Instalación de Node-Red, InfuxDB y Grafana


La Raspberry Pi  es una placa ideal para monitorear todo tipo de cosas. Hoy usaremos Node-Red, InfluxDB y Grafana para monitorizar diferentes  entidades , así como habilitar  alarmas hacia nuestro  smartphone o  en el  correo.

Resumidamente estos son los tres componentes que usaremos

  • Grafana es un software libre basado en licencia de Apache 2.0,que permite la visualización y el formato de datos métricos. Permite crear cuadros de mando y gráficos a partir de múltiples fuentes, incluidas bases de datos de series de tiempo como Graphite, InfluxDB y OpenTSDB.​ Originalmente comenzó como un componente de Kibana y que luego le fue realizado una bifurcación
  • InfluxDB es una base de datos de series de tiempo de código abierto (TSDB) desarrollada por InfluxData. Está escrito en Go y optimizado para el almacenamiento y la recuperación rápidos y de alta disponibilidad de datos de series de tiempo en campos como el monitoreo de operaciones, métricas de aplicaciones, datos de sensores de Internet de las cosas y análisis en tiempo real. También tiene soporte para procesar datos desde Graphite . 
  • Node-RED es una herramienta de desarrollo basada en flujo para programación visual desarrollada originalmente por IBM para conectar dispositivos de hardware, API y servicios en línea como parte del Internet de las cosas .Proporciona un editor de flujo basado en navegador web , que se puede utilizar para crear funciones de JavaScript . Los elementos de las aplicaciones se pueden guardar o compartir para su reutilización. El tiempo de ejecución se basa en Node.js . Los flujos creados en Node-RED se almacenan mediante JSON . Desde la versión 0.14, los nodos MQTT pueden realizar conexiones TLS configuradas correctamente . En 2016, IBM contribuyó con Node-RED como un proyecto de JS Foundation de código abierto .

Preparar imagen en tarjeta SD

Descargar imagen: http://bit.ly/2GdZbPe
Agregar archivo ssh vacío al directorio raíz de la tarjeta
Agregar wpa_supplicant.conf al directorio raíz

Contenido del archivo wpa_supplicant.conf:

country = CH
ctrl_interface = DIR = / var / run / wpa_supplicant GROUP = netdev
update_config = 1
network = {
  ssid = ”…”
  psk = ”…”
}

Inserte la tarjeta SD en su Raspberry, arranque y encuentre su dirección IP por ejemplo usando https://www.advanced-ip-scanner.com   o simplemente con el comando sudo ifconfig
Inicie sesión desde un terminal usando Putty https://www.putty.org/ usando  las credecniales por defcto: Pi/raspberry  

Ahora debe actualizar su Raspberry a la versión más reciente :

 sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade 

Configuración en la  Raspbery

Configuración de Mosquitto

Tenemos que modificar el fichero mosquito,conf , para lo cual;

sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf 

Insertaremos el siguiente comando  al finala del fichero  y salivar  los cambios:
allow_anonymous true

Reiniciar Mosquitto

 sudo systemctl reiniciar mosquitto 

Configuración de influxDB

Crear usuario:

CREATE USER "pi" WITH PASSWORD 'raspberry' WITH ALL PRIVILEGES
exit

Cambiar archivo de configuración:

sudo nano /etc/influxdb/influxdb.conf

En [http] descomente:
enabled = true y bind-address =: 8086

en [monitor] descomente y cambie a:
store-enabled = false

sudo service influxdb restart

Configuración de Node-Red

Importar flujos desde: https://drive.google.com/open?id=1kECuykSaFO7Qb_67QqIHtlpvElpVWDMI

Instalar correo

sudo apt-get install ssmtp 
sudo apt-get install mailutils
sudo nano /etc/ssmtp/ssmtp.conf

Para Gmail, ingrese este texto:

mailhub = smtp.gmail.com: 587
AuthUser = [yourmailaddress] @ gmail.com
AuthPass = [emailPassword]
UseSTARTTLS = YES
UseTLS = YES

Pruebe su correo

echo "Hola mundo cuerpo del correo electrónico" | mail -s "Prueba asunto "   [email protected]

Agregue soporte para aplicaciones menos seguras en Gmail: https://myaccount.google.com/lesssecureapps

Crear una base de datos influxDB

influx

Create database [su nombre de la base de datos]
Show DATABASES
Use [ su nombre de la base de dato]
Show series

exit

Instalar y preparar Telegram

Instale Telegram en su PC https://desktop.telegram.org/

Inicie el telegrama y busque “botfather”

Ingrese el nombre de su bot deseado anotando la ficha.
Envíe un mensaje de texto al bot.

Vaya a: https://api.telegram.org/bot[Token]/getUpdates   y tome nota de la identificación (ID) pues lo usaremos más tarde:

Prepare Grafana

Agregue una fuente
Agregue el tablero importando un archivo JSON:

Ejemplos:
Presión de cerveza: https://drive.google.com/open?id=1beKyu4WuGErAHeYKyE3-8wtpyZJ8yHkZ
Clima: https://drive.google.com/open?id=18326_tjcVln0xBLRJINJn2ZwP0lNlyHX
YouTube: https://drive.google.com / open? id = 1TrZAGnxn4zRfyO_X8RXw4ZtQIvJi8JnQ

Agregar canal de notificación por correo

sudo nano /etc/grafana/grafana.ini

enabled=true
host = smtp.gmail.com:587
user =[receivingEmail]@gmail.com
password =”[emailPassword]”
skip_verify = true
from_address = [sendingEmail]@gmail.com
from_name = [whateverName]

Ir a los canales de notificación
Agregar nuevo canal
Editar canal de notificación  y presione Send Test (“Enviar texto”)

Agregar canal de notificación de Telegram

Agregar nuevo canal de notificación de Telegram

Añada ahora el nuevo canal de notificaciones de Telegram. Insertar chatID y token obtenidos anteriormente

Y presione “Enviar prueba”

 

Contraseñas por defecto usadas

Dónde Usuario Contraseña
Raspberry Pi raspberry
Flujos de node-red admin admin
IU Node-Red User user
Usuario de InfluxDB Pi raspberry
Grafana admin admin

 

 

 

Fuente: sensoriot.org

¿Meadow es el sucesor de Netduino?


La compañia Wildernesss Labs tras comprar  en 2016   Netduino y trabajar en secreto dos años  en  2018,  sacaron vía crowfounding  (en Kickstarter)  su proyecto estrella: Meadow , una  plataforma IoT estándar de .NET de pila completa   que  intenta combinar lo mejor de todos los mundos,  pues tiene el poder de RaspberryPi,  el factor de computación de un Arduino y la capacidad de administración de una aplicación móvil. ¿Y la mejor parte? funciona con .NET Standard completo en hardware de IoT real

Existe una brecha cada vez mayor entre los desarrolladores y las empresas que desean construir hardware conectado y la capacidad de hacerlo. Meadow intenta  cerrar esa brecha y permite a los diez millones de desarrolladores de .NET crear experiencias de hardware realmente interesantes con la misma facilidad con la que crean aplicaciones web o móviles en la actualidad.

Meadow  permite a los desarrolladores ejecutar aplicaciones completas de .NET Standard 2.x en un microcontrolador e incluye un conjunto de controladores de hardware y API en la parte superior que hace que el desarrollo de hardware sea plug and play.   Sin embargo, Meadow no se limita a los desarrolladores .Net, intentando  abrir el desarrollo de hardware a desarrolladores de todo tipo, poniendo especialmente foco en el ambiente empresarial .

Meadow IoT Kickstarter

 

Microordenador vs Microcontrolador: las Raspberry Pis son ordenadores completos  y los Ardunios son pequeños dispositivos (en su mayoría) de una sola tarea.  Es quizás  una exageración tener Ubuntu en un ordenador solo para encender un dispositivo así que por lo general, es deseable  que los dispositivos de IoT ocupen desde el punto de vista del  hardware como del sw  lo menos posible a si que  puede ser una buena  idea que  nuestro core de IoT corra  un sistema  operativo mas estable en cuanto a cortes o interrupciones  ( como lo haría en un microcontrolador pero con muchísima mas potencia del calculo).

Meadow  en principio  ha sido diseñado para ejecutarse en una variedad de microcontroladores, y la primera placa se basa en la MCU STM32F7 (insignia de STMicroelectronics) con coprocesador ESP-32 e   implementando. WiFi, BLE, 32 MB de RAM, 32 MB de Flash. 25 puertos GPIO, PWM, I2C, SPI, CAN, UART y cargador de batería LiPo integrado, todo ello en el factor de forma Adafruit Feather.

Lo interesante pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo. Es realmente un gran diseño   basada en  MCU STM32F7 en un bajísimo factor de forma  y con  casi tantos puertos GPIO (25) tanto  analógicos como digitales como estamos acostumbrados en Arduino o Netduino.

En el sitio de  Meadow Kickstarter dicen que se está ejecutando en Mono Runtime y admite la API .NET Standard 2.0 lo  cual  significa que probablemente ya sepa cómo programarlo  pues  la mayoría de las bibliotecas de NuGet son compatibles con .NET Standard, por lo que una gran cantidad de software de código abierto debería “simplemente funcionar” en cualquier solución que admita .NET Standard.

En términos de NanoFramework y TinyCLR; si bien esos son grandes esfuerzos, son significativamente diferentes a Meadow. Ambos esfuerzos se basan en .NET MicroFramework. Como tal, no son compatibles con .NET completo. No hay genéricos en ninguno de ellos, por ejemplo, ni hay soporte para las bibliotecas estándar .NET. 

 

Funciones empresariales

Meadow  incluye soporte para actualizaciones seguras por aire (OTA), lo que permite que las instalaciones de campo de IoT se gestionen de forma remota; una característica clave para las implementaciones empresariales de IoT.

Meadow abrirá todo un nuevo conjunto de posibilidades para el desarrollo de cosas conectadas. Y como funciona con un dispositivo de  ultrabaja energía, podrá colocarlo en todas partes. Las instalaciones de baterías, energía solar e incluso energía a través de Ethernet (POE) se convertirán en algo común, lo que significa que para muchos de estos dispositivos, el acceso físico será limitado, por lo que la administración centralizada es un requisito absoluto.

Además de las actualizaciones de OTA, Wilderness Labs tiene planes para el monitoreo de campo básico, informes de fallas y análisis para asegurarse de que los dispositivos Meadow funcionen in situ.

Y debido a que Meadow usa .NET, las empresas pueden usar equipos existentes e inversiones de código para construir IoT, en lugar de tener que contratar nuevos desarrolladores que se especialicen en hardware. Es una propuesta de valor similar a la que sus creadores hicieron en Xamarin; había desarrolladores existentes que querían hacer dispositivos móviles, así como muchas inversiones existentes en código empresarial los cuales fueron habilitados en una plataforma completamente nueva ( Microsoft adquirió Xamarin por más de 400 millones de dólares, en gran parte por su valor en el mercado empresarial).

Seguridad 

Otro aspecto importante del aspecto Meadow se intenta centrar en la seguridad. Meadow presenta consideraciones de seguridad básicas, desde la seguridad a nivel de hardware y las actualizaciones seguras, pero Wilderness Labs también se compromete a enviar componentes de software destinados a facilitar la seguridad desde una perspectiva de UX. No es suficiente tener actualizaciones seguras por aire (OTA ) , firmware firmado, revocación de certificados terciarios, etc., pueso la seguridad debe llegar hasta el final.

El pirateo del bot Mirai funcionó porque muchas de estas cámaras de seguridad conectadas tenían nombres de usuario y contraseñas predeterminados, asi  que no es una cuestión   banal.

En este nuevo enfoque enviaran componentes que puede ingresar y brindar una experiencia de usuario fantástica y fácil para cambiar esas cosas, así como orientación y educación para el desarrollador para ayudar a la gente a comprender cómo aprovechar las funciones de seguridad en la pila Meadow.

Inteligencia artificial en IoT

Recientemente, Pete Warden, director de TensorFlow en Google, escribió que la mayor parte de la inteligencia artificial se realizará en microcontroladores , y Meadow es la primera plataforma de desarrollo de microcontroladores que cumple con esa promesa, permitiendo ejecutar visión artificial a través de TensorFlow y otros paquetes de inteligencia artificial de alto nivel localmente en chip.

Se espera que la IA desempeñe un papel clave en IoT con la visión artificial y otros algoritmos de aprendizaje profundo que se ejecutan en imágenes y otros datos de sensores en la fuente para agilizar la recopilación de datos y permitir que los dispositivos tomen decisiones en el campo. Sin embargo, Meadow es la primera plataforma de microcontroladores de IoT que se enfoca específicamente en casos de uso de IA.

Mercado emergente

Se espera que el mercado global de IoT supere los USD $ 1 billón / año para 2025 , y se prevé que gran parte de ese dinero se gaste en herramientas, plataformas y servicios para desarrolladores. Y ese mercado está listo para la disrupción, mientras que los microcontroladores están preparados para convertirse en la forma dominante de computación , con un estimado de 75B de ellos in situ y conectados para 2025, casi todo el desarrollo de microcontroladores hoy en día se realiza en lenguajes de bajo nivel como C / C ++ , y las herramientas no han cambiado mucho desde la década de 1980.

Una de las cosas que ha frenado a IoT hasta ahora es la barrera de entrada; existe una variedad fantástica de nuevos dispositivos informáticos que pueden hacer todo lo que puede hacer una computadora en miniatura y más; sólo cuestan unos pocos dólares, pueden funcionar con una batería de tipo botón durante años y, sin embargo, programarlos es un trabajo duro durante los años 80 ”, comentó Bryan.

Diferencias con Neduino

Hardware

Si bien Meadow está diseñado para ejecutarse en una variedad de microcontroladores de 32 bits, su primera placa se basa en el chip STM32F7 de STMicroelectronic con 32 MB de almacenamiento flash y 16 MB de RAM , el sucesor del chip STM32F4 muy popular que se encuentra en varias placas de desarrollo de microcontroladores, incluido Netduino. La serie F7 es dos veces más poderosa pero usa la mitad de la energía de los chips F4 e incluye una serie de características interesantes, como un códec JPEG integrado para manejar transmisiones de video y cámara, así como un acelerador de gráficos 2D para proporcionar UX en un variedad de pantallas.

También están trabajando en una placa basada en ESP32 que traerá características y conectividad de alta gama a un mercado de bajo precio. Esperaremos con ansias el día en que pueda incorporar una placa Meadow basada en ESP32 en productos por menos de $ 10.

Una gran diferencia con Netduino es  que la placa Meadow F7 está diseñada para ser compatible con el factor de forma Adafruit Feather  ( claramente diferente  a Natduino que se diseño para tener el mismo factor de forma que Arduino ). Además incluye un conector de batería y un cargador integrado, por lo que puede funcionar fácilmente con una batería o conectarse a un panel solar para uso indefinido mediante recarga solar. Aisimismo por diseño, el F7 también está destinado a ser integrable por defecto.

Lo interesante pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo. Es realmente un gran diseño   basada en  MCU STM32F7 con coprocesador ESP-32 e   implementando. WiFi, BLE, 32 MB de RAM, 32 MB de Flash. 25 puertos GPIO, PWM, I2C, SPI, CAN, UART y cargador de batería LiPo integrado  en un bajísimo factor de forma  y con  casi tantos puertos GPIO (25) tanto  analógicos como digitales como estamos acostumbrados en Arduino o Netduino.

Software

Meadow ejecuta un puerto personalizado de Mono sobre un NuttX muy modificado (un µRTOS). De ahí proviene el  soporte estándar .NET. No se basa en Netduino de ninguna manera. Es una pieza de tecnología completamente nueva que han desarrollando desde cero durante los últimos dos años. Existe alguna relación con el  proyecto Netduino.Foundation  pues  han portado Netduino.Foundationa Meadow, y obteniendo todo el atractivo de la última versión de C # y .NET completo para crear una API aún mejor para todos esos controladores.

El proyecto se inició porque .NETMF había desaparecido y no había ningún progreso real allí ni la comunidad pudo participar realmente en él. Es cierto que se inició como un spin-off de .NETMF pero, aparte del motor de ejecución y una buena parte de mscorlib, todo el  código se escribió desde cero.

Han mejorado muchas cosas,  actualizándolo en lo que respecta al sistema de compilación, Wilderness Labs lo ha hecho verdaderamente portátil para los RTOS de CMSIS,  han reelaborado el motor de depuración y han agregado varios objetivos de referencia para MCU con diferentes conjuntos de funciones.

TODO el código es completamente de código abierto ( como el de Netduino ) . Desde el código nativo, a las bibliotecas de clases hasta la extensión de Visual Studio. Dos años de trabajo pueden parecer que el proyecto todavía está en él ‘Es una infancia, pero están orgullosos de que esto se ejecute en SoC SMT32 (de la serie L0 a H7) y, sí, también en ESP32. Hay NuGets funcionales y totalmente utilizables para GPIO, I2C, SPI, Serial, ADC, PWM, Wi-Fi, Networking (con soporte SSL / TLS) y otros.

Es cierto que no admiten bibliotecas .NET completas. En su lugar, han seguido prácticamente la API de .NET UWP para que se pueda reutilizar una gran cantidad de código sin demasiado trabajo pues en el   mundo del IOT cada línea de código importa, se debe considerar cada ciclo de CPU, cada mA que el sistema drena de la batería y así sucesivamente: es decir todo lo que podamos hacer más eficiente es importante.

Conclusión

Tras dos años en el mercado Meadow  es una plataforma  con mucho futuro  pero con mucho  recorrido  para crecer

Es como vemos bastante interesante, pero hay algunas cosas nos  impiden retroceder:

PROS

 

  • La  placa Meadow F7 está diseñada para ser compatible con el factor de forma Adafruit Feather e incluye un conector de batería y un cargador integrado, por lo que puede funcionar fácilmente con una batería o conectarse a un panel solar para uso indefinido mediante recarga solar .Ademas por diseño, el F7 también está destinado a ser integrable por defecto. Lo interesantes pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo.  .
  • Hay muchas variables en este sistema. Si podemos elegir entre tener genéricos o código en C # usando una herramienta increíble como Visual Studio, no lo deberíamos pensar dos veces y lo  ideal  seria optar por lo último. En general, es genial que haya más opciones disponibles que permitan a los desarrolladores de .NET codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito;NET para codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito;NET para codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito
  • También hay cierta fragmentación en el espacio de .NET IoT, lo que significa que tenemos varias soluciones pequeñas, pero ninguna que sea utilizada por muchos desarrolladores. Un esfuerzo común, dirigido por .NET Foundation, habría sido un mejor enfoque.  Nano Framework está en el camino correcto, pero  todavía está en su infancia. Al final, el no compromiso de Microsoft con IoT / .NET Micro Framework es ahora un gran problema, ya que habría sido la plataforma perfecta y natural para el desarrollo de IoT basado en Azure ;

CONTRAS

  • Con 50$  al cambio , es extremadamente cara en comparación con Arduino, Raspberry Pi y otras ofertas similares.
  • Hay un esfuerzo para portar .NET a varios chips SDT y ESP32: https://nanoframework.net/ .  pues  no olvidemos  que se puede obtener una placa de desarrollo ESP32 por menos de 10 $ ( y menos) 
  • Es bueno recordar el fracaso del AGent smartwatch  también en quickstarter  patrocinada por Secret Labs ( los fundadores de Netduino). La idea era muy buena pues ya en 2013  este reloj  pretendía ser un reloj  inteligente con tinta electronica  y con el soporte .Net. Este  proyecto  desgraciadamente  precipito la caída de Secrets LAbs y con ello la de Netduino que fue comprado por Wilderness Labs. 

 

 

 

 

 

 

Fundada en 2016, Wilderness Labs es el fabricante de placas Netduino y el creador de Meadow. Para obtener más información, puede encontrar su blog en blog.wildernesslabs.co .

Hackear un sensor PIR


Es relativamente utilizar  sensores PIR Panasonic de ultra baja potencia, componte  que es usado  en la mayoría de los sensores de proximidad.

Estos sensores están disponibles en varias variantes (series WL y VZ, rango de 5-12m, corriente inactiva de 1-6uA) siendo la corriente de detección activa de este sensor de ~ 30uA (durante el movimiento), y el  consumo de  corriente cuando esta inactiva de  sólo  2uA.

Cuando se ensambla junto a otros componentes en un sensor de proximidad , que es lo habitual  , la corriente inactiva total del  conjunto  será de alrededor de 10uA, por lo que como vemos el consumo es bastante ajustado.

Como  el voltaje de entrada de los PIR de Panasonic es de 2.3-4V , en algunas  placas   cuentan con el siguiente puente de soldadura para cambiar su VCC de la fuente de la batería a la fuente de 3.3V 

El sensor de movimiento PIR predeterminado en  los famosos  módulos  HC-SR501  es precisamente  el mismo sensor de Panasonic , usando alrededor de 60uA en inactivo, y la corriente de detección activa es ~ 200uA.

 

 

El sensor PIR del HC-SR501 tiene un rango de voltaje de alimentación de aproximadamente 3.9V a 24V lo cual lo hace ideal para usarlo por ejemplo con un Arduino como vemos  en el siguiente esquema.

 

Este rango  tan amplo de alimentación es genial, pero cuando estamos operando con una batería LiPo que se agota desde 4.2V cuando está completamente cargada pero todavía durará mucho tiempo sin modificaciones en el sensor PIR. Cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 3.8-2.9V, el sensor PIR se disparará continuamente,pero como no queremos eso  necesitamos que el sensor PIR funcione hasta los 3.3V que marcarán el estado de la batería descargada.

En  estas   placas  , es patente  que el sensor PIR tiene un diodo y un regulador:

      • El diodo tiene un enorme voltaje directo de 0.6V, por lo que como mínimo deberá quitar este diodo y sustituirlo por un puente. También puede cruzarlo soldando un cable a los 2 terminales del diodo o con un poco de estaño intentar tocar ambos terminales  (como en la imagen de mas abajo).
      • El regulador tiene otra caída de voltaje de 0.1-0.25V, por lo que para alimentar el circuito con  el rango de entrada de voltaje más bajo absoluto para el PIR, también se puede quitar el regulador  ya que el regulador es lineal, por lo que será muy poco eficiente cuanto mayor sea el voltaje de entrada.

El diodo (y el regulador) deberían salir fácilmente si calienta repetidamente los terminales . La vía  mas simple de  hace esta pequeña modifiación  es reemplazar  estos componentes ( excepto la masa del regulador ) por simples  puentes de soldadura como se muestra a continuación.

Es evidente  que el quitar estos componentes al circuito conlleva dos peligros evidentes:

    • Podemos quemar el circuito si invertimos la polaridad al no contar con el diodo de protección
    • Si eliminamos el regulador también hay riesgo de quemadura del sensor  sobre todo si sobre-alimentamos el circuito

A pesar no obstante de estos riesgos es evidente  que el circuito podrá ser alimentado por menor tensión (3.3V) consumiendo ademas menos corriente , lo cual es muy importante cuando alimentamos estos sensores con fuentes recargables

 

Consejo para una fácil desoldadura:

Estos componentes son SMD y podrían ser un poco difíciles de desoldar si nunca antes lo ha hecho. Afortunadamente, hay un truco bastante fácil: derrita un montón de soldadura en la punta del soldador; esto aumentará la masa térmica de la punta. Para el diodo, caliente un lado y luego muévalo rápidamente hacia el otro, luego de un lado a otro hasta que el diodo se desprenda. Si este es un diodo realmente pequeño (algunos PIR tienen diodos pequeños y algunos más grandes), entonces puede simplemente conectar / cortar los terminales del diodo con un pequeño cable de puente sin tener que desoldarlo.

Si desea hacer que el PIR tenga una potencia aún más baja, debe quitar el regulador y conectar el regulador VIN a VOUT. Con un montón de soldadura derretida en su punta de hierro, toque los 3 cables del regulador y debería salir inmediatamente, luego deje caer la soldadura derretida en el centro y las almohadillas derechas donde estaba el regulador (como se ve en la foto de arriba).

 

Repetimos   que deberia tener en cuenta que  una vez  realice estas modificaciones, el PIR se podrá alimentar  hasta 5 V y deberá conectarse correctamente  pues ya no hay protección de diodo inverso