Encender un led ( o lo que quiera) con su Raspberry PI 3 desde una aplicación móvil y no morir en el intento


Encender un led conectado a  una Raspberry  Pi desde una aplicación móvil puede  parecer  algo misterioso  y complejo  destinado  solo a aquellas personas  con conocimientos de programación, por lo que en principio no parece reservado a los aficionados , pero lo cierto es que como todo mito , este no del todo cierto  pues existen soluciones que permiten sin tener conocimientos  de programación conseguir controlar o monitorizar lo que quiera  en tan solo unos minutos

En efecto   gracias  a un  framework  generico desarrollado por  myDevices IO Project Builder llamado Cayenne , los desarrolladores , fabricantes y  también aficionados  pueden  construir rápidamente prototipos y proyectos que requieran controlar o monitorizar   cualquier cosa conectada a su Raspberry  , permitiendo con una sóla cuenta gratuita de Cayenne, crear un número ilimitado de proyectos  mediante una solución  muy sencilla  basada en arrastrar y soltar 

Obviamente el punto fuerte de cayenne  son las  capacidades de  IO  para que pueda controlar de forma remota sensores, motores, actuadores, incluidas los puertos  de GPIO con  almacenamiento ilimitado de datos recogidos por los componentes de hardware,   triggers y alertas,  que proporcionan las herramientas necesarias para la automatización y la capacidad de configurar alertas. Ademas también puede crear cuadros de mando personalizados para mostrar su proyecto con arrastrar y soltar widgets que también son totalmente personalizables.

Resumidamente algunas  características clave de esta novedosa  plataforma son las siguientes:

  •  Una aplicación móvil para configurar, el monitor y los dispositivos de control y sensores desde cualquier lugar.
  • Fácil instalación que conecta rápidamente los dispositivos, sensores, actuadores, y las extensiones en cuestión de minutos.
  • Motor de reglas para desencadenar acciones a través de dispositivos.
  • Panel personalizable con widgets de visualización de arrastrar y soltar.
  • Programación de las luces, motores y actuadores
  •  Control de GPIO que se pueden configurar desde una aplicación móvil o  desde un navegador
  • Acceso remoto instantáneo desde su smartphone o con un ordenador
  • Para construir un proyecto de la IO a partir de cero se ha logrado el objetivo de proporcionar  un Proyecto Generador de IO que reduce el tiempo de desarrollo de horas en lugar de meses.

Como veremos , hablamos de un constructor de sitio web fácil de usar, pero para proyectos de IOT, así que veamos  los pasos para crear un proyecto de IoT con esta potente herramienta usando  su Raspberry Pi 3

Paso1

En primer lugar , si no  tiene instalado Raspbian en su Raspberry Pi 3,  tendrá que crearse una nueva imagen  con esa distribución .

Para instalar Raspbian , vaya  a  Descargas ,  y seleccione Rasbian  ( a la derecha de Noobs),

No debe confundir   esta distribución con la versión  para PC o Mac (RASPBERRY PI DESKTOP) pues como puede entenderse es para un ordenador personal y no para una placa Raspberry Pi

raspbian.PNG

Verá que hay  dos versiones:

  • RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP

    Image with desktop based on Debian Stretch
    Version:August 2017
    Release date:2017-08-16
    Kernel version:4.9
    Release notes:Link
    SHA-256:309f355ad5ca3e15d4866dfa16f17e4a5412632fec00976fe270d59516668849        
  • RASPBIAN STRETCH LITE

    Minimal image based on Debian Stretch
    Version:August 2017
    Release date:2017-08-16
    Kernel version:4.9
    Release notes:Link
    SHA-256:52e68130c152895905abe66279dd9feaa68091ba55619f5b900f2ebed381427b

Obviamente si la SD es suficiente grande , lo interesante es descargar la primera  (RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP) en lugar de la versión mínima,

Una vez decidida,  descargue la imagen correspondiente  en su ordenador y siga los siguientes pasos:

  • Inserte la tarjeta SD en el lector de tarjetas SD  de su ordenador comprobando cual es la letra de unidad asignada. Se puede ver fácilmente la letra de la unidad, tal como G :, mirando en la columna izquierda del Explorador de Windows.
  • Puede utilizar la ranura para tarjetas SD, si usted tiene uno, o un adaptador SD barato en un puerto USB.
  • Descargar la utilidad Win32DiskImager desde la página del proyecto en SourceForge como un archivo zip; puede ejecutar esto desde una unidad USB.
  • Extraer el ejecutable desde el archivo zip y ejecutar la utilidad Win32DiskImager; puede que tenga que ejecutar esto como administrador. Haga clic derecho en el archivo y seleccione Ejecutar como administrador.
  • Seleccione el archivo de imagen que ha extraído anteriormente de Raspbian.
  • Seleccione la letra de la unidad de la tarjeta SD en la caja del dispositivo. Tenga cuidado de seleccionar la unidad correcta; si usted consigue el incorrecto puede destruir los datos en el disco duro de su ordenador! Si está utilizando una ranura para tarjetas SD en su ordenador y no puede ver la unidad en la ventana Win32DiskImager, intente utilizar un adaptador SD externa.
  • Haga clic en Escribir y esperar a que la escritura se complete.
  • Salir del administrador de archivos  y expulsar la tarjeta SD.

Paso 2

Ahora que tiene la imagen de Rasbian en una SD , ya puede insertar la SD en su Raspberry Pi 3  en el adaptador de micro-sd , conectar un monitor por el hdmi , conectar un teclado y ratón en los  conectores USB, conectar la  con un cable ethernet  al router  conectividad a Internet ( si es una Raspberry Pi 2  que carece de Wifi)  y finalmente conectar la alimentación  para comprobar que la Raspeberry Pi  3 arranca con la nueva imagen

Como pasos mínimos recomendamos  al menos seguir los siguientes pasos:

  • Cambiar resolución de pantalla : normalmente la resolución máxima no suele ser adecuada para muchos monitores o TV , por  lo que lo mejor es cambiarla a una menor  que permita ver con comodidad el interfaz. La resolución se cambia desde el menu    Raspberry Pi Configuration  , a continuacion  System, pulsamos en Resolution    , seleccionamos una adecuada a nuestro TV/monitor    y pulsamos Set Resolution
  • Cambiar configuracion regional e idioma:  para no tener problemas  con el teclado  o incluso la conexion wifi nos interesa personalizar la configuracion de loclalizacion  para lo cual  iremos al menus de  Raspberry Pi Configuration  , a continuacion   seleccionaremos las siguintes opciones:
    • Localisation , seleccionar en Locale   . aquí elegimos la ubicación y depues puslaremos set locale,  tambien Language  por defecto es ingles=en (English) cámbielo por ejemplo a español seleccionando es(Spanish),  tambien Country puede cambiarlo por su pais ( por ejemplo =ES(Spain),  y  CharacterSet ( ISO-8859-1)
    • Timezone: seleccionar  Area  y Location
    • Keyborad: seleccionar teclado español si el que tiene coenctado
    • Wifi Country: seleccionar el pais (county) : por ejemplo ES Spain  ( si no selecionamos no se activa el WIFI)
  • Por ultimo, una vez reiniciemos la placa para que los cambio surtan efecto , si usamos la Rasberry Pi 3 , nos queda elegir  la red wifi   a la que se contactara su placa ,para lo  cual en la esquina superior derecha nos iremos al icono de redes wifi  y pulsaremos la red correspondiente   y a continuación escribiremos su clave.

Paso 3:

Desde linea de comandos  de la consola o por ssh simplemene con el comando gpio readall   se pueden leer el estado de todos los puertos del GPIO

Como realmente  lo que buscamos es controlar los puertos del GPIO  a distancia y mediante un interfaz grafico remoto, para comenzar la configuración de su Raspberry   ,lo primero es crear una cuenta gratuita en cayenne-mydevices.com que servirá tanto para entrar en la consola web como en la aplicación movil.

Para ello, vaya a la siguiente url  e introduzca simplemente su nombre ,dirección de correo y una clave de acceso  que  utilizara para validarse.

paso1.png

Paso 2

Una vez registrado , solamente tendrá que elegir la plataforma  para avanzar en el asistente. Obviamente   seleccionamos  en nuestro caso   Raspberry Pi.

paso2.png

Paso 3

Para  avanzar  en el asistente deberemos  tener instalado   Raspbian en nuestra Raspberry Pi como vimos  en el paso 1  .

Esta versión trae pre-instalado  un montón de software para la educación,  programación y uso general contando con  Python, Scratch, Sonic Pi, Java

Es interesante destacar  que Raspbian  se puede instalar con NOOBS o descargando  la imagen   siguiendo la  guía de instalación explicada en el paso 1.

paso3

paso 4

paso4

Ahora si queremos controlar dispositivos tenemos que instalar el agante   de cayenne bien con dos  comandos o bien  desde la app

Veamos en primer lugar como instalar el agente desde  la app, de modo que lo siguiente es instalar la aplicación móvil   , que esta disponible tanto para IOS como Android.

En caso de Android este es el enlace para su descarga en Google Play

Es muy interesante destacar que  desde la aplicación para el  smartphone  se puede automáticamente  localizar e instalar el software  myDevices Cayenne en su Raspberry Pi, para lo cual ambos ( smarphone y Raspberry Pi )  han de estar conectados a la misma red,por ejemplo la  Raspberry Pi al router con un cable ethernet  y su samartphone a la wifi de su hogar ( no funcionara si esta conectada por 3G o 4G)

Una vez instalada la app , cuando hayamos introducido nuestras credenciales , si esta la Raspberry en la misma red  y no tiene instalado el agente instalara automáticamente

Hay otra opción de instalar  myDevices Cayenne en su Raspberry  Pi,la cual es bajo nuestra opinión es la mas aconsejada   que es  usando el  Terminal en su  Pi o bien por SSH  ejecutando tan sólo  dos  comandos similares a los siguientes:

wget https://cayenne.mydevices.com/dl/rpi_xxxxx.sh 
sudo bash rpi_xxxxx.sh -v

El  nombre del script rpi_xxxxx.sh  varia en cada nueva instalación asi que fijese en el nombre exacto qeu le propone el  instalador web

Aunque ambos comandos  sean ejecutados desde ssh en la Raspberry Pi , directamente en el propio  interfaz web nos ira mostrando los pasos por donde vamos  en la instalación del agente:

instaññing.PNG

A la finalización del script se reiniciara la placa,  así que tenga un poco de paciencia..

!Ya esta listo! Ya sólo tiene que empezar a conectar dispositivos y sensores a sus raspberry Pi por medio del conector  GPIO  y  por supuesto  también añadirlos en la consola de Cayenne  ,  y con esto ya podrá ver el hw  que añada  en tiempo real tanto en el interfaz web como en su smartphone.

paso 5

Como ejemplo vamos a conectar un led  o un relé  a la Raspberry Pi 3 para poder controlar estos  desde Internet desde la app de Cayenne.

Por simplicidad  hemos conectado un led  donde  el ánodo (+) lo llevaremos al pin 19 del GPIO   y  el cátodo  a la masa de la  raspberry pi en el pin 21 tal y  como se ve en el dibujo

led.PNG

Para añadir una salida al interfaz gráfico , simplemente tenemos que iremos a la consola de Cayenne  y añadiremos un controlador  a nuestro dispositivo, para ello nos iremos al botón verde ( esquina superior derecha) donde pone Add new

Pulsaremos  la primera opción de Device/Widget

Nos iremos a Actuators  pues pretendemos controlar algo ,aunque pero  no vamos a conectar una placa especifica a la salida del gpio .

Ahora vamos al grupo  Relay Switch    pues  pretendemos hacer un control on/off  y por lo tanto pretendemos actuar sobre un pin   digital de salida

Ahora es importante  seleccionar  todas   las opciones siguientes;

  • Select device : seleccionaremos nuestra placa Rasberry Pi  sobre la que vayamos actuar ya que Cayenne  permite manejar un numero ilimitado de placas
  • Conectivity: es importante seleccionar Integrated GPIO
  • Channel : seleccionar aqui el pin  al que vamos a conectar el led (en nuestro caso de ejemplo  el GPIO 19 por su proximidad  a la masa)
  • Choose Widget:  lo ideal es elegir el tipo  “Button
  • Choose Icon: se puede elegir el que se desee , pero como vamos a controlar un led, lo ideal es seleccionar el icono de led
  • Finalmente  no olvidar pulsar el boton  “Add Actuator”

rele

Una vez creado el dispositivo  conectado a la placa  simplemente , bien desde la web o bien desde la propia app de Cayenne,  nos validaremos en cualquiera de los dos  y nos  aparecerá automáticamente el botón desde el que podremos cambiar el estado del pin de GPIO  pinchando sobre el  y con ello encenderemos o apagaremos el led conectado a el  (  por supuesto tambien un relé o el circuito de control que desee)

 

led.PNG

En el ejemplo vemos como el led aparece anaranjado , y esto se se refleja en la placa donde como puede verse el led también aparece iluminado:

 

 

IMG_20170902_103738[1]

Lógicamente lo ideal es usar un rele  o cualquier circuito de control , pero realmente lo importante  es poder controlar el estado del pin del GPIO , tarea que hemos realizado perfectamente sin mucha complicación  con la herramienta Cayenne,  tal y   como ha podido ver el lector en este post.

Por supuesto podrá ver el historial , programar eventos , etc, pero toda esa configuración la reservamos para un nuevo post

Problemas posible con el agente de Cayenne

A veces  al crear el widget desde cayenne aparece   el estado de ‘inaccesible’ y por mucho que repitamos el estado Unreacheable se repite, y eso aunque la raspberry Pi sea accesible y tenga conexión.

Puede que la Raspberry Pi esté ejecutando el núcleo 4.9 de Linux, pero como  webiopi (que es un software que utiliza Cayenne para controlar / monitorizar los pines GPIO en Raspberry Pi) sólo funciona en el núcleo 4.4 que es parte de la actual Raspbian Jessie8, entonces lo mas probable es  que no funcione bien el control .

Para ver la versión del kernel ejecutando el comando uname -a  desde consola o por ssh

Cayenne esta  planeando actualizar webiopi así que cuando Jessie se mueva a algo más reciente que 4.4   actualizaran el sw, pero mientras tanto, si no tiene una necesidad específica del kernel 4.9, puede bajar a 4.4 o hacer una nueva instalación de Jessie, que debe incluir 4.4 para que pueda  acceder a las funciones de Cayenne sin problemas .

Para bajar de version desde la consola  o desde ssh el siguinte comando:

sudo rpi-update 52241088c1da59a359110d39c1875cda56496764

 

A continuación mostramos la salida de ambos comandos:

 [email protected]:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 4.9.24-v7+ #993 SMP Wed Apr 26 18:01:23 BST 2017 armv7l GNU/Linux
[email protected]:~ $ sudo rpi-update 52241088c1da59a359110d39c1875cda56496764
 *** Raspberry Pi firmware updater by Hexxeh, enhanced by AndrewS and Dom
 *** Performing self-update
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 12762  100 12762    0     0  33569      0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 33584
 *** Relaunching after update
 *** Raspberry Pi firmware updater by Hexxeh, enhanced by AndrewS and Dom
 *** We're running for the first time
 *** Backing up files (this will take a few minutes)
 *** Backing up firmware
 *** Backing up modules 4.9.24-v7+
This update bumps to rpi-4.4.y linux tree
Be aware there could be compatibility issues with some drivers
Discussion here:
https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=29&t=144087
##############################################################
 *** Downloading specific firmware revision (this will take a few minutes)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100   168    0   168    0     0    303      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--   304
100 52.3M    0 52.3M    0     0   969k      0 --:--:--  0:00:55 --:--:--  274k
 *** Updating firmware
 *** Updating kernel modules
 *** depmod 4.4.50+
 *** depmod 4.4.50-v7+
 *** Updating VideoCore libraries
 *** Using HardFP libraries
 *** Updating SDK
 *** Running ldconfig
 *** Storing current firmware revision
 *** Deleting downloaded files
 *** Syncing changes to disk
 *** If no errors appeared, your firmware was successfully updated to 52241088c1da59a359110d39c1875cda56496764
 *** A reboot is needed to activate the new firmware
[email protected]:~ $ sudo reboot
login as: pi
[email protected]'s password:

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 May  5 06:59:41 2017

SSH is enabled and the default password for the 'pi' user has not been changed.
This is a security risk - please login as the 'pi' user and type 'passwd' to set a new password.

[email protected]:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 4.4.50-v7+ #970 SMP Mon Feb 20 19:18:29 GMT 2017 armv7l GNU/Linux

 

 

Una  vez que baje de version su kernel , también recomendamos desinstalar el agente de Cayenne y repetir    la instalación del agente  de Cayenne como vimos al principio

Para desinstalar el agente  ejecute los siguientes comandos desde consola o por ssh:

sudo /etc/myDevices/uninstall/./uninstall.sh

Entonces, después escribiremos:

sudo /etc/webiopi/uninstall/./uninstall.sh

 

 

Como vemos existen  infinidades de opciones  y un universo de posibilidades ,asi que  no tema , pues realmente el proceso como puede ver es bastante sencillo..

 

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