Taller de Internet de las cosas con ESP32

IoT

1. Taller: Internet de las cosas con esp32 Mg. John Carlos Quispe chambi

2. Contenido El Internet de las Cosas. Ejemplos de aplicaciones de IoT . Como conectar dispositivos a la red. Módulo Wemos D1 R32 ESP32

3. Internet de las cosas ( I o T ) IoT – Internet of T hings es la conexión de millones de dispositivos inteligentes y sensores conectados a internet. Estos dispositivos inteligentes y sensores conectados recopilan y comparten datos para que muchas organizaciones las usen y evalúen.

4. Ejemplos de aplicaciones del i o t Las empresas tienen más información sobre los productos que venden y quienes lo compran. Los minoristas son capaces de hacer mas marketing objetivo, reducir las pérdidas. Los fabricantes reducen el tiempo de inactividad al predecir los requisitos de mantenimiento.

5. Como conectar dispositivos a la red Los controladores son los responsables de recopilar datos de los sensores y proporcionar conectividad hacia la red o internet. Los controladores pueden tener la capacidad de tomar decisiones inmediatas hacia los controladores o de enviar datos a una computadora mas potente para su análisis.

6. Ejemplo de sistema iot

7. Circuito Integrado ESP32 Dual core Tensilica Xtensa 32-bit LX6 microprocessor con 2 núcleos. Memoria SRAM: 520KB [El máximo utilizable 328KB] Memoria Flash: 4MB [El máximo utilizable por sketch 1310720] Alimentación de la tarjeta: 5-12VDC Vin para suministrar alimentación externa de 5VDC-12VDC WiFi 802.11 b/g/n/e/i (802.11n hasta 150 Mbps) (unos 16 dBm ) Bluetooth v4.2 BR/EDR y BLE. 6 Entrada analógica (12 bits). 2 salidas de convertidor DAC (IO25 y IO26) Frecuencia 160 MHz. 20 Entradas/Salidas digitales (3.3V) (con funciones PWM, interrupción).

8. Circuito integrado ESp32 Comunicación UART, SPI, I2C, I2S (bus de stream , para sonido, DMA) RTOS (Real Time Operating System , Tareas, es como tener varios loop ) Conexión micro USB. Corriente de funcionamiento: 20mA (sin WiFi ) Los pines GPIO del 34 al 39 son sólo de entrada. (se suelen utilizar como entradas analógicas). El diodo de la placa corresponde a la salida IO2 (en la parte de entradas analógicas). Sensor_VP y Sensor_VN salida del sensor Hall. No se recomienda utilizar: SD0, SD1, SD2, SD3, CMD, CL ya que lo utiliza el ESP32 para controlar su memoria Flash. TXD0, RXD0 se utilizan como UART del USB .

9. Diagrama de pines del wemos d1 r32

10. Entornos de programación El ESP32 puede utiliza diferentes entornos de programación como son: IDE de Arduino Expressif IDF (marco de desarrollo de IoT ) Micropython JavaScript LUA …..

11. Instalación del driver Instalamos el driver del CH40 del siguiente link: http:// kio4.com/arduino/imagenes/ch341ser_win.zip

12. Configuración en el ide de arduino En el IDE de Arduino seleccionamos Archivo / Preferencias. Luego en la ventana de preferencias nos dirigimos a URLs adicionales de gestor de placas: en donde colocamos el siguiente enlace: https :// dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

13. Configuración en el ide de arduino Luego vamos a Herramientas / Placa / Gestor de tarjetas e instalamos la opción esp32 by Espressif Systems .

14. Configuración en el ide de arduino Luego seleccionamos Herramientas / Placa y la opción DOIT ESP32 DEVKIT V1 A continuación en la misma opción de herramientas luego en puerto seleccionamos la opción del puerto COM…

15. Ejercicio 01: Mensaje “mensaje congreso episs” y led intermitente Partes de un programa en el IDE de Arduino : Comentarios Definición de variables Configuración de puertos y comunicación Bucle infinito //Programa Ejemplo 01: Mensaje “Congreso EPISS 2025 y LED intermitente int led = 2; void setup () { pinMode ( led,OUTPUT ); Serial.begin (115200); } void loop () { digitalWrite ( led,HIGH ); delay (500); digitalWrite ( led,LOW ); delay (500); Serial.println ("Congreso EPISS 2025"); }

16. Ejercicio 02: salidas digitales semáforo secuencial //Programa Ejemplo 02: Salidas Digitales Semáforo int rojo = 13 ; int ambar = 12 ; int verde = 14 ; void setup () {   pinMode ( rojo,OUTPUT );   pinMode ( ambar,OUTPUT );   pinMode ( verde,OUTPUT );   Serial . begin ( 115200 ); } void loop () {   digitalWrite ( verde,HIGH );   digitalWrite ( ambar,LOW );   digitalWrite ( rojo,LOW );   Serial . println ( "Encendiendo Verde" );   delay ( 2000 );   digitalWrite ( verde,LOW );   digitalWrite ( ambar,HIGH );   digitalWrite ( rojo,LOW );   Serial . println ( "Encendiendo Ambar " );   delay ( 1000 );   digitalWrite ( verde,LOW );   digitalWrite ( ambar,LOW );   digitalWrite ( rojo,HIGH );   Serial . println ( "Encendiendo Rojo" );   delay ( 3000 ); }

17. Ejercicio 03: escaneando las redes wifi Buscaremos las redes Wifi que están al alcance de la placa, instalamos las librerías necesarias. Descargando el zip del siguiente link: https:// github.com/espressif/arduino-esp32 Puedes instalarlo directamente desde el Arduino IDE en la pestaña Programa > Incluir librería > Añadir bilioteca .ZIP. Después de esto último se recomienda reiniciar el Arduino IDE. Vamos a Archivo, ejemplos, Wifi y WifiScan . Abrimos el ejemplo y lo grabamos a nuestra tarjeta Wemos D1 R32. Ahora podemos visualizar en nuestro monitor serial del IDE de Arduino las redes de Wifi que están al alcance de nuestra placa.

18. Ejercicio 03: escaneando las redes wifi Para la prueba del escaneo de redes Wifi habilitaremos un punto de Acceso de nuestro teléfono móvil y luego observamos el SSID de nuestro punto de accedo.

19. Ejercicio 04: ESP32 como servidor web Request – Response (Solicitud – Respuesta) Es un patrón de intercambio de mensajes, en el que un solicitante envía un mensaje de solicitud a un sistema, este otro recibe y procesa la solicitud y devuelve un mensaje como respuesta.

20. ESP32 como servidor web Client – Server (Cliente – Servidor) Cuando tu escribes un URL en tu browser, tu estas enviando una solicitud via HTTP (Protocolo de transferencia de Hipertexto) a un servidor. Cuando tu servidor recibe tu solicitud, envía una respuesta también mediante HTTP, y tu ves la página web de respuesta en tu browser.

21. ESP32 como servidor web Server Host (Servidor host) El ESP32 puede actuar como servidor, escuchando las solicitudes HTTP de los clientes. Cuando un nuevo cliente realiza una solicitud, el ESP32 envía una respuesta usando HTTP.

22. ESP32 como servidor web Dirección IP Una dirección IP es una etiqueta numérica asignado a cada dispositivo conectado a la red. De esta forma, cualquier información enviada a ese dispositivo puede acceder a él haciendo referencia a su dirección IP. Por lo que el ESP32 tiene una dirección IP.

23. ESP32 como servidor web El ESP32 funciona como servidor web conectado vía WI-FI a nuestro router . Tu computadora, Smartphone, o Tablet, están también conectados a tu router vía wifi o cable ethernet. Por lo que el ESP32 y tu browser están en la misma red.

24. ESP32 como servidor web Cuando tu escribes la dirección IP del ESP32 en tu browser, tu estas enviando una solicitud en HTTP a tu ESP32. Luego el ESP te responde con una respuesta que puede contener un valor leyéndolo. El texto en HTML se visualiza en una página web o algún dato que tu programaste en tu ESP32.

25. Ejemplo de servidor web

26. Ejemplo de servidor web

27. Plataformas para Io PROPUESTA ARQUITECTURA EN LA NUBE T La plataforma IoT es un software base para que distintos dispositivos (hardware, puntos de acceso y redes de datos) estén interconectados y se genere un propio ecosistema. La plataforma IoT consta de importantes bloques como: Conectividad y normalización, gestión de dispositivos, base de datos, procesamiento y gestión de datos, analítica de datos, visualización de datos. Algunas de estas plataformas se ofrece a través de servicios en la nube para desarrolladores como: Microsoft Azure IoT Suite, Google cloud IoT Core, Amazon Web Servicio IoT.

28. Microsoft Azure Es una plataforma de servicios de Microsoft en una nube pública, es decir cualquiera con una conexión a internet pueda entrar al portal de Microsoft Azure y disponer de los servicios ofertados para crear aplicaciones.

29. Microsoft Azure Es una nube híbrida que ofrece servicios “PaaS”. Por un lado, se creará una interfaz de “IoT” a la que llegarán en tiempo real los datos obtenidos mediante los sensores de las diferentes placas como Raspberry Pi, NodeMCU ESP8266, ESP-32, MXChip de Microsoft, entre otros. Por otro lado, se usará la capacidad Machine Learning de Azure para crear, entrenar y desplegar un modelo de predicción basado en datos históricos de meteorología e hidrología obtenidas de diferentes fuentes.

30. Arquitectura Microsoft Azure

31. Administrador de Recursos Recurso : es una instancia de servicio de Microsoft Azure, la mayoría de los servicios de Microsoft Azure se pueden representar como un recurso. Grupo de recursos: es una agrupación lógica de recursos, las reglas más importantes a tener en cuenta con los grupos de recursos son: - Todos los recursos del grupo deben compartir el mismo ciclo de vida se implementarán, actualizarán y eliminarán de forma conjunta. - Cada recurso solo puede existir en un grupo de recursos. - Se puede mover un recurso de un grupo de recursos a otro.

32. Cuenta de almacenamiento Microsoft Azur proporciona un servicio de almacenamiento persistente, escalable y redundante a través de las cuentas de almacenamiento. Microsoft se encarga de todas las copias de seguridad (backus) y mantenimientos

33. IoT Hub Azure IoT Hub es un servicio diseñado para permitir un paso bidireccional de mensajes entre el dispositivo de IoT y la nube

34. Stream Analytics Es un motor de procesamiento de eventos totalmente administrado para configurar cálculos analíticos en tiempo real sobre datos de streaming

35. Referencias https:// solectroshop.com/es/content/125-tutorial-para-la-placa-wemos-d1-esp32-r32-wroom-32-wifi-y-bluetooth?srsltid=AfmBOooSxxZ4l9tR4IVdVCIw9FQuLYLoJqLCpF6gg9t3dfXR7UivsO30 http:// kio4.com/arduino/100_Wemos_ESP32.htm