Acceso web de Sensores Analogicos para Raspberry Pi (parte 3)


En un post anterior veíamos algunas de las posibilidades de  conexión de sensores digitales  a nuestra Raspberry Pi como puede ser añadir sensores I2C con el CI DS1820 , sensores de Co2 basados en el Mq4, sensores genéricos,sensores de de presion con el BMP180,sensores de temperatura basados en el TMP102, sensores de proximidad basados en el VCNL 4000o  o los sensores de luminosidad basados en el  TSL2561.

Como todos sabemos  existen también una cantidad muy alta de sensores cuya salida no es digital , los cuales en principio no se podrian conectar directamente a nuestra Raspberry, pero esto no es exactamente así porque si podemos conectarlos por medio de convertidores A/D y D/A y otros circuitos  como empezamos a  ver en  post anteriores

Hoy acabamos la entrega de conexiones analógicas  a nuestra Raspberry Pi  usando  algunos de los circuitos que se  explicaron viendo precisamente  coenctandolos por fin  aun un un mundo infinitos de posibilidades

Vemos a continuación algunos de ellos:

Termistor

Thermistor

Un termistor es un sensor de temperatura por resistencia basandose su funcionamiento en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistores:

  • NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo  .
  • PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo (también llamado posistor).

Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen, razon por la cual lo mas habitual es usar NTC’s  en todas las aplicaciones.

Un par de notas antes de comenzar:

  • Para poder utilizar un sensor análogo con la tenemos que utilizar un convertidor de analógico a Digital .Para este ejemplo vamos a utilizar el MCP3008 para esta tarea.
  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunas  placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una lienea de alimentacion que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como su  Pi.

Use el siguiente diagrama para conectar un termistor.

Paso 1

Conecte la línea de alimentación para el termistor a través de la resistencia  de 10K.
Thermistor

Paso 2

Conecte la línea de tierra para el termistor.
Thermistor

Paso 3

Conectar el termistor a uno de los 8 canales de la MCP3008. Para este ejemplo, CH0.
Thermistor

Paso 4

¡Listo! Ahora puede Agregar el termistor a su panel de control de Cayenne  usando canal del MCP3008

VCNL4000

Hablamos de un doble sensor de  proximidad y sensor de luminosidad integrado en una sola placa  y cuya salida puede ser procesada directamente por nuestra Pi.

Un par de notas antes de comenzar:

  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunas  placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una linea de alimentación que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como su  Pi.

 

Use el siguiente diagrama para conectar un VCNL4000 de proximidad y sensor de luminosidad.

Paso 1

Conecte las líneas de energía. Conecte el 3.3V 3.3V encendido el VCNL4000 perno de la fuente (3.3) y 5V al pin emisor de IR (IR +).
VCNL4000

Paso 2

Conectar toma de tierra de laPi a VCNL4000 (GND).
VCNL4000

Paso 3

Conecte las clavijas SDA de la VCNL4000  a la Pi.
VCNL4000

Paso 4

Conecte los pines SCL de la VCNL4000  a la Pi.
VCNL4000

Paso 5

¡Listo! Ahora puede agregar el sensor de VCNL4000 en el panel de Cayenne

Fotoresistor

Photoresistor

Una fotorresistencia también llamada LDR  por ssu siglas en ingles inglés light-dependent resistor  es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz.

Su cuerpo está formado por una célula fotorreceptora y dos patillas siendo el valor de resistencia eléctrica  bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (varios megaohmios).

Un par de notas antes de comenzar:

  • Para poder utilizar un sensor análogo con la frambuesa Pi tenemos que utilizar un convertidor de analógico a Digital. Para este ejemplo utilizaremos el MCP3008 para esta tarea. Este tutorial asume que usted ya tiene el MCP3008 conectado. Consulte el Tutorial de MCP3008 si necesita ayuda con la parte.
  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunas  placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una lienea de alimentación que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como su  Pi.

 

Use el siguiente diagrama para conectar el fotoresistor.

Paso 1

Desde el pastel de Pi para alimentar la fotorresistencia.
Photoresistor

Paso 2

Conecte la fotorresistencia a tierra a través de un resistor de pull-down de 10K.
Photoresistor

Paso 3

Conecte la fotorresistencia a uno de los 8 canales de la MCP3008. Para este ejemplo, CH0.
Photoresistor

Paso 4

¡Listo! Ahora puede agregar  la fotorresistencia a tu panel de control, utilizando el canal de MCP3008 0 para leer valores desde el sensor.

 

Carga analógica

Analog Load

Vamos  a a ver como procesar  la salida analógico  de los sensores de fuerza resistivo circular (fsr)

Un par de notas antes de comenzar:

  • Para poder utilizar un sensor análogo con la frambuesa Pi tenemos que utilizar un convertidor de analógico a Digital. Para este ejemplo utilizaremos el MCP3008 para esta tarea. Este tutorial asume que usted ya tiene el MCP3008 conectado. Consulte el Tutorial de MCP3008 si necesita ayuda con la parte.
  • Dependiendo del sensor de presión utilizado, se requiera componentes adicionales para calibrar correctamente el sensor. Un ejemplo de utilizar amplificadores operacionales para calibrar un sensor de fuerza flexibles vea el siguiente video.
  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunas  placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una lienea de alimentacion que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como su  Pi.

 

Use el siguiente diagrama para conectar el Sensor de presión analógico.

Paso 1

Alimentar al sensor de presión.
Analog Load

Paso 2

Conectar toma de tierra para el sensor de presión, a través de la resistencia.
Analog Load

Paso 3

Conecte el sensor de presión a uno de los canales de entrada en el MCP3008, el canal 0 para este ejemplo.
Analog Load

Paso 4

¡Listo! Ahora puede añadir el sensor de presión analógico a su tablero de instrumentos, usando el  canal o de MCP3008  para leer el sensor.

GP2Y0A21YK

Analog Distance

Hablamos ahora del   Sensor de proximidad por infrarrojos de Sharp (GP2Y0A21YK).

Este dispone de un conector JST de 3 pines y proporciona un valor analógico (voltaje) según la distancia del objeto detectado.
La salida proporciona 3,1V a 10cm hasta 0,4V a 80cm por lo que cualquier microcontrolador con una entrada ADC disponible puede fácilmente interpretar su señal sin necesidad de componentes externos como vamos a ver .

Un par de notas antes de comenzar:

  • Para poder utilizar un sensor análogo con la frambuesa Pi tenemos que utilizar un convertidor de analógico a Digital. Para este ejemplo utilizaremos el MCP3008 para esta tarea. Este tutorial asume que usted ya tiene el MCP3008 conectado. Consulte el Tutorial de MCP3008 si necesita ayuda con la parte.
  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunas  placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una lienea de alimentacion que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como su  Pi.

 

Use el siguiente diagrama para conectar el Sensor de proximidad analógico.

Paso 1

Desde el Pi alimentar el sensor de proximidad (rojo).
Analog Distance

Paso 2

Conectar la tierra del  Pi en el sensor de proximidad (negro).
Analog Distance

Paso 3

Conecte la salida del Sensor de proximidad (amarillo) a uno de los canales de entrada en el MCP3008, el canal 0 para este ejemplo.
Analog Distance

Paso 4

¡Listo! Ahora puede añadir el Sensor de proximidad analógicos a su tablero de instrumentos, usando canal o de MCP3008  para leer el sensor.

!!Y eso  es  todo amigos!!

Con este ultimo post  sobre el tema ,  hemos intentado cubrir  toda la serie de posibilidades que nos ofrecen  algunos circuitos Integrados para poder conectar a nuestra Raspbbery Pi un infinito abanico de sensores analógicos,,,

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Acceso web de Sensores Analogicos para Raspberry Pi (parte 2)


En un post anterior veíamos algunas de las posibilidades de  conexión de sensores digitales  a nuestra Raspberry Pi como puede ser añadir sensores I2C con el CI DS1820 , sensores de Co2 basados en el Mq4, sensores genéricos,sensores de de presión con el BMP180,sensores de temperatura basados en el TMP102, sensores de proximidad basados en el VCNL 4000o  o los sensores de luminosidad basados en el  TSL2561.

Como todos sabemos  existen también una cantidad muy alta de sensores cuya salida no es digital , lo cual en principio no se podrian conectar directamente a nuestra Raspberry, pero esto no es exactamente asi, porque si podemos conectarlos por medio de convertidores A/D y D/A  y otros circuitos como vamos a ver  (y empezamos a  ver en un post  posterior ).

Retomamos nuevamente el mundo analógico y la Raspberry Pi  con mas ejemplos :

 

MCP23017

MCP23017

 Este CI  de coste  contenido  permite agregar 16 salidas a una placa  conectándola al puerto I2C. La conexión es sencilla como vamos a  ver  a continuación

Use el siguiente diagrama para conectar el MCP23017 IO expansor.

Paso 1

Desde el  Pi para alimentar VDD (pin 9) en el MCP23017.
MCP23017

Paso 2

Conectar tierra  de Pi al VSS (pin 10) en el MCP23017.
MCP23017

Paso 3

Conectar los pines SCL del MCP23017 (pin 12) a la Pi.
MCP23017

Paso 4

Conecte las clavijas SDA de la MCP23017 (pin 13) a la Pi.
MCP23017

Paso 5

Conectar toma de tierra a los pines de dirección (pin 15, 16, 17) en el MCP23017. Esto le dará el expansor de una dirección predeterminada de 0 x 20.
MCP23017

Paso 6

Para el Reset (pin 18) en el MCP23017 . Debe conectar  el pin de Reset  para el funcionamiento normal.
MCP23017

Paso 7

¡Listo! Ahora puede Agregar el MCP23017 en el panel de Caynne, con dirección por defecto de 0 x 20.

MCP23009

MCP23009

 El MCP23009-E / SS es un expansor de E / S de 8 bits con salidas de drenaje abierto. Consiste en múltiples registros de configuración de 8 bits para la selección de entrada, salida y polaridad. El maestro del sistema puede habilitar E / S como entradas o salidas escribiendo los bits de configuración de E / S. Los datos de cada entrada o salida se guardan en el registro de entrada o salida correspondiente. La polaridad del registro del puerto de entrada puede invertirse con el registro de inversión de polaridad. Todos los registros pueden ser leídos por el maestro del sistema. El registro de captura de interrupción captura los valores de puerto en el momento de la interrupción, ahorrando así la condición que causó la interrupción. El restablecimiento de encendido (POR) ajusta los registros a sus valores predeterminados e inicializa la máquina de estado del dispositivo. El pin de dirección de hardware se utiliza para determinar la dirección del dispositivo.

Use el siguiente diagrama para conectar su MCP23009 IO expansor.

Paso 1

Desde el pastel de Pi para alimentar VDD (pin 1) en el MCP23009.
MCP23009

Paso 2

Conectar la tierra de la Pi a VSS (pin 18) en el MCP23009.
MCP23009

Paso 3

Conectar los pines SCL de la MCP23009 (pin 3) y la Pi.
MCP23009

Paso 4

Conecte las clavijas SDA de la MCP23009 (pin 4) y la  Pi.
MCP23009

Paso 5

Conectar toma de tierra al pin de dirección (pin 5) en el MCP23009. Esto le dará el expansor de una dirección predeterminada de 0 x 20.
MCP23009

Paso 6

Alimentar el reset (pin 6) en el MCP23009. Conectar  Reset es necesario para el funcionamiento normal.
MCP23009

Paso 7

¡Listo! Ahora puede Agregar el MCP23009 en el panel de cayenne, con dirección por defecto de 0 x 20.

MCP23008

MCP23008

Es un circuito muy similar al anterior que  nso proporciona 8 entradas  o salidas  binarias a traves del SDA

Use el siguiente diagrama para conectar su MCP23008 IO expansor.

Paso 1

Conecte las líneas de energía, conectando a VDD (pin 18) en el MCP23008.
MCP23008

Paso 2

Conecte las líneas de tierra, conexión de tierra al VSS (pin 9) en el MCP23008.
MCP23008

Paso 3

Conecte las clavijas SDA de la MCP23008 (pin 2) y la  Pi.
MCP23008

Paso 4

Conectar los pines SCL de la MCP23008 (pin 1) y la  Pi.
MCP23008

Paso 5

Conectar toma de tierra a los pines de dirección (pines 3, 4, 5) en el MCP23008. Esto le dará el expansor de una dirección predeterminada de 0 x 20.
MCP23008

Paso 6

Alimentar el reset (pin 6) en el MCP23008. Conectar el pin Reset es necesario para el funcionamiento normal.
MCP23008

Paso 7

¡Listo! Ahora puede Agregar el MCP23008 en el  panel de control de Cayenne, con dirección por defecto de 0 x 20.

DS2408

ds2408

 El DS2408 es un chip de E / S 1-Wire® programable de 8 canales. Las salidas PIO se configuran como drenaje abierto y proporcionan una resistencia de 100Ω máx. Un protocolo de comunicación de acceso de canal PIO robusto garantiza que los cambios de configuración de salida PIO se produzcan sin errores. Se puede utilizar una salida estroboscópica válida para datos para bloquear estados lógicos PIO en circuitería externa tal como un convertidor D / A (DAC) o un bus de datos de microcontrolador.

Un par de notas antes de comenzar:

  • Para aprovechar las ventajas de la detección automática de cayena de dispositivos 1-wire, conecte a 4 GPIO.
  • Asegúrese de que Raspberry Pi está apagado al conectar los cables.
  • Cuando utilice un cable de cinta GPIO, asegúrese de que está conectado el cable (es un color diferente que los otros) en la esquina de la Raspberry Pi y la parte superior de tu pastel de Pi.
  • El diagrama proporcionado es sólo un ejemplo de cómo conectar el sensor. Hay muchas maneras para conectar sensores y extensiones, así que trate de lo que funciona mejor para usted!
  • Algunos placas de prototipos (usados en los diagramas a continuación) tienen una  linea de alimentación  que se separa en el medio. Si este es el caso, asegúrese de que sus sensores están conectados en la misma mitad de la placa como el Pi.

Use el siguiente diagrama para conectar su DS2408 “1-Wire” IO expansor.

Paso 1

Desde el  Pi alimentar el DS2408 VCC (pin 3). Asegúrese de que añade  una resistencia de pull-up entre la potencia (pin 3) y pines de datos (pin 4) en el DS2408.
DS2408

Paso 2

Conectar la tierra del Pi a la tierra de DS2408 (pin 5).
DS2408

Paso 3

Conectar la clavija de control DS2408 en GPIO Pin 4 en el Pi. Conexión a 4 GPIO permite la detección automática .
DS2408

Paso 4

¡Listo! Encienda su frambuesa Pi y el agente Cayenne automáticamente detectará el expansor DS2408 y agregara este a su panel de control.

MCP23S09

MCP23S09

 El MCP23S09-E / P es un expansor de E / S de 8 bits con salidas de drenaje abierto. Consiste en múltiples registros de configuración de 8 bits para la selección de entrada, salida y polaridad. El maestro del sistema puede habilitar E / S como entradas o salidas escribiendo los bits de configuración de E / S. Los datos de cada entrada o salida se guardan en el registro de entrada o salida correspondiente. La polaridad del registro del puerto de entrada puede invertirse con el registro de inversión de polaridad. Todos los registros pueden ser leídos por el maestro del sistema. El registro de captura de interrupción captura los valores de puerto en el momento de la interrupción, ahorrando así la condición que causó la interrupción. El restablecimiento de encendido (POR) ajusta los registros a sus valores por defecto e inicializa la máquina de estado del dispositivo. El pin de dirección de hardware se utiliza para determinar la dirección del dispositivo.

Use el siguiente diagrama para conectar su Convertidor A/D de MCP23S09 con interfaz de SPI.

Paso 1

Alimentar desde el  Pi al MCP23S09 pin 1 (VDD) y pin 7 (RESET).
MCP23S09

Paso 2

Conectar la tierra del  Pi al MCP23S09 pin 18 (VSS).
MCP23S09

Paso 3

Conecte la clavija de entrada MCP23S09 chip select (CS) de 3 a uno de los pines del chip select del Pi  CE0 en este ejemplo.
MCP23S09

Paso 4

Conectar patillas SCLK del  Pi y el MCP23S09 4 (SCK).
MCP23S09

Paso 5

Conectar patillas MOSI del Pi y el MCP23S09 5 (SI).
MCP23S09

Paso 6

Conectar patillas MISO del Pi y el MCP23S09 6 (SO).
MCP23S09

Paso 7

¡Listo! Ahora puede Agregar el convertidor de MCP23S09 a tu panel de control usando el chip-select 0.

MCP23S08

MCP23S08

 El MCP23S08 es un “8-Bit I / O Expander con el interfaz de SPI” IC de Microchip . Este dispositivo también está disponible en variaciones I2C (MCP23008) y 16 bits (MCP23x17),

Use el siguiente diagrama para conectar su convertidor A/D de MCP23S08 con interfaz de SPI.

Paso 1

Alimentar desde el  Pi al MCP23S08 pin 18 (VDD) y la clavija 6 (RESET).
MCP23S08

Paso 2

Conectar la tierra del pastel de Pi al MCP23S08 pin 9 (VSS).
MCP23S08

Paso 3

Conectar patillas SCLK del Pi y el MCP23S08 pin 1 (SCK).
MCP23S08

Paso 4

Conectar patillas MOSI del  Pi y el MCP23S08 pin 2 (SI).
MCP23S08

Paso 5

Conectar patillas MISO del  Pi y el MCP23S08 pin 3 (SO).
MCP23S08

Paso 6

Conecte los dos de los pines de dirección de MCP23S08 (pines 4, 5) a tierra. Esto resultará en una dirección predeterminada de 0 x 20.
MCP23S08

Paso 7

Conecte la clavija de entrada MCP23S08 chip select (CS) pin 7 a uno de los pines del chip select Pi , CE0 en este ejemplo.
MCP23S08

Paso 8

¡Listo! Ahora puede Agregar el convertidor de MCP23S08 a su panel de control  de Cayenne usando el chip-select (pin  0).

MCP23S18

MCP23S18

Hablamos de un chip del fabricante MICROCHIP  que es un  Expansor de E/S de 16bit funcionando a  10 MHz con interfaz  SPI

Use el siguiente diagrama para conectar su Convertidor A/D de MCP23S18 con interfaz de SPI.

Paso 1

Alimentar de la Pi  a RESET (pin 16) y VDD (pin 11) en el MCP23S18.
MCP23S18

Paso 2

Conectar la tierra del  Pi a VSS (pin 1) en el MCP23S18.
MCP23S18

Paso 3

Conectar patillas SCLK del  Pi y el MCP23S18 13 (SCK).
MCP23S18

Paso 4

Conectar patillas MOSI del  Pi y el MCP23S18 14 (SI).
MCP23S18

Paso 5

Conecte la clavija de entrada MCP23S18 chip select (CS) del pin  12 a uno de los pines del chip select Pi Zapatero, CE(pin 0 )en este ejemplo.
MCP23S18

Paso 6

Conectar patillas MISO del  Pi y el MCP23S18 pin 15 (SO).
MCP23S18

Paso 7

¡Listo! Ahora puede Agregar el convertidor de MCP23S18 a tu panel de control de Cayenee usando el chip-select 0.

MCP23S17

MCP23S17

Hablamos de un chip del fabricante MICROCHIP  que es un  Expansor de E/S de 16bit funcionando a  10 MHz con interfaz  SPI

 El MCP23s08 y MCP23s17 tiene 3 bits de selección de direcciones por lo que en teoría se puede conectar hasta 8 MCP23s08 y MCP23S17 en la misma señal de selección SPI que le da una capacidad GPIO de una señal adicional de 128 pines por SPI seleccionar cuando se utilizan estos dispositivos. (O el doble que si utiliza 8 más en la 2 ª SPI seleccionar)

Use el siguiente diagrama para conectar su Convertidor A/D de MCP23S17 con interfaz de SPI.

Paso 1

Desde el  Pi alimentar VDD (pin 9) en el MCP23S17.
MCP23S17

Paso 2

Conectar la tierra del  Pi a VSS (pin 10) en el MCP23S17.
MCP23S17

Paso 3

Conecte la clavija de entrada MCP23S17 chip select (CS) del pin  11 a uno de los pines del chip select Pi Zapatero, CE0 en este ejemplo.
MCP23S17

Paso 4

Conectar patillas SCLK del  Pi y el pin 12 del MCP23S17  (SCK).
MCP23S17

Paso 5

Conectar patillas MOSI del  Pi y el  pin 13 del MCP23S17 (SI).
MCP23S17

Paso 6

Conectar patillas MISO del  Pi y el pin  14 del MCP23S17  (SO).
MCP23S17

Paso 7

Conectar toma de tierra a los pines de dirección de MCP23S17 (15, 16, 17). Esto le dará el expansor de una dirección predeterminada de 0 x 20.
MCP23S17

Paso 8

Alimentar al pin de RESET (pin 18) en el MCP23S17. Conectar  el pin de Reset es necesario para el funcionamiento normal.
MCP23S17

Paso 9

¡Listo! Ahora puede Agregar el convertidor de MCP23S17 a su panel de control usando el chip-select 0.

 

Por cierto , para  mas información sobre como configurar el panel de control de Cayenne  , puede encontrar mas información en ingles  aqui