Este ejemplo muestra cómo leer datos de temperatura y humedad de ThingSpeak ( del canal 12397) , que recoge datos meteorológicos de un dispositivo de Iot que perfectamente puede ser una placa Arduino , Raspbery Pi o incluso un Netduino.La idea es enviar a los datos de temperatura y humedad en el canal de medición de punto de rocío, y calcular con arreglo a estos datos el punto de rocío utilizando ThingSpeak™ para visualizar los resultados en su canal.
El punto de rocío o temperatura de rocío es la más alta temperatura a la que se condensa el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.
Este ejemplo requiere que ya han realizado estos pasos:
Iniciar sesión a su cuenta de MathWorks® o en la cuenta de ThingSpeak o crear una nueva cuenta de MathWorks .
Crear un canal como el canal de medición de punto de rocío.
Leer datos de un canal
Leer la temperatura y humedad en el canal público de WeatherStation campos 3 y 4 y escribir los datos en campos 2 y 1, respectivamente, de su canal de medición de punto de rocío. Punto de rocío es calculado y escrito a campo 3.
Para usar el análisis de MATLAB® para leer, calcular y escribir los datos siga los siguientes pasos:
Ir a la pestaña de aplicaciones y haga clic en Análisis de MATLAB.
Haga clic en nuevo. Seleccione la plantilla personalizada y haga clic en crear.
En el campo nombre , escriba.Dew Point Calculation
En el campo de código MATLAB, introduzca las siguientes líneas de código.
Guardar la estación pública canal ID y tu ID de canal de medición de punto de rocío a las variables.
readChId = 12397;
writeChId = 677; % replace with your channel number
Guardar su clave de API de escribir en una variable.
writeKey = 'F6CSCVKX42WFZN9Y'; % Replace with your channel write key
Para encontrar su canal ID y Write API Key, consulte información del canal en la pestaña de Mis canales .
Leer los últimos 20 puntos de datos de temperatura con las marcas de tiempo y la humedad en el canal público de la estación meteorológica en las variables.
% Enter your MATLAB Code below
readChId = 12397;
writeChId = ZZZZZ; % Replace with your channel number
writeKey = 'XXXXXXXXXXXXXXXX'; % Replace with your channel write key
[temp,time] = thingSpeakRead(readChId,'Fields',4,'NumPoints',20);
humidity = thingSpeakRead(readChId,'Fields',3,'NumPoints',20);
tempC = (5/9)*(temp-32);
b = 17.62;
c = 243.5;
gamma = log(humidity/100) + b*tempC./(c+tempC);
dewPoint = c*gamma./(b-gamma)
dewPointF = (dewPoint*1.8) + 32;
thingSpeakWrite(writeChId,[temp,humidity,dewPointF],'Fields',[1,2,3],...
'TimeStamps',time,'Writekey',writeKey);
Haga clic en Guardar y ejecutar para validar y procesar el código.Cualquier error en el código se indica en el campo de salida .
A ver si el código funcionó con éxito, haga clic en su enlace de canal de Medición de punto de rocío en el panel de Información del canal .
El canal de medición de punto de rocío ahora muestra gráficos con datos de un canal de cada campo.
Código del calendario
Utilizaremos la aplicación TimeControl para programar el cálculo del punto de rocío en el código de analisis MATLAB programando este para leer los datos de la estación cada 30 minutos y calcular el punto de rocío
Estos son los pasos a seguir:
Desplácese hasta la parte inferior de la página de MATLAB análisis cálculo de punto de rocío. Haga clic en TimeControl para abrir la aplicación MATLAB análisis pre-seleccion en el campo de acciones y el cálculo del punto de rocío como la ejecución de código.
Nombre de su nuevo TimeControl Dew Point TC
Elegir recurrentes en el campo de frecuencia .
Elegir el minuto en el campo de la repetición .
Seleccione 30 en el cada — minutos campo.
Mantener el Tiempo de inicio en el valor predeterminado.
Verificar que la acción es, y el código a ejecutar es el.MATLAB AnalysisDew Point Calculation
Haga clic en Guardar TimeControl
Nota:Configurar un TimeControl para escribir datos en el canal utiliza mensajes disponibles en su cuenta de ThingSpeak. Esta acción puede agotar eventualmente mensajes disponibles, que se traduce en rechazo del canal de alimentación de actualizaciones. Asegúrese de que los datos que escribes a un canal de no se superponen en el dominio del tiempo como hace uso innecesario de los mensajes.
Visualizar medida de punto de rocío
Se puede utilizar la aplicación visualizaciones de MATLAB para visualizar los datos de punto de rocío medido, la temperatura y la humedad de tu canal de medición de punto de rocío. Este ejemplo utiliza la función Mostrar todos los puntos de tres datos en una única visualización.thingSpeakPlot
Ir a aplicaciones > MATLAB visualizacionesy haga clic en nueva para crear una visualización.
Alternativamente, usted puede hacer clic en Visualización de MATLAB en su punto de vista del canal de medición de punto de rocío.
Seleccione la plantilla personalizada y haga clic en crear.
Nombre de la visualización «Punto de rocío.»
Crear variables para su ID de canal de medición de punto de rocío y su clave de API de lectura. Sustituya los valores en el código con tu canal ID y la clave de API de lectura.
readChId = 677
readKey = '36LPYCQ19U37ANLE'
Leer datos de los campos de canal y obtener los últimos 100 puntos de datos para:
Netduino es una plataforma de desarrollo de código abierto integrado similar a la famosa plataforma Arduino, excepto que utiliza .NET Micro Framework para su programación. La placa de desarrollo Netduino tiene el mismo factor que Arduino Uno, y por lo tanto la mayoría de los escudos de Arduino son también compatibles con Netduino. Las placas de desarrollo Arduino se basan en 8 bits microcontroladores Atmel que corren a una velocidad máxima de reloj de 16 MHz en su versión primera ,pero el hardware Netduino usa potentes procesadores de 32 bits (en el caso de la primera versión un Atmel SAM7x en Netduino, y STMicro STM32F4 en versiones Netduino Plus) y funciona a una velocidad mucho más rápida (48 MHz a 168 MHz).
En el siguiente ejemplo extraido de embedded-lab.com ademas de intenatr dar una introducción a la plataforma Netduino y asegurar que cualquier principiante, estudiante o aficionado, será rápidamente capaz de empezar a usarlo para sus propios proyectos y diseños embebidos vamos a ver la gestiona de un display de 7 segmentos de led con nuestro Netduino Plus .
Una salida visual siempre añade valor a cualquier proyecto .En esta ocasión , vamos a mostrar un poco de información numérica, alfabética, así como dos personajes simbólicos en un módulo LED de siete segmentos de 4 dígitos en función de luminosidad captada por una foto-resistencia,es decir vamos a leer una tensión analógica de un sensor LDR y mostraremos la salida del ADC en cuatro módulos de siete segmentos.
En realidad el control de un display de 7 segmentos ( en realidad 8 si contamos con el punto) , es bastante intuitivo , si se piensa en que cada segmento corresponde a un solo led .Por ejemplo para mostrar dígito «1», tenemos que enviar la señal de alto para el LED «b» y «c» solamente y tierra el cátodo.
Como un display cuenta con siete segmentos LED se hace con siete más un LED, cada LED tiene su propio nombre, por ejemplo ,si tenemos que mostrar «15» la forma en que hacemos es mostrando un «1» ( segmentos B y C) en un bloque LED ,luego apagamos ese primer display ( cátodo a uno lógico) y luego nos vamos a mostrar «5» en el segundo display LED( segmentos A,F,G y D) y luego lo apagamos también (cátodo a uno lógico), y repetimos el bucle indefinidamente :esto es básicamente la multiplexación porque todos lo segmentos los unimos eléctricamente para ahorrar bits de control de modo que solo controlamos el encendido de uno de ellos a una frecuencia tan rápida que sea inapreciable por el ojo humano
.
Configuración de Circuito y Teoría
En la sección analógica, hemos utilizado una LDR como nuestro dispositivo de entrada analógica. Con la iluminación, la resistencia de la LDR cambiará causando el cambio en el voltaje debido al divisor de tensión formado por el LDR y una resistencia de 10k .La caída o subida de tensión entre el punto de unión entre el LDR y la resistencia nos dará una tensión que conectemos a nuestro pin analógico A1 de Netduino
En la sección digital, las conexiones son también muy sencillas. Cada pin (a hasta g) de los siete segmentos LED están conectados a los pines digitales DO a D6 de Netduino+ través de una resistencia de 330 ohmios . Posteriormente cada display de siete segmentos LED al ser estos de cátodo común y haber cuatro unidades , los controlaremos por medio de 4 transistores NPN ( por ejemplo BC547) con sus resistencias de base de 10k que conectaremos a los pines digitales D8,D9;D10 y D11 de nuestro Netduino
Cuando la base del transistor está forzado a un uno lógico, el transistor conduce y entonces el ánodo correspondiente se conecta a tierra, que completaría el circuito justo en los segmentos cuyos pines lógicos estén a uno logico encendiendo así el LED correspondiente a ese led
.
Programa en c#
El código escrito por embedded-lab va usar una pequeña biblioteca (Clase SevenSegments) que soporta un poco más que los dígitos que muestran. Veamos paso a paso. En el código de abajo, primero creamos una instancia de la clase AnalogInput lo que nos permite obtener el valor de nuestro dispositivo analógico que es LDR en este caso. Luego creamos una instancia independiente de la clase SevenSegments. El constructor de esta clase lleva varios pines como argumentos. Una vez que tenemos SevenSetments instancia simplemente llamar al método Show y pasar el valor que se lee desde el dispositivo analógico
public static void Main() {AnalogInput aInPin = new AnalogInput(Pins.GPIO_PIN_A1);
//se puede usar cualquier pin analógico
aInPin.SetRange(0, 1234); //dar un rango. Debug.Print(«Analog value: » + aInPin.Read()); // inicializacion del display de 7 segmentos pasando los pines adecuados SevenSegments sevenSegments = new SevenSegments( Pins.GPIO_PIN_D0, Pins.GPIO_PIN_D1, Pins.GPIO_PIN_D2, Pins.GPIO_PIN_D3, Pins.GPIO_PIN_D4, Pins.GPIO_PIN_D5, Pins.GPIO_PIN_D6, new Cpu.Pin[] { Pins.GPIO_PIN_D8, Pins.GPIO_PIN_D9, Pins.GPIO_PIN_D10, Pins.GPIO_PIN_D11 });
// Valor de pantalla leido por en entrada analogica sevenSegments.FlickerDelay = 5; // Pausa entra cada letra durante la repeticio en una unidd de LED sevenSegments.UnitSevenSegmentLedDelay = 1; //Duracion de una unida led estando a ON sevenSegments.UnitRepetition = 50; /// Repeticion de todo la tira while (true) { sevenSegments.Show(aInPin.Read()); Debug.Print(aInPin.Read().ToString()); } }
El proceso pesados principal se hace en la clase SevenSegment. Por lo tanto, vamos a echar un vistazo rápido a las diferentes secciones de esta clase.
Sección constructor de la clase SevenSegment
Aquí hemos definido algunas E / S digitales para los segmentos de LED a hasta g. Para soportar cualquier número de unidades LED, los pines asociados a ánodos o al cátodo común son recibidos como una matriz. Ahora, para mostrar una carta o un alfabeto, se ha construido una serie de Boole. Todas estas matrices se almacenan en una tabla hash con una clave que corresponde a un dígito o un alfabeto o un símbolo. Finalmente algunas propiedades se inicializan con algunos valores
public SevenSegments(Cpu.Pin a, Cpu.Pin b, Cpu.Pin c, Cpu.Pin d, Cpu.Pin e, Cpu.Pin f, Cpu.Pin g, Cpu.Pin[] commonAnodeCathodePin) { OutputPort PinD0Out_a = new OutputPort(a, false); OutputPort PinD1Out_b = new OutputPort(b, false); OutputPort PinD2Out_c = new OutputPort(c, false); OutputPort PinD3Out_d = new OutputPort(d, false); OutputPort PinD4Out_e = new OutputPort(e, false); OutputPort PinD5Out_f = new OutputPort(f, false); OutputPort PinD6Out_g = new OutputPort(g, false); segmentPins = new OutputPort[] { PinD0Out_a, PinD1Out_b, PinD2Out_c, PinD3Out_d, PinD4Out_e, PinD5Out_f, PinD6Out_g }; // inicializacion de commonAnodeCathodePin ledSegmentUnit = new OutputPort[commonAnodeCathodePin.Length]; for (int i = 0; i < commonAnodeCathodePin.Length; i++) { ledSegmentUnit[i] = new OutputPort(commonAnodeCathodePin[i], false); } // crear una lista de caracteres soportados ledSegmentTable = new Hashtable(); ledSegmentTable.Add(«0», new bool[] { true, true, true, true, true, true, false }); ledSegmentTable.Add(«1», new bool[] { false, true, true, false, false, false, false }); ledSegmentTable.Add(«2», new bool[] { true, true, false, true, true, false, true }); ledSegmentTable.Add(«3», new bool[] { true, true, true, true, false, false, true }); ledSegmentTable.Add(«4», new bool[] { false, true, true, false, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«5», new bool[] { true, false, true, true, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«6», new bool[] { true, false, true, true, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«7», new bool[] { true, true, true, false, false, false, false }); ledSegmentTable.Add(«8», new bool[] { true, true, true, true, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«9», new bool[] { true, true, true, true, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«a», new bool[] { true, true, true, false, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«b», new bool[] { false, false, true, true, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«c», new bool[] { true, false, false, true, true, true, false }); ledSegmentTable.Add(«d», new bool[] { false, true, true, true, true, false, true }); ledSegmentTable.Add(«e», new bool[] { true, false, false, true, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«f», new bool[] { true, false, false, false, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«g», new bool[] { true, true, true, true, false, true, true }); ; ledSegmentTable.Add(«h», new bool[] { false, false, true, false, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«i», new bool[] { false, true, true, false, false, false, false }); ledSegmentTable.Add(«j», new bool[] { false, true, true, true, true, false, false }); ledSegmentTable.Add(«l», new bool[] { false, false, false, true, true, true, false }); ledSegmentTable.Add(«n», new bool[] { false, false, true, false, true, false, true }); ledSegmentTable.Add(«o», new bool[] { false, false, true, true, true, false, true }); ledSegmentTable.Add(«p», new bool[] { true, true, false, false, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«q», new bool[] { true, true, true, false, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«r», new bool[] { false, false, false, false, true, false, true }); ledSegmentTable.Add(«s», new bool[] { true, false, true, true, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«t», new bool[] { false, false, false, true, true, true, true }); ledSegmentTable.Add(«u», new bool[] { false, false, true, true, true, false, false }); ledSegmentTable.Add(«y», new bool[] { false, true, true, false, false, true, true }); ledSegmentTable.Add(«-«, new bool[] { false, false, false, false, false, false, true }); ledSegmentTable.Add(«?», new bool[] { false, true, true, false, true, true, false }); ledSegmentTable.Add(«?», new bool[] { true, false, false, true, false, false, true }); // Inicializar campos por defecto FlickerDelay = 5; SevenSegmentsUnits = commonAnodeCathodePin.Length; UnitSevenSegmentLedDelay = 0; UnitRepetition = 50; RightToLeft = true; }
Para mostrar un dígito o un signo del alfabeto, vemos un método Show de esta clase. Hay tres sobrecargas de este método Show que vamos a ver a continuación.
El primero toma int como argumento y llama directamente segundo método Mostrar que tiene cadena como argumento. En este método, dependiendo de si RightToLeft se establece en verdadero o falso, y el código salta a la sección correspondiente. Esta sección básicamente extrae la letra correcta para mostrar y luego llama el tercer método Mostrar.
public void Show(string stringToShow) {
// este bucle hará que parezca que todos los leds permanezcan encendidos for (int j = 0; j < UnitRepetition; j++) { if (RightToLeft) { int ledUnit = SevenSegmentsUnits – 1; // indice basados en 0 index for (int i = stringToShow.Length; i > 0; i–) { string eachLetter = stringToShow.Substring(i – 1, 1); Show(eachLetter, ledUnit); ledUnit -= 1; // si longitud de stringToShowes mayor que // SevenSegmentsUnits los restamos if (ledUnit < 0) ledUnit = SevenSegmentsUnits – 1; // – 1 es un indice basado en 0x Thread.Sleep(UnitSevenSegmentLedDelay); } } else { int ledUnit = 0; // indice basado en 0 for (int i = 0; i < stringToShow.Length; i++) { string eachLetter = stringToShow.Substring(i, 1); Show(eachLetter, ledUnit); ledUnit += 1; // Si longitud de stringToShow es mayor //que SevenSegmentsUnits restalo ledUnit = ledUnit % SevenSegmentsUnits; Thread.Sleep(UnitSevenSegmentLedDelay); } } Thread.Sleep(FlickerDelay); } }
El tercer método Mostrar toma dos argumentos, primero es la cadena que se mostrará y segundo es dónde mostrara es decir, en que bumero de display LED. En la HashTable definida durante la construcción, se rellena la matriz correcta de Boole y entonces el pin correspondiente se establece a nivel alta o baja en base a esta matriz booleana. En el paso final, todos los pines asociados al ánodo o al cátodo común se establecen a nivel bajo de modo que sólo el LED apropiado se establece a nivel alto.
public void Show(string numberString, int ledUnit) { bool[] ledSegmentOnOffValues; numberString = numberString.ToLower(); // en este nivel, se admite la longitud de la cadena, por lo que descarta el resto if (numberString.Length > 1) numberString = numberString.Substring(numberString.Length – 1, 1); // Enviar nivel bajo al ánodo / cátodo común de SevelSegmentLED for (int i = 0; i < ledSegmentUnit.Length; i++) { ledSegmentUnit[i].Write(false); } if (!ledSegmentTable.Contains(numberString)) { // cuando se pasas una letra no soportada muestra «-« ledSegmentOnOffValues = (bool[])ledSegmentTable[«-«]; } else { // consigue el array a true/false ledSegmentOnOffValues = (bool[])ledSegmentTable[numberString]; } for (int i = 0; i < segmentPins.Length; i++) { //poner el pin correspondiente a nivel alto segmentPins[i].Write(ledSegmentOnOffValues[i]); } // solamente envia la señal al catodo o anodo seleccionado ledSegmentUnit[ledUnit].Write(true); }
Valores maximos y/o minimos
Con muy pocas líneas de código podemos ampliar o añadir funcionalidades adicionales como un contador que toma cuenta del valor mínimo al valor máximo. Este contador es un ejemplo muy simple que toma dos argumentos, el valor mínimo y el valor máximo. Un bucle for se puede configurar a partir de este minuto a valor máximo y el método Show que se ha llamado de pasar el incremento de bucle de corriente. Este método nos permite mostrar el contador en nuestros siete segmentos unidad LED
public void Counter(int minValue, int maxValue) { for (int i = minValue; i <= maxValue; i++) { Show(i); Debug.Print(i.ToString()); } }
Pruebas finales
Con nuestra clase SevenSegments, tenemos varias salidas. En primer lugar vamos a ver la salida de nuestro circuito. Aquí podemos ver el valor más bajo en nuestra pantalla cuando LDR está cubierto sin embargo el número aumenta a medida que iluminamos nuestro LDR.
Ahora echemos un vistazo a nuestro métodoque hemos añadido a nuestra clase SevenSegments. Con el siguiente código, po rjemplo vamos a ver los números desde 980 a 1020: sevenSegments.FlickerDelay = 5; sevenSegments.UnitSevenSegmentLedDelay = 1; sevenSegments.UnitRepetition = 5; sevenSegments.RightToLeft = true; while (true) { sevenSegments.Counter(980, 1020); }
Vamos a darle una cadena de más de nuestros Siete unidades LED del segmento y ver qué pasa:
sevenSegments.RightToLeft = false; while (true) { sevenSegments.Show(«-Lab»); }
Y para terminar , es el siguiente video podemos ver el código presentado ejecutándose con la electrónica descrita
Los display leds de 7 segmentos ( o mas ) como se puede ver son bastante sencillos de manejar desde Netduino gracias a la multiplexacion como hemso visto en el ejemplo
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