocks.jpg

 

2 ARDUINOBLOCKS

Crear cuenta

Registrándonos  como  usuarios  de  la  plataforma  ArduinoBlocks  podemos  aprovechar  todas estas posibilidades: 

Entramos en http://www.arduinoblocks.com/ e iniciamos sesión

Y rellenamos el formulario

2 ARDUINOBLOCKS

Cuentas alumnado

Tal y como dice el tutorial de Juanjo López :

Permite a un usuario registrado con email, crear y administrar nuevas cuentas de usuario dentro de una organización, centro educativo o institución.

Si lo quieres en papel, te recomendamos el tutorial de Juanjo López son 12 diapositivas muy bien explicados https://github.com/arduinoblocks/documentacion/blob/master/usuarios_gestionados.pdf

El contar con esta funcionalidad es especialmente interesante en el caso de alumnado menor de 14 años, de forma que no sea necesario ceder ningún tipo de datos de ellos, ni recabar consentimientos parentales para la utilización de la plataforma. En general por criterios de protección y privacidad de datos, siempre es preferible trabajar con aplicaciones que solo requieren registro por parte del profesorado.

2 ARDUINOBLOCKS

ArduinoBlocks connector

Espera !!! Aún no conectes tu placa (Arduino, ESP32, NodeMCU, KeyStudio TDR STEAM...)

PRIMER PASO Descargar e instalar ArduinoBlocks Connector

Para poder usar la herramienta Arduinoblocks tenemos que ejecutar antes Arduinoblocks conector. Lo descargamos de la misma página de ArduinoBlocks según el sistema operativo que usemos: Windows (W7 E INFERIORES NO FUNCIONA), Linux ....

Lo descargamos y lo instalamos.

En el caso de tener equipos Vitalinux, es fácilmente accesible e instalable desde la aplicación Vitalinux Play o si se desea una instalación masiva en el centro a través de su página de soporte:

image-1667329017653.png


SEGUNDO PASO: INSTALAR LOS DRIVERS

Si no hacemos estos pasos, cuando conectamos la placa, siempre sale en el COM1, le damos a subir y sale erro

En http://www.arduinoblocks.com/web/site/abconnector5 tenemos abajo ARDUINO SERIAL DRIVERS

RECOMENDAMOS EL PRIMER ENLACE Y EL TERCERO

2024-06-26 11_27_26-Coding with blocks ;).png

En el primero el instalador está en este enlace https://cdn.sparkfun.com/assets/learn_tutorials/7/4/CDM21228_Setup.exe

2024-06-26 11_28_55-How to Install FTDI Drivers - SparkFun Learn.png

El segundo sólo si quieres utilizar Arduinos no oficiales, de fabricantes chinos, que tiene el CH340g y hay que leerse la página, paciencia

El tercero es necesario el 2102 si utilizas el ESP32 el instalador esta en este enlace, es una carpeta comprimida, la descomprimes y está el ejecutable instalador https://www.silabs.com/documents/public/software/CP210x_Windows_Drivers.zip

2024-06-26 11_38_15-CP210x USB to UART Bridge VCP Drivers - Silicon Labs.png

COMPROBAR QUE DETECTA LA PLACA

Ahora conectamos la placa (Arduino, NodeMCU, KeyStudio TDR STEAM...) a nuestro ordenador, y observamos si lo detecta, en Windows entramos en Administrador de dispositivos:

administradordispositivos.png

Y vemos que en los puertos COM se ha detectado correctamente la placa:

puertos.png

En el caso de que no aparezca, es que no se han instalado correctamente los drivers de Arduino. Entonces vamos a la página oficial de Arduino y descargamos el programa ARDUINO IDE : https://www.arduino.cc/en/software y lo instalamos. Al instalar este programa se instalan los drivers en nuestro ordenador. No hace falta ejecutarlo.

En el caso de equipos con sistema operativo Linux (como Vitalinux) el puerto serie tiene la forma /dev/XXXX

YA PUEDES EJECUTAR ARDUINOBLOCKS CONNECTOR

Ahora buscamos el programa ArduinoBlocks connector que hemos descargado e instalado en el primer paso y lo ejecutamos.

2024-06-26 12_36_52-AB-Connector v5.3.png

ATENCIÓN No podemos cerrar la ventana mientras utilizamos Arduinoblocks, la minimizamos simplemente.

En caso contrario, Arduinoblocks no se puede comunicar con nuestra placa Arduino, NodeMCU, KeyStudio, etc ....

YA PUEDES EJECUTAR ARDUINOBLOCKS

Entramos en la web ARDUINOBLOCKS http://www.arduinoblocks.com/ nos logueamos e iniciciamos un proyecto, Vemos que en el editor que aparece ya los puertos COM (si no te aparece, dale a la rueda actualizar)

Aparecen varios COM,  elegir el último que tiene que coincidir con el que has visto en el segundo paso, no necesariamente es el COM más alto.
Si se queda una ruleta de espera demasiado tiempo, entonces, actualizar la página o darle a actualizar el botón 1 de la figura :

arduinoblocks-com.jpg

Una vez elegido el COM ya puedes darle al botón amarillo SUBIR cuando has realizado tu proyecto pero antes de subir, por si acaso dale a guardar el proyecto que has realizado.

En el caso de equipos con Linux veremos algo así:

image-1667328938836.png

¿Tengo que hacer los cuatro pasos cada vez?
No, sólo la primera vez para asegurar los drivers del Arduino, las siguientes veces que te conectes lo único que tienes que hacer  es el tercer y cuarto paso

IMPORTANTE: TENER EL SOFTWARE ARDUINOBLOCKS ACTUALIZADO para que funcionen los nuevos bloques que se incorporan en Arudinoblocks

2 ARDUINOBLOCKS

Empezando

Entramos en Proyectos y podemos ver nuestros proyectos creados como también empezar uno.

Y nos aparece tres opciones :

En esta ventana podremos elegir que tipo de proyecto vamos a realizar: 

Adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Lo primero que tenemos que elegir es para qué tipo de placa se hace el proyecto.

placa-a-elegir-arduinoblocks.png

ATENCIÓN luego NO se puede cambiar. Es decir, un proyecto realizado para un tipo de placa, no se puede cambiar a otro tipo de placa (la razón es simpe: las instrucciones cambian)

Luego el nombre y el resto de campos es optativo pero importante y buena costumbre rellenarlos, sobre todo si el proyecto lo compartimos:

Área de programación del proyecto

Este es el área sobre el que se trabaja en Arduinoblocks. En esta área arrastraremos y colocaremos los bloques que vamos a utilizar para crear nuestro programa.

En el área de trabajo hay un Zoom (2) para ampliar o reducir la imagen, un icono para centrar
(1) y un icono donde podremos borrar los bloques que no utilicemos (3).

2022-04-13 19_02_05-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Las principales secciones del área de programación son las siguientes :

2022-04-13 19_03_07-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Ver el código

ArduinoBlocks genera el código de Arduino a partir de los bloques. El programa se puede compilar y subir directamente a la placa Arduino gracias a la aplicación ArduinoBlocks-Connector, sin embargo si deseamos ver o descargar el código podemos realizarlo desde el área de bloques.

2022-04-13 19_05_37-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Siempre, desde un lenguaje de programación en bloques podemos obtener su equivalente a Código de Arduino IDE (de hecho es lo que hacen los programas), y luego con las funciones de Código de Arduino IDE el software lo pasa a lenguaje máquina que es la que se graba el Arduino, pero no al revés es decir, no existen programas que dado un código máquina o código Arduino IDE lo pasen a bloques gráficos, (igual que no hay programas que lean el código máquina que hay grabado en un Arduino y lo pasen a código Arduino IDE). Esto no es del todo 100% verdadero pues la Ingeniería inversa en informática trata pues de eso: obtener la fuente aunque sea parcial, pues si obtienes el código legible, puedes alterar lo que quieras.
Cuando compras un programa comercial, te dan el lenguaje máquina ilegible. Mientras que los programas de software libre se publica el código fuente legible para que todo el mundo pueda mejorarlo.

Por ejemplo en la siguiente figura, el programa gráfico mBlock que se utiliza en Arduino, mBot, etc... pasa sus instrucciones de lenguaje de programación de bloques parecido a Scratch a lenguaje de Código de Arduino IDE y Arduino IDE graba instrucciones binarias de lenguaje máquina al Arduino.

embedded-image-j3gKXHlj.png

¡¡A disfrutar!! 
Consejo: Te recomendamos visitar el canal de Youtube de Arduinoblocks https://www.youtube.com/c/ArduinoBlocks

 

2 ARDUINOBLOCKS

Intermitente

Nuestro primer programa que vamos a hacer es un intermitente en D4

tip ¿Por qué con D4 y no con otro? Porque D4 tiene un led integrado en la placa, también D0.

danger

ATENCIÓN

Estos leds van al reves, (configuración pop-down) luego para encender el led, D4 tiene que estar a nivel bajo, y al revés para apagarlo, D4 en nivel alto.

El programa es muy sencillo y lo completamos que se pueda visualizar por la salida puerto serie, por eso al iniciar ponemos el puerto serie a 9600 baudios.

Le damos a subir (teniendo el programa Arduinoblocks conector minimizado, eso lo podemos ver enseguida pues detecta en que COM está conectado, en la figura sale COM5) y en Cónsola podemos ver el contenido del puerto serie.

2 ARDUINOBLOCKS

¿Qué es Arduino?

¿Qué es Arduino?

Arduino es una tarjeta electrónica que integra básicamente a un microcontrolador y un conjunto de pines de conexión de entradas y salidas que permiten, mediante un determinado programa, interaccionar con el medio físico mediante sensores y actuadores electrónicos. De esta forma podrás crear tus propios proyectos tecnológicos, dotarlos de sensores que detecten magnitudes físicas como luz, calor, fuerza, etc… y en base a esa información, escribiendo un programa, activar otros dispositivos (actuadores) como pequeñas bombillas, ledes, servomotores, pequeños motores DC, relés, etc… Los sensores se conectan a los pines de entrada y los actuadores a los de salida.

¿Sabías que.... ? Uno de los co-creadores de Arduino es Español, de Zaragoza: David Cuartielles +info

¿Qué es un microcontrolador?

Es un circuito integrado que se puede programar, o sea que puede ejecutar las órdenes que tenga almacenadas en su memoria. Tiene las tres funciones principales de un computador: la unidad central de proceso, memoria y entradas y salidas.

Arduino utiliza la marca ATMEL, y el modelo de microcontrolador depende del tipo de tarjeta, por ejemplo la tarjeta Arduino Uno utiliza el micro ATMEL MEGA 328P. Si quieres saber las entrañas de esta placa aquí

¿Qué se puede hacer con Arduino? ¿Algún ejemplo?

Realmente el límite lo marca tu imaginación pero por dar alguna pista, podrías diseñar un sistema para la apertura y cierre de la puerta de un garaje, hacer un robot móvil que detecte objetos o que siga una línea negra, crear un detector de luz y oscuridad, implementar un termómetro, controlar un cilindro neumático, etc…

En este manual tienes múltiples ejemplos de pequeños proyectos para el aula, aunque Arduino es una herramienta que también se utiliza en el ámbito profesional para monitorización de sensores y automatización a pequeña escala por su flexibilidad, fiabilidad y precio.

¿Qué son las entradas y salidas?

Mediante los conectores de Arduino correspondientes a las entradas y salidas podemos comunicar nuestros programas con el “mundo exterior”. Si queremos leer el valor de la magnitud física medida por un sensor, por ejemplo una LDR que detecta el nivel de luminosidad, lo tendremos que hacer conectando el sensor a uno de los pines de entrada (en este caso analógicas) de la tarjeta.

De esta forma con una simple instrucción de lectura en el programa, podremos obtener el valor de la magnitud física. Si nuestra intención es actuar o “hacer algo” una vez leído el valor del sensor, por ejemplo encender un led si el sensor de luminosidad detecta oscuridad, tendremos que conectar el actuador (en este caso el led) a un pin de salida que proporcionará la corriente necesaria para activarlo.

En Arduino las entradas pueden ser analógicas o digitales y las salidas sólo digitales. Cada pin digital tiene doble función entrada o salida. En la zona de configuración del programa hay que indicar explícitamente mediante una instrucción cuál es función desempeña un determinado pin.

¿Dónde se conectan los sensores? ¿A las entradas analógicas o digitales?

La mayoría de sensores miden señales analógicas y proporcionan una variación de voltaje dentro de un rango (normalmente de 0 a +5V) dependiendo de lo que varíe la magnitud física medida. Muchos sensores son resistivos a algo (luz, temperatura, humedad,…), es decir que varían su resistencia eléctrica con la magnitud física, pero mediante un sencillo montaje de divisor de tensión conseguimos una variación de voltaje apta para Arduino. Estos montajes los veremos en las prácticas.

Veamos este ejemplo:
El sensor LDR es una resistencia que cambia según la intensidad de la luz. La estrategia es colocar el LDR en un divisor de tensión con otra resistencia de valor parecido al promedio del que da el LDR (por ej 10k), y el valor del punto de unión proporciona una tensión entre 0 y 5V. Como es una señal analógica, la conectamos a una entrada analógica (en la figura al A6)

embedded-image-YfsLGvOe.jpegldrana.png

Una vez realizadas las conexiones, si midieramos la salida del sensor con un voltímetro nos daría un valor decimal, por ejemplo un nivel de luz “intermedio” (rango de 0 a 5V) de un sensor de luz podría dar 3,3 voltios. Este tipo de información el microcontrolador no la entiende tal cual, sólo es capaz de interpretar números binarios (“0” ó “1”) por lo que para traducir los valores analógicos dispone internamente de un conversor analógico – digital que hará la conversión entre los dos sistemas, de forma que podremos tener valores discretos de la medida de los sensores analógicos. En el Arduino las entradas analógicas leen valores analógicos entre 0V y la alimentación (normalmente 5V) y los convierten en números entre 0 y 1023 (porque lo codifica en 10 dígitos binarios proporcionan  210 = 1024 combinaciones).

Por ejemplo, si la entrada analógica lee un valor de 3,3V y la fuente de alimentación es 5V, la señal analógica que lee Arduino, haciendo una regla de 3, tiene un valor de 3,3 * 1023 / 5 = 675,18 = 675

Mapeo
Para convertir estos valores 0 -1023 a valores más legibles, por ejemplo 0 - 100 para representarlo en % o 0-5 para que represente la medida en voltios ... veremos en programación la función mapear

La mayoría de los sensores nos lo venden ya preparados montados en una pequeña placa electrónica y con circuitos integrados auxiliares para no tener que estar haciendo divisores de tensión. Pueden tener salida analógica o salida digital, que en este caso lo tenemos que conectar a cualquier entrada digital D0 hasta D13.

Veamos el mismo ejemplo del LDR: Podemos comprar este módulo:

ldrdig1.png

Estos módulos proporcionan 3 pines: dos que son la alimentación, (0V, GND o - )  y (+5V V+o Vcc) y el pin que proporciona la lectura (Vout o D0 o I/O). En el caso de que sea un sensor que mida una magnitud analógica como en este caso la luz, suelen proporcionar un potenciómetro para determinar qué luminosidad se considera un 0 o un 1.

¿Hay sensores digitales que no estén en una placa electrónica?

Las entradas digitales sin una placa electrónica son cuando las señales a leer son valores discretos. Por ejemplo queremos poner un pulsador o un interruptor que encienda un led. Hacemos un montaje que cuando se pulse, entren 5 voltios en el pin digital de entrada y cuando no se pulse que “entren” 0 voltios. De esta manera la lectura del pin digital de entrada será “HIGH” con 5 voltios o “LOW” con 0 voltios.

Veremos más adelante que un interruptor no es un simple cable que conectamos a +5V o a 0V pues ¿Qué valor lee Arduino mientras levantamos el cable de un sitio a otro?, para ello veremos configuraciones Pull-up o Pull-down que se repiten en muchos sensores.

¿Qué son las salidas digitales etiquetadas con PWM (~)?

Son salidas digitales que simulan una salida analógica. Las siglas significan Modulación por Ancho de Pulso (Pulse Width Modulation) es decir, proporcionan una onda cuadrada con un nivel alto (+5V) de “cierta” duración.

pinesPWM.png

Los valores PWM que podemos proporcionar pueden ir desde 0 a 255.

pwmsenal.png

De esta manera podemos simular señales analógicas, esto es muy útil para activar servomotores y llevarlos a una posición determinada o variar la luminosidad de un led o en los motores de los robots que vayan más deprisa o más despacio

¿Puedo accionar motores DC con Arduino?

Si son motores muy, muy pequeños sí sería posible aunque no es recomendable, pueden dañar la placa. Los motores necesitan un consumo alto de corriente, sobre todo si tienen que mover cierta carga, por lo que se recomienda o bien utilizar una tarjeta Shield o extensión de Arduino que dispone de circuitería apta para proporcionar dicha corriente (transistores).

2 ARDUINOBLOCKS

Software del Arduino

El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante dos opciones de programación:

OPCIÓN LENGUAJE POR CÓDIGO

Recomendable a partir de secundaria. Es un lenguaje basado en Wiring y permite la programación del Arduino en un entorno de desarrollo (basado en Processing). El programa se llama ARDUINO IDE y se puede descargar desde la página oficial de Arduino: https://www.arduino.cc/en/software.

Hay otra posibilidad que es utilizarlo online, con la ventaja de tener tus proyectos "en la nube" y no depender del equipo. OJO, TIENES QUE TENER INSTALADO EL SOFTWARE CREATE AGENT
https://create.arduino.cc/getting-started/plugin/welcome

arduinoide.png

En los cursos de CATEDU se ha utilizado el lenguaje por código empezando desde cero en:

Recomendamos estas hojas resumen si vas a trabajar con código:

OPCIÓN LENGUAJE GRÁFICO POR BLOQUES

Recomendado para primaria. Tenemos muchas posibilidades de lenguajes gráficos. Destacamos dos:

Otros softwares para programar con bloques

EN VIVO ¿Qué es eso?                                                                                                                                                       
Existe una posibilidad de utilizar la placa "en vivo" frente a "cargar" el programa en la placa.
Es decir, interactuando con el ordenador. El programa está en el PC. En la placa hay un firmware que le dice que este a las órdenes del PC.  De esta manera podemos por ejemplo:
     - Enviar órdenes desde el ordenador a la placa.
                      Por ejemplo que al pulsar la tecla espacio que se encienda el led D13 
    - Enviar información desde la placa al ordenador
                  Por ejemplo que muestre por pantalla nos muestre la cantidad de luz, que registra el sensor LDR, etc...
Que nosotros sepamos, estos programas permiten la programación en vivo :
               - mBlock placas: Arduino, Microbit, Raspberry Pi, ... robots de Makeblock: mBot, Cyberpi...
               - Microbloks https://microblocks.fun/  placas: Arduino, Microbit, ESP32, RaspberryPico, .... ver minitutorial
                -Snap4Arduino para placas Arduino
               -EchidnaScratch CURSO DE ECHIDNA

VENTAJAS LA PROGRAMACIÓN EN VIVO PERMITE MUCHO JUEGO Y POSIBILIDADES A LA HORA DE ELABORAR PROYECTOS
INCONVENIENTES: Necesitas el ordenador encendido y conectado al robot.

Es importante que entiendas que para trabajar en vivo, la placa tiene que tener cargado un "firmware" para que interactúe con el ordenador.

P: ¿Qué es eso de "firmware"?
R: No es más que un software que se graba en los chips de la placa.
P ¿Y por qué se llama así, y no se llama software o programa y en paz?
R: Digamos que como se graba en los chips, es un medio camino entre software y hardware, para diferenciarlo del software habitual.

EN CARGA ¿Qué es eso?                                                                                                                                                       
Simplemente el programa que estas haciendo se carga en la placa
VENTAJAS: Eres independiente del ordenador, tu robot funciona independiente
DESVENTAJAS Pierdes todas las posibilidades de utilizar los recursos de un ordenador, teclado, pantalla, webcam, altavoces...

Es importante que si cargas tu programa en la placa, pierdes lo que había antes
Es decir, si quieres volver a trabajar EN VIVO tienes que cargar el firmware correspondiente.

VENTAJAS E INCONVENIENTES 
LENGUAJE GRÁFICO POR BLOQUES vs CÓDIGO

El lenguaje gráfico por bloques es un lenguaje sencillo de utilizar, nos evita tener en cuenta muchas librerías y cálculos.

Otra ventaja, es que el lenguaje por bloques es el único que permite programación "en vivo"

Por ejemplo, la instrucción leer valor distancia el sensor ultrasonidos, mediante programación por bloques es 

leer-us.jpg

mientras que en código es

double distancia;

double fnc_ultrasonic_distance(int _t, int _e){
	unsigned long dur=0;
	digitalWrite(_t, LOW);
	delayMicroseconds(5);
	digitalWrite(_t, HIGH);
	delayMicroseconds(10);
	digitalWrite(_t, LOW);
	dur = pulseIn(_e, HIGH, 18000);  
    // devuelve cuanto tarda el pulso alto en microseg; 18000 es el tiempo a esperar limite
	if(dur==0)return 999.0;
	return (dur/57);
    // la velocidad del sonido es 344m/s = 34400 cm/seg = 0,0344 cm/microseg
   // como v=e/t luego e = v*t y como cuenta la ida y la vuelta distancia = v*t/2
   // luego distancia = 0,0344/2 * dur = dur/57 
}

void setup()
{
  	pinMode(6, OUTPUT);
	pinMode(5, INPUT);

}


void loop()
{

  	distancia = fnc_ultrasonic_distance(6,5);

}

Como se puede ver en código, tiene que calcular la distancia haciendo cálculos del tiempo de rebote del eco, mientras que el gráfico es sumamente sencillo y se centra en el objetivo del algoritmo a crear, no en lo accesorio. Esto hace que un lenguaje gráfico por bloques se puede aplicar desde los 8 años.

Por otra parte, el lenguaje código tiene todo el potencial, es decir, no todo está en los lenguajes gráficos. Si se quiere cosas más avanzadas, hay que recurrir al código.

Un lenguaje gráfico se convierte en lenguaje código, pero al revés no se puede, debido a que el código es más depurado y no tiene la información necesaria para volver a su origen en bloques, ya lo has visto con el anterior ejemplo, el código tiene más información.

¿No te lo crees? Haz la prueba, métete en https://www.tinkercad.com/ crea un programa con bloques, dale a la pestaña de código y te aparecerá una advertencia que perderás el programa con bloques ! no puedes volver atrás!

Curiosamente, tiene una opción bloques+código que traduce cada bloque con un código, es decir, traduce cada bloque sin perder información, sólo de esa manera se puede pasar de bloques a código y viceversa.

2024-09-23 10_51_49-Circuit design PIN0-CORE-CREW - Tinkercad.png

bloques-codigo.png
Imagen Federico Coca Notas sobre ESP32 STEAMakers CC-BY-SA

El lenguaje código se traduce en lenguaje máquina (ceros y unos) entendible para el microprocesador, pero al revés no se puede.

En este vídeo, en mi opinión se olvida de mBlock, Snap4Arduino, S4A pero puedes ver un vistazo de los diferentes editores

OPCIÓN SIMULACIÓN                                    

Incluimos dentro del apartado de Software los diferentes programas que hay para simular placas electrónicas como Arduino, ESP32, etc...

Tinkercad

Esta herramienta https://www.tinkercad.com aparece en el Curso Arduino con código  en la práctica Comunicación entre dos Arduinos, pero también es una plataforma que sirve para hacer los diseños de elementos 3D, ver curso Impresión 3D con Tinkercad

Tiene la ventaja que es aplicación online, muy visual y buscan un reflejo de la práctica real, además de estar la herramienta adaptada al aula (gestión de alumnos y proyectos). Como  desventajas podemos decir que no tiene mucha variedad de componentes electrónicos y la simulación es algo lenta.

Wokwi

Si Tinkercad se queda corto, puedes probar esta plataforma https://wokwi.com/ con muchas posibilidades. Es online y puede trabajar con multitud de placas: ArduinoUno, ESP32, Raspberry,,,,
Como única desventaja que encontramos, es que echamos de menos la realidad de Tinkercad, por ejemplo no puedes poner una placa protoboard para realizar las conexiones, pero a cambio se gana simplicidad de cableado.

2022-12-05 10_14_42-Knob.ino - Wokwi Arduino and ESP32 Simulator.png

UnoArduSim

Es una aplicación local.  UnoArduSim además es una aplicación portable fácil de instalar y con los elementos de leds, motores servos ya preparados, ideal para ejemplos sencillos y para examinar señales y no depender de Internet, pero no es tan versátil.

OPCIÓN SÓLO DIBUJAR


2 ARDUINOBLOCKS

Sensores

Esta sección es una visión rápida de las posibles entradas del Arduino y está adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Cualquier sistema de control podríamos decir que funciona de una manera similar a un ser humano, salvando las distancias. Nosotros recibimos la información del mundo exterior gracias a nuestros sentidos (oído, olfato, gusto, vista y tacto), nuestro cerebro procesa esa información y a través de nuestros músculos o de nuestra voz realizamos diferentes acciones. Pues lo mismo sucede con los sistemas de control, reciben información del exterior gracias a los diferentes SENSORES, procesan esa información en sus PLACAS CONTROLADORAS (sus cerebros) tales como Arduino y dan una respuesta utilizando sus diferentes ACTUADORES.

2022-04-13 19_23_12-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Un sensor es un objeto capaz de detectar magnitudes físicas o químicas y transformarlas en variables eléctricas. Los sensores o periféricos de entrada nos permiten obtener información del mundo real para utilizarla desde el programa de Arduino.

En la actualidad la cantidad de sensores disponibles es tan extensa como las variables que queramos medir, desde sensores de temperatura, humedad, luminosidad,... hasta acelerómetros, giroscopios, GPS,... pasando por detectores de gases, de pulsos cardiacos, sensores de efecto HALL,...

La interfaz de conexión de un sensor con Arduino lo podemos clasificar en tres tipos: DIGITAL, ANALÓGICO o DATOS.

Ejemplo: un pulsador es un tipo de sensor sencillo que sólo nos da dos estados, “pulsado o no pulsado”. Conectado a la placa Arduino debe generar 0v en reposo y 5v al pulsarlo. De esta forma desde el programa de Arduino podremos leer el estado del botón.

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Ejemplo: Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Su valor varía entre 0 y 5 v. la cantidad de valores que pueden leer las entradas analógicas de Ardunio son de 10 bits es decir 1024 valores. De tal modo que 0 = 0 v. y 1023 = 5V.

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Ejemplo: el sensor DHT11 que mide temperatura y humedad.

2022-04-13 19_27_43-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Sensores modulares más comunes.

En  la  actualidad  existen  infinidad  de  sensores  que  los  fabricantes  presentan  en  forma modular.  Esto  hace  que  su  conexión  y  utilización  sea  mucho  más  sencilla  que  la  tradicional, olvidándonos de resistencias, polaridades, cableados,… para su correcto funcionamiento.

Sensor pulsador

Es un sensor digital, que presenta dos estados; cuando se presiona el botón,  emite  una  señal  de  bajo (0V), cuando suelta el botón, emite una señal de bajo alto (5V). Datasheet

Un ejemplo de uso

 2022-04-13 21_58_38-Modulo pulsador con tapa, 6uds.pngimage-1649922433118.png

Otra manera más "barata" de sustituir este módulo pulsador es poner un pulsador normal y una resistencia (±10k), al pulsar se produce una entrada en el Arduino, hay dos configuraciones, que al pulsar se emita un 0 lógico (configuración Pull up) o que al pulsar emita un 1 lógico (configuración Pull down) ¿Por qué hay que poner una resistencia?

image-1650097141548.pngimage-1650097157889.png

Lo "normal" es que al pulsar se emita un '1' configuración Pull down, pero hay pulsadores que funcionan al revés, lógica invertida o pull up, por eso en la programación por bloques podemos encontrar esto:

logicainvertida.png

Sensor Táctil Capacitivo. 

Este  pequeño  sensor  puede  "sentir"  a  las  personas  y  el  tacto  y  la retroalimentación de metales a un nivel de voltaje alto / bajo. Incluso aislado por alguna tela y papel, todavía puede sentir el tacto. Su sensibilidad disminuye a medida que la 
capa de aislamiento se hace más gruesa. En nuestra opinión lo preferimos frente al Sensor pulsador pues es muy económico, duradero y fiable.

Un ejemplo de uso en

2022-04-13 21_59_29-Interruptor táctil TTP223B.png

Potenciómetro y joystick

Un potenciómetro es una resistencia variable, es decir, cambia de valor mecánicamente, lo tenemos en multitud de dispositivos. El joystick es internamente dos potenciómetros con un pulsador integrado en un solo mando.

potenciometro-joystick.png2023-11-24 18_45_14-Quiero una – EchidnaShield.png

Este sensor es analógico, su salida puede ser cualquier valor entre Vcc y GND (si está en divisor de tensión como en la placa Edubásica no llega a esos valores extremos), por lo tanto hay que conectarlo a una entrada analógica de Arduino y como cualquier entrada analógica, proporcionará valores entre 0 y 1023.

Ejemplos de uso:

 Sensor Fotocélula LDR. 

El  uso  de  fotocélulas  es  muy  común  en  nuestras  vidas,  las  encontramos  en  el  encendido automático de  farolas, apertura de  puertas,…  La  fotocélula  es un  semiconductor. Es  ampliamente utilizado  en  campos  de  interruptores  de  control  automático  como cámaras,  luces  solares  de  jardín,  lámparas  de césped,  detectores  de  dinero,  relojes  de cuarzo, tazas de música, cajas de regalo, mini luces  nocturnas,  interruptores  de  control  de luz y sonido, etc.  
Es un sensor analógico dando valores entre 0 y 5V y como entrada analógica de un Arduino se traduce en un rango de 0 a 1023 valores. 
Un ejemplo de uso :

Una manera más económica de montar este sensor es utilizar una resistencia y un LDR:

embedded-image-YfsLGvOe.jpeg2022-04-14 08_04_14-3.5 Cableado sensores _ Librería CATEDU.png

Los módulos LDR que se venden suelen esta configuración Pull down, es decir, cuanto más luz,  más tensión:

image-1650370178627.png

La instrucción con Arduinoblocks ya cuenta con esta configuración Pull downUp de que cuando más luz, más valor tiene la entrada analógica.

2022-04-19 14_05_05-ArduinoBlocks.png

Hay módulos LDR ya montados,  que tienen componentes activos es decir, llevan circuitos electrónicos, transistores que amplifican etc... y dan la salida digital con un potenciómetro para definir el rango de luz que cambia de estado lógico. Puedes ver en la figura que tiene una salida digital D0.

sensorluzarduinodigital.jpg

O hay algunos que tienen 4 pines como en la figura que ofrecen las dos cosas: salida analógica A0 y digital D0.

sensorluzarduino.jpg

Nosotros aconsejamos el divisor de tensión por tres razones: más barato, no implica gran circuitería y es visible su funcionamiento frente a estos encapsulados.

Sensor llama

Este sensor de llama se puede utilizar para detectar fuego u otras luces cuya longitud de onda se encuentra entre 760 nm ~ 1100nm.

Un ejemplo de su uso:

2022-04-14 08_06_56-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png2022-04-14 08_07_38-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Sensor de Ultrasonidos.

Es un sensor digital de distancias por ultrasonidos capaz de detectar objetos y calcular la distancia a la que se encuentra en un rango de 2 a 350 cm. Su uso es tan sencillo como enviar el pulso de arranque y medir la anchura del pulso de retorno.

No es un sensor preciso, con una ligera inclinación de la superficie ya da lecturas erróneas pero es muy barato

Ejemplos de uso:

Pines de conexión:

Distancia = {(Tiempo entre Trig y el Echo) * (V.Sonido 340 m/s)}/2 por lo tanto en la programación tenemos que leer esos dos pulsos y calcular la distancia.

2022-04-14 08_10_43-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png2022-04-14 08_11_21-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Sensor DHT11 (Temperatura y Humedad).

Este sensor de temperatura y humedad DHT11 tiene una salida de señal digital que funciona en un rango de temperaturas entre 0 y 50ºC con un error de ± 2ºC y un rango de humedad entre 20 y 90 % ± 5% . Tiene dentro un pequeño microprocesador que lanza por el bit de datos 40 bits en serie, los 16 primeros son la humedad y los 16 restantes es la temperatura los 8 restantes son de comprobación. Por ejemplo 0100 0111 0000 0011 0001 1001 0000 0000 0001 1000  es 0100 0111 0000 0011 = 47.03% de humedad y 0001 1001 0000 0000 = 19.00ºC y la comprobación es la suma de 4+7+0+3+1+9+0+0=24=11000

Ejemplos de uso:

2022-04-13 19_27_43-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

No es un sensor con gran sensibilidad, pero para propósitos educativos cumple sus funciones. Por dentro tiene una resistencia NTC que decrementa su resistencia si aumenta la temperatura. Hay otros que van al revés, los PTC. Tanto los NTC como los PTC se llaman thermistores. Para la humedad, mide la capacidad de un condensador que es sensible a la humedad, o sea, un sensor capacitivo.

Tenemos dos opciones comerciales: Encapsulado que lo tienes preparado para conectar la alimentación y leer por el pin de datos, o sin encapsular, que hay que colocar una resistencia de aproximadamente 10k entre Vcc y Data

dht11-pines.png

Ejemplo de uso de un DHT11 sin encapsular:

dht11sinencapsular.png
Fuente Luis LLamas CC-BY-NC-SA https://www.luisllamas.es/arduino-dht11-dht22/

Si queremos mejorar la sensibilidad, podemos utilizar el DHT22 que es igual pero de color blanco y más caro. Si lo que queremos es sólo la temperatura es mejor utilizar el LM35D que tiene un rango de temperaturas desde 0ºC a 100ºC con una sensibilidad de 2mV/ºC

lm35.jpg

Es un sensor bastante mediocre, si necesitas una precisión el doble, te recomendamos el DHT22 que funciona exáctamente igual pero es de color blanco y más caro ⁓3€. Ver https://www.luisllamas.es/arduino-dht11-dht22/

Sensor de humedad de suelo.

La función de este sensor es detectar la humedad del suelo. Si el suelo no tiene agua, el valor analógico emitido por el sensor disminuirá, de lo contrario, aumentará. Se puede utilizar este sensor para hacer un dispositivo de riego automático, puede detectar si las plantas “tienen sed” y evitar que se marchiten. El sensor se configura con dos sondas insertadas en el suelo, cuando la corriente atraviesa el suelo, el sensor obtendrá valor de resistencia al leer los cambios actuales entre las dos sondas y convertir dicho valor de resistencia en contenido de humedad. Cuanto mayor sea la humedad (menos resistencia), mayor será la conductividad del suelo. La corriente de trabajo del sensor es menor de 20mA. El voltaje de salida es de 0 a 2,3V (Cuando el sensor está totalmente sumergido en agua, el voltaje será 2,3V).

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Sensor de humedad.

Este sensor analógico está diseñado para identificar y detectar la presencia de agua y su cantidad. Puede servir para detectar el nivel de agua, para disparar una alarma en caso de una fuga de agua, también para hacer un limpiapalabrisas automático.... puedes ver un ejemplo de uso en el curso de Domótica con Arduino

Mide el volumen de agua caída a través de una serie de rastros de cables paralelos expuestos.

2022-04-14 08_19_22-PROYECTO 00 CONOCEMOS ARDUINO..pdf - Google Drive.png

Sensor de efecto Hall.

Este es un sensor de inducción magnética. Detecta los materiales magnéticos dentro de un rango de detección de hasta 3 cm. El  rango de detección y la fuerza del campo magnético son proporcionales. La salida es digital.

2022-04-14 10_07_05-1.3 Conexiones _ Librería CATEDU.png
Sensor Hall.                              Edwin Helber Hall De Desconocido - Popular Science Monthly Volume 64, Dominio público

Edwin Helbert Hall descubrió en 1879 que en presencia de un campo magnético, un conductor que conduzca una corriente se le producía un campo eléctrico porque las cargas eléctricas se desviaban de su trayectoria principal, nuestro sensor simplemente mide ese campo eléctrico:

De Luis Llamas CC-BY-NC

El sensor tiene un led de color rojo que indica que hay una lectura de campo magnético.

Un ejemplo de uso lo puedes ver aquí: medir rocas magnéticas con el Rover con Arduino

Sensor inclinación

Este sensor funciona al hacerle vibrar, emitiendo una señal digital de todo o nada. El módulo del sensor viene provisto de un potenciómetro para poder regularlo.

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Sensor de golpe

Es un sensor digital que al ser golpeado este sensor envía una señal momentánea.

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Sensor de pulso cardíaco.

Este módulo utiliza un LED infrarrojo (IR) ultrabrillante y un fototransistor para detectar el pulso en el dedo. Principio de funcionamiento: Se debe colocar el dedo entre el LED infrarrojo ultrabrillante (parte superior) mientras que el fototransistor, que queda en el otro lado, recoge la cantidad de luz transmitida. La resistencia del fototransistor variará levemente a medida que la sangre pase a través de su dedo.

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Sensor de Alcohol.

Este sensor de gas analógico MQ-3 es adecuado para detectar alcohol. Se puede usar en un analizador de aliento. También tiene una alta sensibilidad al alcohol y baja sensibilidad a la bencina (éter de petróleo). La sensibilidad se puede ajustar con el potenciómetro.

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Sensor de CO2

Hay sensores que utilizan el protocolo I2C, este protocolo permite conexiones serie y pueden compartir el mismo cable pues cada elemento tiene una dirección diferente. Esto lo veremos en el Display LCD. Se identifican por los pinen SDA y SCL

CCS811-KEYSTUDUUDIO.png


Sensor de Gas (MQ2).

Este sensor analógico de gas MQ-2 se utiliza en equipos de detección de fugas de gas en electrónica de consumo y mercados industriales. Este sensor es adecuado para detectar GLP, I-butano, propano, metano, alcohol, hidrógeno y humo. Tiene alta sensibilidad y respuesta rápida. La sensibilidad se puede ajustar girando el potenciómetro.

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Esta sección está adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

Resistencia Flex

Es una resistencia que cuanto más se dobla más resistencia ofrece, desde 25k hasta 125k

Datasheet Sparkfun

Para utilizar esta resistencia haremos un DIVISOR DE TENSIÓN que consistirá en poner dos resistencias en serie y repartirá la tensión total entre 0V y 5V en las dos resistencias, el punto medio será un punto que tendrá una tensión variable en función de las dos resistencias, como la es variable, esa tensión es variable y ya tenemos la entrada analógica:

Es decir:

Este sensor tiene posibilidades para usarlo en "ropa inteligente".

Sensor de movimiento con Microondas

Tradicionalmente se utilizan sensores PIR de infrarrojos para detectar el movimiento, pero personalmente veo que tienen falsos positivos y negativos, si quieres utilizarlos, te recomendamos esta página de Luis LLamas 

2022-04-16 10_24_22-sensor pir arduino at DuckDuckGo.png

Personalmente prefiero los sensores de microondas. Son un radar que por efecto Doppler pueden captar cualquier objeto en movimiento dentro de un alcance de 5-7 metros en cualquier dirección e independiente de su temperatura. Es un buen sensor para alarmas, activación de luz por presencia.... Curiosamente, su gran ventaja técnica es un gran inconveniente para usarlo en el aula, con cualquier movimiento se dispara. Para saber más ver la página de Luis Llamas

image-1650097316026.png

Su conexión es muy sencilla, es un detector digital que hay que alimentarlo como el resto de sensores.

image-1650097889205.png

Esta sección es una visión rápida de las posibles entradas del Arduino y está adaptado de este enlace. José Andrés Echevarría @cantabRobots CC-BY-NC-SA

2 ARDUINOBLOCKS

Sensores del rover Arduino

La ventaja de ARDUINOBLOCKS es que tiene ya incorporado una cantidad de bloques con sus librerías y funciones integradas por lo que el alumno no tiene que pelear con códigos y situaciones especiales, simplemente arrastrar el bloque y funcionar:

Probando el sensor LDR.

Vamos a probar este sensor que está conectado en una entrada analógica, para ello simplemente que escriba su valor en el puerto, y veremos cómo va cambiando.

Es recomendable para la lectura de los sensores, crear variables que almacenen los valores leídos, para luego utilizar estos valores:

El siguiente código lee el sensor cada 2 seg. y lo vemos por el puerto serie. Podemos comprobar que cuanto más luz, la lectura es menor.

Guardamos el proyecto, lo subimos al Arduino y pulsamos en consola para ver cómo cambia los valores.

Probando el sensor DHT22.

Vamos a probar este sensor, que mide a la vez temperatura y humedad. Con el bloque correspondiente, nos ahorramos bastante código.

Probando el sensor Hall.

Este sensor tiene también su bloque :

Podemos construir un programa análogo al anterior y veremos que su salida es simplemente 0 o 1 depende si acercamos o no un imán.

2 ARDUINOBLOCKS

Actuadores y otras salidas


2 ARDUINOBLOCKS

Motores en el rover Arduino

Los motores derechos se gobiernan con la siguiente instrucción :

Recomendamos leer esta página sobre el significado de las salidas PWM.

Para los motores izquierdos se gobiernan con la siguiente instrucción :

Recomendamos ejecutar estas instrucciones y jugar con estos valores para ver si están bien conectados los motores :

3 BLYNK

3 BLYNK

Internet de las cosas IoT

El Internet de las cosas (Internet of Thing IoT) describe objetos físicos —o grupos de estos— con sensores, capacidad de procesamiento, software y otras tecnologías que se conectan e intercambian datos con otros dispositivos y sistemas a través de internet u otras redes de comunicación.​ El Internet de las cosas se ha considerado un término erróneo porque los dispositivos no necesitan estar conectados a la Internet pública. Sólo necesitan estar conectadas a una red y ser direccionables individualmente

Fuente Wikipedia IoT Internet de las cosas CC-BY-SA

De Drawed by Wilgengebroed on FlickrTranslated by Prades97 CC BY-SA 3.0

Estamos hablando de dispositivos que se conectan a internet de forma desatendida, por vía hardware (o mejor dicho firmware) a diferencia de un ordenador, tablet o móvil, donde tienes que configurar por software el dispositivo y hay un diálogo entre usuario y dispositivo sobre el uso de Internet (el software solicita tal página web, tales datos etc por voluntad del usuario o por diálogo con el usuario) Aquí los dispositivos están ya configurados de los datos que se comunican. Es decir "conectar y olvidar". 

Piensa en la diferencia entre un enchufe inteligente y un ordenador, el primero es lo que se considera dentro de IoT

Las formas "desatendidas" son un avance en la sociedad pero también puede generar problemas muy serios a nivel mundial, ver el caso Mirai

Las cosas claras. ¿asíncrono o síncrono?

Hay muchas herramientas IoT

3 BLYNK

Qué es Blynk

Bliyk pertenece al mundo del Internet de las cosas IoT que has visto anteriormente. Hay dos opciones en IoT. Aquí utilizaremos Blynk para comunicarnos casi instantáneamente. Con el Rover con Arduino esto es imprescindible ¡¡no queremos que se estrelle!! con TdR STEAM no es tan imprescindible, pero si queremos interactuar con él (encender sus leds, hacer un pitido... ) con MQTT puede ser desesperante.

Blynk nos posibilita la conexión de un hardware conectado a Internet: Arduino, Raspberry, NodeMCU, ESP32 ... con la APP Blynk (hay dos APPs que vermos IoT y Legacy) que puedes poner diferentes elementos de control.

O sea, se necesitan tres cosas:

  1. Un dispositivo para poner la APP por ejemplo un móvil Smartphone o una tableta, la APP hay dos tipos:
    1. Blynk IoT 
    2. Blynk Legacy 
  2. El dispositivo o robot que esté preparado para conectarse por Internet IoT Hardware
    1. En el caso del Rover con Arduino es el NodeMCU
    2. En el caso de Arduinoblocks en el aula es un Arduino con el ESP01 o ESP8266 
    3. En el caso de ESP32 en el aula es un ESP32 que tiene la wifi integrada.
  3. Una conexión entre los dos
    1. En el caso de Blynk IoT lo proporciona la empresa, con un servidor remoto en Internet
    2. En el caso de Blynk Legacy lo proporcionamos nosotros con una Raspberry que hará de servidor local en nuestra red local. (en los cursos de Catedu para que no te entretengas con esto, te proporcionamos un servidor nuestro).

3 BLYNK

Blynk legacy y Blynk IoT

Antes de junio 2022 existía Blynk legacy en los servidores de Blynk Inc pero a partir de esa fecha, ha dejado de funcionar pasando a Blynk IoT (ver noticia) esto crea varios inconvenientes:

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE USAR BLYNK LEGACY

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE USAR BLYNK IoT

Ya puedes probar los bloques para el nuevo Blynk IoT @blynk_app con la placa #esp32steamakers de @Innovadidactic y @ArduinoBlocks 🤖👩‍🎓🧑‍🎓📡🌐#iot #blynk #esp32 #steamakers #steam #dashboard pic.twitter.com/kzPNkSpbAV

— ArduinoBlocks (@ArduinoBlocks) November 19, 2022

4 BLYNK LEGACY

4 BLYNK LEGACY

Conseguir la App BLYNK LEGACY

La APP de BLYNK LEGACY no la encontramos en el buscador de Google Play de forma tradiccional, pues está sin mantenimiento, tenemos varias opciones para descargar la APP.

OJO no confundir Blynk (legacy) que es el que vamos a trabajar
BLYNKEGACY.PNG
con Bynk IoT que sí que lo encuentras en el buscador de Google Play
BlynkIoTApp.png

OPCIÓN A Desde Google Play

En este enlace aún tiene la APP antigua, pero es de propiedad de Blynk Inc luego no es de extrañar que desaparezca.

https://play.google.com/store/apps/details?id=cc.blynk

appblynklegacy.jpeg

OPCION B Fuera de Google Play

OPCIÓN B: ANTES DE LA INSTALACIÓN

No nos tenemos que fiar de descargar APK de repositorios fuera de Google Play, luego una vez descargado, pasamos el fichero por una página de Antivirus, por ejemplo 

https://www.virustotal.com/gui/home/upload

VIRUSTOTAL.png

No nos tiene que dar ningún virus

antivirustotal-2.png

Para instalarlo en tu móvil:

Primero, tenemos que llevar el fichero .apk a tu dispositivo, recomendamos usar email, por ejemplo enviándote a ti mismo un correo electrónico y lo consultas desde el móvil.

Segundo, tenemos que instalarlo y para ello hay que decirle que confiamos con apps instaladas fuera del repositorio oficial (Google Play), como depende las pantallas del modelo de tu móvil, puedes encontrar cualquier tutorial en internet cómo se hace pero prácticamente es llegar a la misma pantalla en seguridad/privacidad- permitir apps de orígenes desconocidos.

origenesdesconocidos.png

Tercero instalarlo

Cuarto, deshacer el segundo paso

OPCIÓN B DESCARGA

 Puedes buscar en un navegador esta APP, encontraras varios sitios para descargarla, por ejemplo aquí: 


BlynkApp.png

4 BLYNK LEGACY

Crear cuentas

Antes se creaban cuentas en Blynk usando el correo electrónico: Cada usuario en la APP de Blynk podía crearse una cuenta, enviando un email. El servidor local Blynk puede enviar correos electrónicos si tiene configurado un fichero que se llama mail.properties y se envía el correo con las credenciales. No obstante esta opción de crear cuenta ha desaparecido de la APP (En CATEDU ya barruntábamos esto, que Blynk Inc al quitar crear nuevos usuarios es que pensaba quitar este servicio Blynk legacy).

No obstante, la creación de usuarios mediante emails era un problema pues menores de 16 años no pueden tener emails ni redes sociales, ni whatsapps (¿oigo risas?).

En el curso vas a utilizar los servidores de CATEDU luego tendrás asignado 12 cuentas de alumnos + un profesor 

Recibirás un email con los nombres de usuario y las contraseñas

¿Y fuera del curso? 

En este caso necesitarás tener un servidor Blynk legacy local que tal y como lo explicamos en los siguiente capítulos, montado en una Raspberry.

Entramos en la carpeta de Blynk en nuestra Raspberry, ya sea por VNC, o con una pantalla, teclado y ratón o por SSH y lo que hay que hacer es crear unos ficheros texto que se llamen emailusuario.Blynk.user los emails de los usuarios pueden ser inventados, por ejemplo en la figura puedes ver que en la raspberry hay dos usuarios user1@yo.es user2@yo.es luego los ficheros textos son user1@yo.es.Blynk.user y el otro es user2@yo.es.Blynk.user.

Entrando por VNC o pantalla, teclado y ratón:

userblynkvnc.jpg

Entrando por SSH

userblynkssh.jpg

El contenido por ejemplo del fichero user2@yo.es.Blynk.user es:

{"name":"user2@yo.es","email":"user2@yo.es","appName":"Blynk","region":"local","ip":"ip_local_raspberry","pass":"uffzlHwvejaeZZz2PzqmKuB22OACUDRLWvKEl7RCDQI=","lastModifiedTs":1663010486621,"lastLoggedIP":"192.168.1.73","lastLoggedAt":1635057921978,"profile":{},"isFacebookUser":false,"isSuperAdmin":false,"energy":99600,"id":"user2@yo.es-Blynk"}

Luego lo único que tienes que hacer para crear nuevos usuarios es crear ficheros texto que se llamen userx@yo.es.Blynk.user y con contenido igual que el anterior pero cambiando el numero 2 por x (si quieres respetar userx@yo.es pero puedes inventarte cualquier email ficticio)

¿Por qué puede ser que el contenido de  un fichero pueda tener más información o menos que otros?
Porque en esos ficheros txt tiene la información de los proyectos creados por el usuario 

¿Entonces si el fichero user1@yo.es.Blynk.user tiene toda la información del usuario y todas sus proyectos... si ese usuario quiere llevarse sus proyectos a otro servidor Blynk sólo tiene que copiar y pegar es fichero texto?
Respuesta : SI , así de sencillo, ese fichero texto (por lo tanto libre de virus) tiene toda la información.

¿En la APP no se almacena ningún proyecto?
Ninguno, todos los proyectos están almacenados en esos ficheros txt
si no hay conexión con el servidor, en la APP no aparece NADA

Vale, ya sé crear los nombres de usuarios ¿Y las contraseñas?
En teoría están encriptadas en el fichero texto, como puedes ver, sale uffzlHwvejaeZZz2PzqmKuB22OACUDRLWvKEl7RCDQI= eso significa alcorisa
Pero tranquilo, luego veremos en el panel de control cómo se pueden poner las contraseñas sin encriptar

+información aquí

4 BLYNK LEGACY

Entrando en el Blynk Legacy: El panel de control

Como entro en el panel de control
Vale, ya estoy ¿y ahora qué?

Seguramente te saldrá la siguiente advertencia por el certificado SSL, dale a Configuración avanzada y luego a Acceder a (la IP del servidor Blynk Legacy) sitio no seguro

Luego entramos con el usuario y contraseña que nos han proporcionado

Cambiando las contraseñas de los alumnos

Y podemos ver los usuarios creados con los ficheros textos mencionados anteriormente

userblynk.jpg

Entrando en un usuario PODEMOS GENERARLE UNA CONTRASEÑA, por supuesto la pones normal, sin encriptar
También puedes borrar el usuario si no nos interesa este usuario.

userblynk2.jpg

4 BLYNK LEGACY

En la APP

Conectar con el nuevo usuario

Entramos en la APP de Blynk que hemos visto anteriormente como descargarla e instalara y entramos en Log In 
appblynk1.jpg

Y ponemos el nombre de usuario que hemos creado anteriormente, y la contraseña, la que hayamos definido en el panel de control

IMPORTANTE: Entra en CUSTOM y pon LA DIRECCIÓN IP DEL SERVIDOR BLYNK LEGACY

appblynk2.jpg

Crear un nuevo proyecto

Podemos ver los proyectos que hay ya almacenados, vamos a crear un nuevo proyecto:

pantallaNewProjectblynk.jpg

Nos preguntará por el DEVICE:

deviceBlynk.jpg

Empieza un nuevo proyecto, tienes un montón de energía y widgets para hacerlo:

Crea un nuevo proyecto, y así se crea en el servidor Blynk local un TOKEN que ahora veremos qué es

Aquí tienes la captura de un proyecto o dashboard creado para el kit Imagina TDR Steam

appblynk3.jpeg

4 BLYNK LEGACY

Poner el TOKEN en ARDUINOBLOCKS

¿Cómo conseguir el TOKEN?
OPCION A: QUE LO HAGA EL ALUMNO En la APP

Es la opción más sencilla, entrar en Devices pulsar en el Token y se copiará en el portapapeles del móvil, luego ir a cualquier aplicación para poder enviarla al PC (email, whatsapp...) y pegarla en Arduinoblocks en la instrucción que luego veremos.

devices-app-blynk.png

OPCION B: QUE LO HAGA EL PROFESOR En el panel de control

Entramos en el panel de control del servidor Blynk y podemos ver en los usuarios creados los tokens

userblynk.jpg

Entrando en un usuario PODEMOS VER SUS PROYECTOS Y LOS TOKENS

RECUERDA: UN PROYECTO UN TOKEN

¿Qué se hace con ese TOKEN? Se pone en ARDUINOBLOCKS:

Entramos en ArduinoBlocks y vamos al bloque de comunicaciones IoT - Blynk legacy

ATENCIÓN:  ARDUINOBLOCKS CONNECTOR tiene que estar actualizado, al menos v5 (octubre 2022)

Tenemos que poner los datos de la IP servidor BLYNK LOCAL, y el TOKEN del proyecto

En el caso de que es un proyecto con ARDUINO o TDR-STEAM- ARDUINO con ESP01 sale :

arduinoblocksblynk2.jpg

En el caso de sea un proyecto con NodeMCU o ESP32 como en el curso del Rover con Arduino o IoT en el aula sale :

nuevoblinkconexion.jpg

4 BLYNK LEGACY

Endender LED

Vamos a empezar a hacer algo....

Si antes hicimos un intermitente por D4, ahora vamos a encender el LED en D0:

Y el servidor BLYNK hará de puente entre nuestra App y el NodeMCU :

Primer programa con Blynk: Encender D0 : 1 Conseguir el Token

Empezamos en la APP Blynk creamos un nuevo proyecto:

En la siguiente pantalla pregunta por el dispositivo, le decimos ESP8266 y le ponemos un nombre:

Y nos dice que el Token nos lo ha enviado por correo electrónico MENTIRA, el token lo vemos tal y como hemos visto anteriormente.

Recuerda : Un proyecto en BLYNK = Un Token

Primer programa con Blynk: Encender D0 : 2 Poner los controles

Una vez dentro del proyecto de la App aparece todo un panel si nada, añadimos controles apretando al + que hay en la parte superior

Seleccionamos el botón

Nos aparece el botón

Pulsamos sobre él para entrar en sus propiedades y cambiamos que vaya de 1 a 0 pues recuerda que este pin va al revés RECUERDA QUE EL NODEMCU TRABAJA CON LOGICA INVERSA

Pulsamos en PIN y le decimos que sea el GP16 

¿Pero no era el D0? ¿Qué es eso del GP16?

La nomenclatura de los pines cambia, el D0 es el GP16, viene de GPIO General Port Input Output. El D4 es el GP2
¿Por qué los fabricantes nos lían? 🤔

Primer programa con Blynk: Encender D0 : 3 ARDUINOBLOCKS

Ahora le tenemos que decir a nuestro NodeMCU la configuración de la Wifi, y el Token que hemos recibido, ¿cómo? muy fácil, con ARDUINOBLOCKS

Abrimos un proyecto y ponemos esta instrucción :

EL TOKEN ES EL QUE HEMOS CONSEGUIDO

Novedad: las capturas a veces cambian, ahora el nombre de la wifi y la clave está en el mismo bloque de Blynk Iniciar

BLINKCONFIG.png

Donde :

¿Nada más?

Nada más !! así de sencillo. Le damos a subir (teniendo el programa Arduinoblocks conector minimizado, eso lo podemos ver enseguida pues detecta en que COM está conectado, en la figura sale COM5)

Vamos a la APP de BLYNK, Pulsamos al botón de play ▶ de arriba arriba y vemos el estado NO TIENE QUE APARECER UN PUNTO ROJO si aparece es que nuestra placa no está conectada

Blink-chivato.png

 Luego al botón:

Y podemos ver cómo se enciende y apaga el led D0

Recuerda : Un proyecto en BLYNK = Un Token

RETO: AHORA CON D4

4 BLYNK LEGACY

Encender gradualmente LED

Para ello vamos a incorporar un Slider

Y de propiedades que vaya al GP2 y que vaya al revés de 1023 a 0

El programa en ARDUINOBLOCKS es el mismo !!! no hace falta tocar nada de lo visto anteriormente !!!  O sea el nombre de la wifi, su contraseña, la IP del servidor Blynk Legaci, y el token, que es el mismo pues estamos en el mismo proyecto o dashboard.

4 BLYNK LEGACY

Medir la luz del LDR

Ahora añadimos otro control Gauge

Elegimos de PIN el analógico (sólo hay uno). Recuerda que el LDR está conectado al pin analógico.

Y como va al revés, vamos a poner el medidor al revés: de 1023 a 0

¿Y en Arduinoblocks?

Es el mismo !!!! no hay que tocar nada !!!

4 BLYNK LEGACY

Medir Temperatura y Humedad con el DHT22

Este caso es distinto, pues

Pero los dos miden dos variables Temperatura Y Humedad

🤔😳¿Cómo hacemos para medir dos variables en un sensor que está conectado a un sólo PIN?🤔😳

Solución PINES VIRTUALES: si, has leído bien, vamos a utilizar pines virtuales.

En ARDUINOBLOCKS

Vamos a ARDUINOBLOCKS y establecemos dos pines virtuales, uno para la temperatura y otro para la humedad, arbitrariamente he puesto V2 y V3 pero puede ser cualquiera.

dht11arduinoblockstdrsteam2.jpg

Fíjate que hay dos maneras de programar estos eventos:
- en el primero, utilizamos un bucle propio de Blynk que simplemente cada segundo lee el sensor y los almacenan los pines virtuales V2 y V3
- en el segundo no se ha utilizado ese bucle propio de Blynk sino simplemente dentro de Bucle hemos puesto otro bucle que se ejecuta cada 2 segundos, y dentro una funciona que se llama LECTURAS. dentro de lecturas esta la lectura de los pines virtuales V2 y V3

Da igual. Nosotros tenemos preferencia por el segundo método, nos parece más elegante y más controlable.

En la APP de Blynk

Y en Blynk incorporamos un Gauge que sea al PIN VIRTUAL V2.

Modificamos también los límites, pues por defecto sale 0 a 1023 y se vería muy bajo la temperatura, ponemos -10 a 30. Si es para el Rover marciano de Arduino, allí se puede llegar a -50ºC y si es para el TDR Steam será en Aragón, el récord lo tiene Fuentes Claras con -30ºC.

Para la humedad hacemos lo mismo:

Resultado :


4 BLYNK LEGACY

Medir el campo magnético

El programa en ARDUINOBLOCKS es: (no cambiamos el bloque iniciar con el nombre de la wifi, su contraseña, la IP del servidor Blynk Legacy y el Token pues estamos añadiendo Gadgets al mismo proyecto o dashboard :

Y el programa en Blynk

Ten en cuenta que va al revés, cuando hay un imán, se pone a 0 NODE MCU TRABAJA CON LÓGICA INVERSA

El resultado es (acercando un imán):

Reto:

4 BLYNK LEGACY

A por los motores

Cambiamos nuestro programa de ARDUINOBLOCKS utilizando unos pines virtuales para controlar los motores, arbitrariamente le hemos puesto V1 y V2 de tal manera que cuando se reciba un valor de estos pines virtuales, fijan la potencia de los motores:

Ponemos dos sliders verticales

Y configuramos uno para V5 y otro para V6:

No te olvides de pulsar el botón de la Shield para que le de energía a los Motores

4 BLYNK LEGACY

A divertirnos con un Joystick

Este elemento es muy gamificador y nos posibilitará ir hacia atrás

Hay que tener en cuenta que los valores del Joystick son los siguientes :

Luego la programación en Arduinoblocks es la siguiente :

4 BLYNK LEGACY

Proyecto final

Vamos a juntarlo todo :

En Arduinoblocks

Creamos una función SENSORES que lee los tres sensores digitales en tres pines virtuales

Unas funciones adelante, atrás derecha e izquierda (he multiplicado el valor de la potencia por dos para que sea más sensible el Joystick)

Configuramos Blynk Legacy para que nos lea nuestra Wifi, nuestro Token la IP de nuestro servidor Blynk Legacy y si se recibe los valores V0 y V1 del Joystick que vayan a las variables X e Y

Y finalmente el programa principal

El proyecto es público y lo tienes en este enlace (hay que estar logueado en Arduinoblocks)

http://www.arduinoblocks.com/web/project/486534

La APP Blynk

Ponemos los siguiente controles

  1. El Joystick con los pines virtuales V0 y V1
  2. El Gauge de Temperatura a V2
  3. El Gauge de Humedad a V3
  4. El Gauge de efecto Hall a V4
  5. El Gauge de Luz al analógico
  6. Un botón al D4

El panel está completo :

5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

Servidor local Blynk

Ya que Blynk Inc ha dejado sin soporte a Blynk legacy, tenemos que conseguir un SERVIDOR BLYNK LOCAL que haga de puente entre nuestro robot y nuestra App.

Se puede hacer en:

EL CURSO DE CATEDU FACILITA UN SERVIDOR BLYNK en Internet. ES DECIR NO ES LOCAL

SI TU CENTRO ES UN CENTRO VITALINUX seguramente tendrá un servidor local. Ponte en contacto con nosotros soportecatedu@educa.aragon.es y te lo instalamos remotamente.

Desventajas de usar un servidor local

Nuestro equipo robot y nuestro móvil tiene que estar en la misma red local esto imposibilita que el alumno pueda trabajar en casa, necesita el servidor local.

Energía y control

Los alumnos tienen TODA la energía para hacer sus proyectos por lo tanto pueden usar tantos gadgets como quieran

Además de tener control vía web de todos usuarios, pues tú eres el administrador.

5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

OJO ESTO NO TIENES QUE HACERLO

Este apartado es para tu conocimiento NO LO TIENES QUE HACER, sólo para que sepas como CATEDU ha montado el servidor en la RASPBERY por si te interesa seguir los mismos pasos

Como CATEDU ya te proporciona la Raspberry con el Blynk local, sólo tienes que conectarlo a tu red y ponerle una IP fija

Opción A La Raspberry con pantalla, teclado y ratón

Esta es más fácil, pero tienes que encender la Raspberry con teclado, pantalla y ratón:

Opción B La Raspberry sin pantalla, teclado y ratón

Con esta opción es más difícil, pero no tienes que encender la Rasbperry para la configuración, sólo manipular los ficheros de la tarjeta micro SD.

Texto que hay que poner en interfaces

auto wlan0
iface wlan0 inet static
address 192.168.1.xxx
gateway 192.168.1.1
netmask 255.255.255.0
wpa-ssid el_nombre_tu_red_wifi
wpa-psk la_contraseña_de_tu_wifi
dns-nameservers 8.8.8.8 188.244.82.1

Texto que hay que poner en wpa_supplicant.conf

# /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="nombre de tu router o SSID"
    psk="tu contraseña del wi-fi"
    key_mgmt=WPA-PSK
}


5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

Raspberry: Qué hay que hacer para empezar

Lo primero que tenemos que conseguir es:

Ahora vamos a ver unas páginas para

¿Qué Rasberry habría que comprar?
Aconsejamos una que tenga la Wi-fi incorporada, nosotros hemos hecho pruebas con la Raspberry Pi 3B+ y con la Raspberry Pi4 y no encontramos diferencias de velocidad para estos propósitos de robótica, luego por la mitad de precio aconsejamos la Raspberry Pi 3B

 

5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

Rasbperry: Poner un Sistema Operativo

¿Es el único sistema operativo que se puede instalar?

No, podemos instalar otros sistemas operativos en nuestra Raspbery (evidentemente uno sólo cada vez, poner dos a la vez en la rasp sería forzarlo demasiado). Por ejemplo:

Hay dos opciones, elige la que quieras (nuestra preferida es la A):

Opción A Instalar el sistema operativo en la tarjeta sin NOOBS

Con esta opción no tienes que encender la Rasbperry.

Opción B Instalar la Raspbian en la tarjeta con NOOBS

Con esta opción SI que tienes que encender la Rasbperry con pantalla, teclado y ratón

Esto es válido para cualquier ordenador: Descargar la ISO de un Sistema Operativo, grabarlo en un pincho de forma autoarrancable, pero por curiosidad, no es tan fácil como en la RASPBERRY
Se añade esta presentación como curiosidad:

5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

Raspberry: Conectarlo a la red

Opción A La Raspberry con pantalla, teclado y ratón

Esta es más fácil, pero tienes que encender la Raspberry con teclado, pantalla y ratón:

Opción B La Raspberry sin pantalla, teclado y ratón

Con esta opción es más difícil, pero no tienes que encender la Rasbperry para la configuración, sólo manipular los ficheros de la tarjeta micro SD.

Texto que hay que poner en interfaces

auto wlan0
iface wlan0 inet static
address 192.168.1.xxx
gateway 192.168.1.1
netmask 255.255.255.0
wpa-ssid el_nombre_tu_red_wifi
wpa-psk la_contraseña_de_tu_wifi
dns-nameservers 8.8.8.8 188.244.82.1

Texto que hay que poner en wpa_supplicant.conf

# /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="nombre de tu router o SSID"
    psk="tu contraseña del wi-fi"
    key_mgmt=WPA-PSK
}
5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

Raspbery: Conexión SSH

Controlar Raspberry pi de forma remota y de forma textual es muy rápido y eficaz, sobre todo para la robótica con AlphaBot.

SSH (Secure Shell) según Wikipedia es el nombre de un protocolo y del programa que lo implementa, y sirve para acceder servidores privados a través de una puerta trasera. Te recomiendo visitar esta página de Luis Llamas.

Recuerda que lo que hemos hecho es:

Ya podemos trabajar por SSH con la Raspberry, no nos hace falta que conectemos la raspberry a una pantalla, teclado, etc....

YA PODEMOS ENCENDER LA RASPBERRY si has elegidos las opciones A de 3.-Raspbian y 4.-Conectando aún no habrás encendido la Raspberry.

Si trabajas con Windows

No lo tiene nativo, tenemos que instalar Putty

Y rellenamos los campos de la IP (la que hayas determinado, en la imagen es 192.168.1.111), puerto y el protocolo SSH, es recomendable grabar la sesión para tenerlo en futuras entradas.

Se abre una ventana pidiendo el usuario pi y contraseña por defecto rasbperry

Si trabajas con Linux

Linux tiene de forma nativa el protocolo SSH, lo activamos en el icono en negro que es el Terminal:

Supongamos que la IP fija que le hemos asignado a la Rasbperry la IP 192.168.1.131 Tecleamos

ssh pi@192.168.1.131

Te pide usuario y contraseña, por defecto es usuario pi y la contreseña raspberry, la tecleas no la puedes ver, te tiene que salir algo así en la pantalla:

Cuando te sale pi@raspberrypi: es que ya está preparado para recibir órdenes

cat@cat-Aspire-E5-571 ~ $ ssh pi@192.168.1.131
pi@192.168.1.131's password: 
Linux raspberrypi 4.9.80-v7+ #1098 SMP Fri Mar 9 19:11:42 GMT 2018 armv7l

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
Last login: Fri Mar 23 18:03:09 2018 from 192.168.1.131
pi@raspberrypi:~ $
Nota por si te pasa

Si después de un intento fallido, o realizar la conexión con otra computadora.... te sale este error al intentar conectarte por ssh:

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @ WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED! @ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY! Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle attack)! It is also possible that the RSA host key has just been changed. The fingerprint for the RSA key sent by the remote host is
Please contact your system administrator. Add correct host key in /home/user/.ssh/known_hosts to get rid of this message. Offending key in /home/user/.ssh/known_hosts:1 RSA host key for ras.mydomain.com has changed and you have >requested strict checking. Host key verification failed.

Entonces antes de intentar conectarte por ssh, hay que obligar a la Raspberry que reinicie las claves de conexión de ssh, ejecuta esta orden :

Supongamos que la IP fija que le hemos asignado a la Rasbperry en el punto 4 es 192.168.1.131 Tecleamos

ssh-keygen -R 192.168.1.131

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Raspberry: Cambiar usuario y contraseña

El usuario por defecto es pi y su contraseña es raspberry pero lo podemos cambiar perfectamente

Opción A remota con SSH

Entramos por SSH como hemos aprendido, y tecleamos

sudo passwd pi

y nos pide enseguida la contraseña, la tenemos que insertar dos veces no se puede ver.

Opción B local por pantalla

Entramos por VNC o conectamos una pantalla, teclado y ratón a la raspberry y en Preferencias- RaspberryPi configuration

Y entramos en System

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Raspberry: Apagar

Apagar de forma caliente (es decir simplemente quitando de la fuente de alimentación la corriente) daña al sistema operativo Rasbpian dejando ficheros corruptos.

7.1 Opción de forma remota con SSH

Muy fácil, teclea

sudo poweroff

7.2 Opción local de forma gráfica

Igual que en otros sistemas operativos Windows o Linux tenemos que apagar desde el menú Shutdown

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Raspberry VNC

VNC es un programa que nos permite la conexión remota con los servidores pero de forma gráfica. Es el sistema elegido por RASPBIAN pues ya lo tiene incorporado, pero no activado.

Hay que tener claro que son dos programas: * VNC SERVER que es el programa que se ejecuta en la RASPBERRY y que aunque viene instalado, hay que activarlo. Es el programa que lanza el escritorio para que lo lea: * VNC VIEWER es el programa que tenemos que tener en nuestro ordenador para ver lo que lanza VNC SERVER.

En la imagen podemos ver un pantallazo de mi ordenador, el escritorio negro es mi escritorio y el de la careterra es el de la Raspberry:

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Raspberry: Instalar Java 8

Una vez que tenemos la Raspberry funcionando y accesible por SSH o por VNC es el momento de instalar el servidor Blynk, primero hay que, para instalar Blynk, se necesita la versión 8 de Java

Seguimos las instrucciones de https://github.com/Peterkn2001/blynk-server#blynk-server

Entramos en la ventana de comandos SSH y ejecutamos las siguientes órdenes, si en algún momento nos pide confirmación [Y/n] es porque faltan descargar paquetes o confirmación de instalación, por lo tanto aceptamos.

Con esta orden busca las actualizaciones

sudo update

y ya ejecutamosque instala la versión 8 de java (curiosamente no funciona con la versión 64 bits de Raspberry OS sino con la de 32 bits)

sudo apt install openjdk-8-jdk

Por último una vez finalizado, comprobamos la versión que coge por defecto

java –version

Tiene que salir Openjdk version 1.8.0 etc...

Si no sale esa versión...

Suele pasar que tenga ya instalado la versión 11, tenemos que obligar a que sea la 8 por defecto, para ello ejecutamos

sudo update-alternatives --config java

Si seleccionamos el 2 nos lo pondrá como por defecto (sale con un (*). Podemos comprobar que ya nos sale la versión con la orden :

java –version

Pero esto no nos sirve, pues al reiniciar la Raspberry volverá a la versión 11.

Para ponerlo por defecto, edita el fichero environment

sudo nano /etc/environment

Y si en la orden sudo update-alternatives --config java salía que la carpeta donde está la versión 8 es /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-armhf/jre/bin/java luego tenemos que poner en el fichero environment :

JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-armhf/jre/bin/java"

Guardar, reiniciar

sudo reboot

Y comprueba

java –version

Y tiene que salir :

Para más cosas

Por ejemplo, desinstalarlo, volver a la 11, etc.. visitar esta página : https://phoenixnap.com/kb/install-java-raspberry-pi

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Raspberry: Instalar y ejecutar el servidor Blynk local

1 Descarga Blynk

Crea una carpeta en tu directorio home, por ejemplo Blynk

mkdir Blynk

Y descarga Blynk :

  wget "https://github.com/Peterkn2001/blynk-server/releases/download/v0.41.16/server-0.41.16-java8.jar"

El enlace https://github.com/Peterkn2001/blynk-server/releases/download/v0.41.16/server-0.41.16-java8.jar conviene actualizarlo, recomendamos visitar la página https://github.com/Peterkn2001/blynk-server#blynk-server y coger la última versión de aquí blynkserver.jpg

2 Configurar server.properties

Necesitamos crear un fichero de configuración para las diferentes opciones que queremos en nuestro servidor Blynk.

Entra en la carpeta creada Blynk y crea el fichero server.properties.

cd Blynk

sudo nano server.properties

A continuación se muestra un posible contenido de server.properties.

initial.energy=1000000
allow.reading.widget.without.active.app=false
user.message.quota.limit=100
logs.folder=./logs
user.dashboard.max.limit=100
lcd.strings.pool.size=6
server.ssl.key=./server_embedded.key
webhooks.response.size.limit=96
hardware.mqtt.port=8440
table.rows.pool.size=100
terminal.strings.pool.size=25
admin.email=admin@blynk.cc
admin.rootPath=/admin
user.widget.max.size.limit=20
listen.address=
blocking.processor.thread.pool.limit=6
stats.print.worker.period=60000
enable.db=false
force.port.80.for.csv=false
enable.raw.db.data.store=true
restore.host=blynk-cloud.com
csv.export.data.points.max=43200
restore=false
user.profile.max.size=256
allow.store.ip=true
allowed.administrator.ips=0.0.0.0/0,::/0
net.interface=eth
webhooks.frequency.user.quota.limit=1000
http.port=8080
web.request.max.size=524288
user.devices.limit=50
async.logger.ring.buffer.size=2048
user.tags.limit=100
server.ssl.key.pass=
admin.pass=admin
hard.socket.idle.timeout=10
product.name=Blynk
data.folder=/Path
map.strings.pool.size=25
profile.save.worker.period=60000
https.port=9443
log.level=info
server.ssl.cert=./server_embedded.crt
force.port.80.for.redirect=true
notifications.queue.limit=2000
notifications.frequency.user.quota.limit=5
server.host=192.168.137.1
app.ssl.port=8443
hardware.default.port=8442
hardware.ssl.port=8441
hardware.mqtt.port=8440

Para la explicación de cada línea, aconsejo consultar esta página en el apartado Configuración avanzada del servidor local

3 Ejecutar el servidor Blynk local

En la Raspberry por comandos SSH, entramos en la carpeta donde hemos creado el servidor Blynk

cd Blynk

Y ejecutamos el servidor Blynk instalado, pero que cargue la configuración de server.properties que en nuestro caso como el la Raspberry el usuario se llama catedu la carpeta es catedu:

java -jar server-0.41.16-java8.jar -dataFolder /home/catedu/Blynk -serverConfig /home/catedu/Blynk/server.properties

Curiosamente la primera vez que ejecutas esta instrucción te sale los datos del usuario admin@blynk.cc y su contraseña sin encriptar que por defecto es admin. Si no has tomado nota, ejecutar la instrucción anterior no sirve de nada pues ya ha creado el fichero texto de este usuario. 

usuarioadminblynk.jpg

La única forma de que te vuelva a mostrar la contraseña es borrar el fichero texto y ejecutar otra vez la orden java -jar server.... 

4 Que la orden de ejecución se haga automáticamente cada vez que se reinicie la Raspberry

Para no repetir estos dos comandos cd Blynk y java -jar server-0.41.16-java8.jar -dataFolder /home/catedu/Blynk -serverConfig /home/catedu/Blynk/server.properties cada vez qye reiniciamos la Raspberry puedes generar un script para que lo ejecute automáticamente, puedes ver buenos tutoriales en Internet.

En internet puedes ver varios métodos:

Método1 es entrar en /etc y editar el fichero rc.local y añadir esta línea

java -jar server-0.41.16-java8.jar -dataFolder /home/catedu/Blynk -serverConfig /home/catedu/Blynk/server.properties &

Método 2 usar el comando crontab -e y poner al final la siguiente línea @reboot java java -jar server-0.41.16-java8.jar -dataFolder /home/catedu/Blynk -serverConfig /home/catedu/Blynk/server.properties

5 Probarlo

Si la IP de la Raspberry es 192.168.1.112 entonces entramos en:

https://192.168.1.112:9443/admin

Vale, ya estoy ¿y ahora qué?

Seguramente te saldrá la siguiente advertencia por el certificado SSL, dale a Configuración avanzada y luego a Acceder a (la IP del servidor Blynk Legacy) sitio no seguro

 

Si quieres generar certificados SSL propios para que no salga la anterior pantalla consulta aquí

Tienes que entrar con el usuario y contraseña fijada en server.properties :

 # Default admin name and password. Will be created on initial server start
admin.email=admin@blynk.cc
admin.pass=admin

Si quieres cambiar la contraseña, tienes que hacerlo como un usuario normal en la página de administración tal y como hemos visto en el capítulo Entrando en el Blynk local: El panel de control


6 Para saber más :

7 Para saber más : Configurar mail.properties

Este aparatado ya comentamos que no lo aconsejamos, pues los alumnos no suelen tener email y la APP ya no permite crear usuarios con email, pero si queremos que envíe los tokens por email, hay que crear este fichero para que el servidor envíe por email los tokens de los proyectos

Entra en la carpeta creada Blynk y crea el fichero mail.properties.

cd Blynk

sudo nano mail.properties

A continuación se muestra una muestra del posible contenido de mail.properties :

mail.smtp.auth=true
mail.smtp.starttls.enable=true
mail.smtp.host=smtp.gmail.com
mail.smtp.port=587
mail.smtp.username=Your EMAIL ID
mail.smtp.password=Password

Utilizando Your EMAIL ID y Password los datos de una cuenta de gmail tuya. En esa cuenta tienes que permitir accesos no seguros. Aquí se muestra dónde está en la pantalla de configuración de Gmail :

Para saber más 

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En Windows Instalar Java 11

Entramos en la web de Oracle - Java - Technologies - JavaSE y descargamos e instalamos el servidor Java 11, si nuestro ordenador no es viejo, seguro que soportará la versión 64

https://www.oracle.com/es/java/technologies/javase/jdk11-archive-downloads.html

java11-1.png

Seguramente para la descarga Oracle nos pide que nos registremos. No entendemos el por qué pero efectivamente es necesario proporcionar un email y a ese email envía un enlace para el registro, Una vez registrado ya permite la descarga

Instalamos el servidor Java descargado.

Para que Windows encuentre la ruta del Java instalado cuando ejecutemos comandos, le tenemos que decir en qué camino está la carpeta del java instalado está. Para ello vamos a C -> Archivos de programa -> Java -> Jdk11...-> carpeta bin  y copiamos la ruta :

java11-2.png

Nos vamos al sistema

java11-3.png

Y configuración avanzada del sistema - variables de entorno- path - editar - nueva y pegamos la ruta que hemos copiado anteriormente

java11-4.png


5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

En Windows Instalar Blynk local

Descargamos el servidor Blynk server desde

https://github.com/blynkkk/blynk-server/releases

o desde https://drive.google.com/file/d/1nPZxn-9Q9q0ceUhCiZGd4WRC1c8pufEQ/view?usp=sharing

y lo pegamos en una carpeta, por ejemplo en c:\Blynk_server

Creamos mail.properties y server.properties como ficheros nuevos, los editamos con un procesador de texto y pegamos el código que hemos explicado aquí 

blynk-server-windows.png

Ojo: Ten en cuenta que Windows le gusta colocar sus propias extensiones. Si editas un fichero con un procesador de textos, por ejemplo el bloc de notas, le añadirá .txt, si lo editas con Word le añadirá la extensión .docx, tienes que asegurarte que no se añada ninguna extensión, que los nombres de los ficheros sean mail.properties y server.properties y no otros. Ten activo la visualización de las extensiones para asegurarte que windows no añada las suyas

blynk-server-windows-2.png


5 CÓMO MONTAR UN SERVIDOR BLYNK LEGACY LOCAL

En Windows Ejecutar Blynkserver

Entramos en comandos de windows como administrador

2022-09-01 20_07_49-.png

Y ejecutamos esta instrucción

java -jar server-0.41.17.jar -dataFolder /Path

de esta manera se crean las carpetas logs y static que nos dicen los errores que podemos encontrar

La primera pantalla nos dirá el nombre la url, el nombre de usuario y la contraseña para entrar en el servidor blynk

blynk-user.png


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En Linux

Seguimos las instrucciones de https://github.com/Peterkn2001/blynk-server#blynk-server

Pero si tu centro tiene Vitalinux, ponte en contacto con nosotros soportecatedu@educa.aragon.es para instalar en un ordenador Vitalinux el servidor Blynk de forma local

Créditos

Agradecimientos a :

CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y FORMACIÓN PROFESIONAL DEL GOBIERNO DE CANTABRIA

Autoría

Javier Quintana (2021)

Cualquier observación o detección de error en soporte.catedu.es

Los contenidos se distribuyen bajo licencia Creative Commons tipo BY-NC-SA excepto en los párrafos que se indique lo contrario.

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