Presentación de PowerPoint“TICA_TEMA6.pdf · ESP8266 El ESP8266 es un chip altamente integrado diseñado para las necesidades de un nuevo mundo conectado. Ofrece una solución

DOMÓTICA Especialidad en

Eficiencia Energética y Domótica

1 Domótica:04/Octubre/2018

Asistencia

ESP8266

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CLASE 6: ESP8266

Domótica:04/Octubre/2018

https://www.upsite.upmx.mx/psp/Campus/EMPLOYEE/HRMS/c/UP_SA_LEARNING_MANAGEMENT.UP_ATTNDTMPL_CMP.GBL

ESP8266

El ESP8266 es un chip altamente integrado diseñado para las necesidades de un nuevo

mundo conectado. Ofrece una solución completa y autónoma de redes Wi-Fi, lo que le

permite alojar la aplicación o servir como puente entre Internet y un microcontrolador.

El ESP8266 tiene potentes capacidades de procesamiento y almacenamiento que le

permiten integrarse con sensores y dispositivos específicos de aplicación a través de sus

GPIO’s con un desarrollo mínimo y carga mínima durante el tiempo de ejecución.

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CLASE 6: ESP8266


ESP8266

Existe una línea opensource de placas de

desarrolladores llamada NodeMCU. En el

mercado podemos encontrar diferentes

modelos de estas nuevas placas basadas en

el ESP8266. Estos varían en su memoria

interna y en la cantidad de pines de

entrada/salida disponibles.

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Fuente: ESP8266 <http://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=esp8266-module-family/>

ESP8266

El NodeMCU V1.0 contiene el módulo ESP8266 (ESP-12E), el cual dispone de acceso

a WI-Fi, incluye un microcontrolador de 32 bits Tensilca L106 Diamond series a 80

MHz, con 50 kB SRAM y una memoria flash de 4 MB, para manejar el protocolo

TCP/IP y el software necesario para la conexión 802.11, dispone de entradas/salidas

digitales y una entrada analógica al igual que otros microcontroladores.

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Fuente: ESP8266 <http://espressif.com/products/hardware/esp8266ex/overview/>

ESP8266: Especificaciones técnicas de NodeMCU

• Voltaje de entrada (USB): 5V

• Voltaje de salida en los pines: 3.3V

• Voltaje de referencia en el ADC: 3.3V

• Corriente nominal por pin: 12mA

• Frecuencia de procesador: 80MHz (160MHz max.)

• Consumo de corriente en stand-by @80MHz: 80mA

• Consumo de corriente al recibir una petición (librería WebServer en modo de punto de acceso) @ 80MHz: 90mA

• Consumo de corriente al utilizar HTTPClient.get() @ 80 MHz: 100-110mA

• Consumo de corriente en stand-by @160MHz: 90mA

• Consumo de corriente al recibir una petición (librería WebServer en modo de punto de acceso) @ 160MHz: 90-100mA

• Consumo de corriente al utilizar HTTPClient.get() @ 160 MHz: 100-110mA

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Fuente: NodeMCU <https://nodemcu.readthedocs.io/en/dev//>

ESP8266: Característica de los pines

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• El módulo contiene un total de 17 puertos de entrada-salida de propósito general.

• Todos ellos disponen de un circuito de seguridad para picos de voltaje por encima

de 6 V y descargas de electrostática y también están protegidos en caso de inversión

de polaridad.

• La corriente máxima de salida permitida en cada pin es de 12 mA.

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• Todos los puertos pueden ser configurados como entradas o salidas y los GPIO0-

GPIO15 disponen de una resistencia de pullup configurable por software y soporte

para PWM (Pulse Width Modulation), mientras que el GPIO16 tiene una

resistencia de pulldown también configurable y no dispone de PWM.

• Los puertos GPIO6-GPIO11 son usados por la memoria flash y, por lo tanto, no

están disponibles.

• Es posible asignar interrupciones a todos los puertos de entrada-salida exceptuando

el GPIO16. Las interrupciones pueden asignarse a flanco positivo, flanco negativo o

cambio de nivel.

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ESP8266: Lenguaje de Programación

El chip ESP8266 puede ser programado de varias maneras y en varios lenguajes:

• Modulo sin Firmware: Mediante comandos AT: instrucciones directas que entiende

el chip. Este es el lenguaje de más bajo nivel para programar el ESP8266.

• Programación Lua: Lua es un lenguaje interpretado y tiene gran portabilidad en

diferentes plataformas y sistemas operativos que van desde Windows hasta el PSP o

Wii.

• Programación con Micro Phyton.

• Programación con IDE de Arduino en C++: Compatibilidad con librerías de

Arduino, entorno conocido por la mayoría de usuarios.

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Fuente: NodeMCU <https://nodemcu.readthedocs.io/en/dev/>

https://www.arduino.cc/en/main/software

ESP8266: Instalación del controlador (Driver) del NodeMCU

• El módulo NodeMCU utiliza un chip CP210x de la empresa Silabs para

comunicación serial a una computadora mediante puerto USB. Para poder

habilitarlo es necesario la instalación del controlador en el sistema operativo de la

computadora para que pueda reconocer el módulo al ser conectado.

• En el caso de Windows si el sistema operativo es de 32 bits se tiene que ejecutar el

archivo: CP210xVCPInstaller_Win32. En el caso de un sistema operativo de 64 bits

se tiene que ejecutar el archivo: CP210xVCPInstaller_Win64.

• El controlador (Driver) del NodeMCU para el uso del USB pude descargarse en la

siguiente url: http://www.robotica-up.org/domotica/

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Fuente: Maker Center <http://www.makercenter.mx/iot/>

http://www.robotica-up.org/domotica/









ESP8266: Instalación IDE (Arduino) del NodeMCU

Para añadir soporte al IDE para ESP8266 se siguen los pasos siguientes:

• Lo primero es abrir el IDE de Arduino, seleccionar el menú archivo, preferencias.

• En Archivo>Preferencias, “Gestor de URLs Adicionales de Tarjetas” introducir la

siguiente url:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json, y ok para

cerrar.

• Abrir el menú herramientas, y dentro de la opción Placa: “Arduino/Genuino Uno”,

abrir Gestor de tarjetas.

• Dentro de Gestor de tarjetas, se visualiza una lista de soporte para placas que se

pueden instalar y borrar, hasta el final, se encuentra la opción esp8266, se hace clic

sobre ella y aparece la opción para instalar.

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Fuente: ESP8266 <http://esp8266.github.io/Arduino/versions/2.3.0/doc/installing.html/>


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ESP8266: Instalación Librerías

Para instalar las librerías que se utilizaran en nuestro desarrollos, seleccionamos en el

IDE de Arduino Programa > Incluir Librería > Gestionar Librerías. En el cuadro de

búsqueda buscaremos e instalaremos las siguientes librerías:

a) aREST

b) PubSubClient

c) MQTT (Adafruit)

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Node-RED: Comunicación Serial

Para instalar la librería de comunicación serial en e Node-RED debemos ejecutar el

siguiente comando: npm i node-red-node-serialport

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input

output

https://www.npmjs.com/package/node-red-node-serialport

ESP8266: Programación IDE (Arduino)

La estructura básica de programación de Arduino es bastante simple y divide la

ejecución en dos partes: setup y loop.

• setup() constituye la preparación del programa y

• loop() es la ejecución.

En la función setup() se incluye la declaración de variables y se trata de la primera

función que se ejecuta en el programa. Esta función se ejecuta una única vez y es

empleada para configurar el pinMode (p. ej. si un determinado pin digital es de entrada

o salida) e inicializar la comunicación serie.

La función loop() incluye el código a ser ejecutado continuamente (leyendo las

entradas de la placa, salidas, etc.)

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Fuente: Maker Center <http://www.makercenter.mx/iot/> y <https://playground.arduino.cc/ArduinoNotebookTraduccion/Structure/>


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Fuente: sparkfun <https://www.sparkfun.com/>

Los elementos de las pantallas

del IDE (Arduino) son:


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1. Verificar: compila y aprueba su código.

Detectará los errores de sintaxis (por ejemplo

si faltan paréntesis o punto y comas).

2. Cargar: envía su código a la placa

NodeMCU.

3. Nuevo: este botón abre una nueva pestaña

de la ventana de código.

4. Abrir: este botón le permitirá abrir un

boceto existente.

5. Guardar: guarda el boceto activo

actualmente.


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CLASE 6: ESP8266



6. Monitor serie: abrirá una ventana que

muestra cualquier información de serie que la

placa NodeMCU esté transmitiendo. Es muy

útil para la depuración.

7. Nombre del boceto: muestra el nombre del

boceto en el que está trabajando actualmente.

8. Área de código: esta es la zona donde

compone el código de su boceto.

9. Área de mensajes: aquí el IDE le indica si

existen errores en el código.


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CLASE 6: ESP8266



10. Consola de texto: la consola de texto

muestra mensajes de error completos. La

consola de texto es muy útil a la hora de

depurar.

11. Placa y puerto serie: le muestra la

selección de placa y puerto serie.

Práctica de Laboratorio #1

Ejemplo 1: Conexión ESP8266 con Node-Red

Se realizará la comunicación de la placa ESP8266 mediante una conexión Serial al

programa Node-Red, utilizando el IDE (Arduino) para enviar un mensaje cada 15

segundos.

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CLASE 6: ESP8266



Ejemplo 2: Conexión ESP8266 con Node-RED

Teniendo la conexión Serial entre Node-RED y el ESP8266; al activar un botón

externo, se deberá encender un LED y ver su registro en el Debug.

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CLASE 6: ESP8266



Ejemplo 3: Conexión ESP8266 con IDE (Arduino)

Se realizará la conexión de la placa ESP8266 con el IDE (Arduino) realizando un

programa para encender un LED de manera intermitente.

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CLASE 6: ESP8266



Ejemplo 4: Conexión ESP8266 con HTPP

Se realizará la conexión de la placa ESP8266 con a red local de la Universidad

“AlumnosUP” y se realizará un programa para encender un LED desde el navegador

web.

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Proyecto #1 , Documentación y Presentación

• Realizar un Prototipo Domótico empleando el sistema embebido ESP8266 con

algún actuador/sensor para su funcionamiento.

• El control/monitoreo deberá ser mediante la red local de la Universidad.

• El demo presentado deberá contar con su propia maqueta funcionando

correctamente.

• Para la documentación del trabajo, cada equipo enviará por correo electrónico al

Profesor un trabajo en Word en formato Manuscrito en idioma inglés.

• El trabajo deberá presentar cada uno de los siguientes puntos:

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http://www.robotica-up.org/domotica/Manuscript.docx


• En este trabajo, deberán completarse los siguientes puntos:

a. Título del Proyecto, Integrantes

b. Resumen del Proyecto (Mínimo 150 palabras), Palabras Clave (3 palabras en orden

alfabético)

c. Introducción (Estado del Arte): Información de por lo menos 2 artículos científicos en

inglés sobre el proyecto.

d. Desarrollo: Pasos para llegar al resultado, evitar poner líneas de código completas,

incamente colocar el código más importante y comentarlo.

e. Resultados: Deberán de venir acompañada de imágenes y con su justificación

f. Conclusiones: Deberá ser una conclusión relacionada con el proyecto, mínimo 200

palabras

g. Referencias: Por lo menos 2 referencias de artículos científicos en inglés.

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• Presentación del Proyecto por Equipo será el día 01 de noviembre en la hora clase.

• Fecha de entrega de documentación 01 de noviembre antes de las 23:59 hrs. Después de la fecha no se acepta el documento.

• Entregar documento con el nombre: PROYECTO#1_EQUIPO#_.doc

• Correo electrónico: [email protected]

– Objetivo: Encender/Apagar un foco (led o incandescente) utilizando la red local de la Universidad (ReteAlumnis) y una página Web (HTTP). El sistema deberá utilizar un relevador.

– Usar: ESP8266 (ESP-12E), HTTP.

*Punto Extra al Mejor Proyecto Presentado

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