ESP32 económico


Como novedad en el mercado el fabricante alemán AZ-Delivery , muy conocido en Amazon, ha creado el Módulo Placa de Desarrollo ESP32 NodeMcu WiFi CP2102 , el cual tiene integra el potente Microcontrolador ESP32 instalado, lo cual, como podemos deducir ,es ideal para prototipos rápidos sin desembolsar una gran cantidad de dinero.

El AZ-Delivery Dev Kit C ha sido diseñado por Espressif, para ofrecer una fácil introducción a la programación del nuevo procesador ESP32-Dual-Core. Además del procesador mencionado dual core ,integra una serie de nuevos sensores y funciones que la hacen muy interesante en el desarrollo del IoT.

Como es fàcil deducir, esta nueva placa de desarrollo ESP32 permite la dinámica creación de prototipos con una sencilla programación a través de un script Lua, mediante el Arduino-IDE o incluso otros IDES de desarrollo ( por ejemplo ATOM).

Como todos la familia ESP32, una de las funciones más destacables aparte de los puertos de E/S es que integra funciones Wi-Fi y Bluetooth.

Otra característica es el consumo ultra bajo de energía gracias a que cuenta con chips Bluetooth Wi-Fi de modo dual de 2,4 GHz y TSMC, así como tecnología de bajo consumo de 40 nm.

El módulo tiene 38 pines y ofrece más funciones que un módulo de 30 pines. Es más pequeño y más conveniente de usar, pero lo que es importante destacar es que la serigrafia ( o pinout) de esta placa, como podemos más abajo, no es exactamente la misma que otras placas basada en ESp32

De igual manera que en el modelo predecesor ESP8266, la funcionalidad WLAN está implementada directamente en el SoC, pero con funcionalidad Bluetooth adicional (incl. BLE).
El procesador ESP32 que se utiliza combina una CPU con 2 núcleos Tensilica LX6, con una frecuencia de hasta 240 MHz, y 512 Kilobytes de SRAM en un único chip microcontrolador. Además, integra una unidad de radio para WLAN (según 802.11bgn) y Bluetooth (Classic y LE).

En casi de usar el IDE de Arduino tenemos que configurarlo para que reconozca esta placa. En «Preferencias» tenemos que agregar la opción «Gestor de URLs adicionales de tarjetas» la siguiente URL: https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json


Luego en la opción «Herramientas» y luego «Placas» tenemos que seleccionar la placa en cuestión dentro del apartado «ESP32 Dev Module» (si no lo tiene clar del todo puede consultar la documentación en: https://github.com/espressif/arduino-esp32)

Una vez realizado los pasos anteriores , la tarjeta que tenemos seleccionar es «ESP32 DEV MODULE«. pero esto no tiene nada que ver con los puertos: en teoría el driver USB de esta placa debe ser CP2102 por lo que lo debemos tenerlo instalado en nuestro ordenador. Si no nos reconoce el puerto es porque no lo tenemos cargado o no está actualizado, así que ese ese es un paso importante para poder empezar a trabajar con esta versión del ESP32.

Lo normal es que debería funcionar sin problema seleccionando ESP32 Dev Module en las Tools del IDE, pero en caso de problemas compruebe que el puerto USB seleccionado este activo, tenga los permisos de acceso necesarios y por supuesto tenga instalado el driver. Desgraciadamente este tipo de problemas es bastante corriente y suele tener que ver con las actualizaciones de las tablas de dispositivos de su ordenador más que con problemas del IDE de Arduino.

En esta versión hay dos pequeñas problemas ( pero solventables):

  • Al pulsar el botón de bot para grabar la placa a veces no responde. Este problema es muy habitual en las placas ESp32 e incluso en las versiones más antiguas, pero se soluciona colocando un condensador electrolítico de 10uf/25v entre las patillas EN y GND respetando la polaridad.
  • Está mal serigrafiado un pin GND ( poner CMD….¿se parece no? .
  • El micro es V2, o es lo que pone en arduino después de compilar el sketch. Hubiese sido interesante disponer de la placa Dev C V4 que está agotada y es más como la original de Espressif.
  • Esta placa es teóricamente un clon de DevKitc para ESP32 pero sin embargo, no hay diferencias insignificantes, y NO documentadas. Aparte de la serigrafía ya comentada ( y tambien en un caso incorrecto del pin G23 que es realmente G33), la principal diferencia son los LED incorporados. El DevKitc original tiene un LED de encendido rojo (siempre encendido cuando está encendido) y un LED azul de «aplicación» conectado al GPIO 2, que se puede utilizar para señalar algo: es el que parpadea con el programa de prueba «parpadea». Esta versión NO tiene el LED de encendido o el LED azul (por ejemplo, el boceto de «parpadeo» no funciona): tiene un LED rojo que está conectado al GPIO 1 que es el de la serie, por lo que parpadea con la actividad del puerto serie. Si quiere usarlo desde su propio boceto, mientras tanto tiene que adaptarte para ordenarlo en lógica denegada (LOW hace que se encienda), entonces pierde la funcionalidad del serial. O viceversa: si utiliza el serial (por ejemplo serial.print), el LED no funciona. Es molesto porque el LED programable a bordo es muy útil especialmente en la depuración, y es aún más molesto porque esto no está documentado y, sobre todo al principio se pierde tiempo.

Un nuevo horizonte para NILMTK con OpenZmeter


En plena crisis energética, el consumo eléctrico supone una importante fuente de gasto, tanto para las empresas, como para los ciudadanos podríamos haber reducido  las emisiones  de  32,23 Megatoneladas de Co2.

Para intentar optimizar el consumo eléctrico de cualquier entidad, es necesario previamente medir éste de la forma más fiel posible, pues no se puede optimizar nada que no se pueda medir, siendo lo ideal monitorizarlo en tiempo, con objeto de generar alarmas, registrar eventos y crear informes de análisis de calidad de energía.

Algunas de las utilidades de monitorizar el consumo eléctrico:

  • Estudiar los hábitos de consumo en función de las franjas horarias con objeto de promover políticas destinadas a su reducción.
  • Detectar picos indebidos de consumo en horas de baja actividad con objeto de detectar “consumos fantasmas” y consumos indebidos.
  • Racionalizar el gasto energético consumiendo sólo lo necesario evitando derroches superfluos, contribuyendo de esta manera a luchar contra el cambio climático.
  • Predecir el consumo energético estudiando el histórico.
  • Trasladar los picos de consumo, cuando sea posible, a otras franjas horarias con objeto de no sobrecargar la red.
  • Detectar cortes de suministro con objeto de generar alarmas o tomar medidas correctivas.
  • Diagnosticar posibles fallos tanto en las instalaciones como en los aparatos eléctricos.
  • Servicios relacionados con AAL (Ambient Assisted Living), es decir servicios para la independencia de las personas mayores .
  • Detectar consumos indebidos causados por sabotajes de las instalaciones.
  • Optimización de la demanda contratada.

Usando técnicas de monitorización según muchos expertos se puede ahorrar desde un 15% hasta  20%. Y no solo esto va de ahorro económico pues por ejemplo en España en 2020 podríamos haber reducido  las emisiones  de  32,23 Megatoneladas de Co2.

En este contexto, contamos con el OpenZMeter, un medidor monofásico de energía eléctrica, que es además también analizador de calidad de la energía. Este dispositivo, es  de código abierto,  cuenta  con capacidades de IoT y permite medir una amplia gama de variables eléctricas a una elevada frecuencia de muestreo (15625Hz).

Este nuevo código intenta completar  las capacidades del OZM adaptando para ello la herramienta de desagregación de la demanda NILMTK, mediante la ampliación del  uso de TimeStamp de 13 dígitos,  la creación  de dos nuevos convertidores y conversores con el soporte de transitorios hasta el orden 50 de tensión , corriente y potencia, la generación de dos nuevos DS y el desarrollo del nuevo  código abierto para la desagregación. 

Para ello, el entrenamiento contempla el uso de dos de los algoritmos de desagregación más conocidos, como son el de Optimización Combinatoria (CO) y el Modelo de Markovv Factorial Oculto (FHMM).

OZM requiere para la desagregación un periodo bastante más pequeño de unos 30” en contraposición con los requeridos con otros DS públicos que suele estar en torno a los 15’.

Tras el entrenamiento, los datos agregados pueden introducirse en el modelo para su desagregación y posterior análisis de los resultados obtenidos obteniéndose un error que no supera el 1%.

Gracias a que NILMTK proporciona funciones para calcular las métricas de los resultados de cada algoritmo de desagregación, en este estudio podemos comparar resultados obtenidos con diferentes métodos, periodos de muestreo, algoritmos y DS.

Resultados DEPS                                

RESULTADOS  OZM

Destaca el error mínimo en la desagregación así como  las métricas           MNEAP y RMSE cuyo comportamiento son bastante superiores en OZM frente a otros DS públicos

Conclusiones

  •  El uso de componentes armónicos se   demuestra que mejora el resultado de  casi  todas las métricas dependiendo mucho del tipo del dispositivo eléctrico.
  •  El comportamiento del nuevo DS  supera en tiempos de muestreo y métricas a otros DS públicos.
  • Se entrega código abierto  funcional que permite desagregar por completo una instalación convencional.
  •  En un horizonte futuro, como continuación de este trabajo, se propone obtener un mecanismo automatizado para desplegar en una instalación convencional para hacer posible mostrar en tiempo real  la desagregación del consumo energético de los diferentes aparatos eléctricos que lo constituyen.

Video resumen

En el siguiente video podemos ver un resumen en video de los conceptos y resultados mas importantes que hemos visto en este post:

NOTA : El código fuente del proyecto lo podemos encontrar en https://github.com/crn565

El sucesor de Netduino esta listo


Desgraciadamente los tiempos de la plataforma de Netduino pasaron a la historia, ya que fue adquirida por wildernesslabs, empresa que tras unos años de desarrollo han dado paso a Meadow , una plataforma IoT completa con seguridad de nivel de defensa que ejecuta aplicaciones estándar .NET completas en microcontroladores integrados.

Meadow realmente se ha orientado al publico profesional proporcionando una biblioteca IoT completa, plug-and-play con una enorme biblioteca de controladores periféricos, control industrial, compatibilidad con pantallas gráficas y más.Los kits para desarrolladores integrables y aptos para prototipos le permiten crear prototipos en hardware real e integrarlos directamente en los productos.Los módulos de hardware de montaje en superficie (SMT) llave en mano le permiten ir a escala de producción con opciones de conectividad modular en entornos industriales.Asismismo Meadow.Cloud le permite administrar sus dispositivos a escala en el campo.

En este post hablaremos de su ultimo diseño Meadow F7 que destaca por su potencia y muy bajo perfil y que a continuación pasaremos a comentar sus novedades mas notables

Wilderness Labs, que impulsa a los desarrolladores de .NET a incursionar en el hardware, ha anunciado un nuevo sistema en módulo (SOM) basado en su familia Meadow: el módulo Meadow F7 Core-Compute.

«Nuestros clientes tienden a crear soluciones de IoT industriales y comerciales, en muchos casos están modernizando procesos industriales e integrándose en arquitecturas SCADA», dice Bryan Costanich, cofundador y director ejecutivo de Wilderness Labs, sobre el lanzamiento. «Gran parte de la infraestructura existente con la que están trabajando es lamentablemente insegura, por lo que es gratificante poder brindarles una plataforma de desarrollo rápido que les permite usar sus habilidades existentes para desbloquear el desarrollo de hardware, al mismo tiempo que brinda seguridad de manera predeterminada.

The Meadow F7 has a new, smaller sibling. Meet the Meadow F7 Core-Compute Module. (📷: Wilderness Labs)

El Meadow F7 tiene un nuevo hermano más pequeño. Conozca el módulo de cómputo central Meadow F7. (📷: Laboratorios del desierto)

«Y al ofrecer el módulo Core-Compute», agrega Costanich, «podemos reducir significativamente el tiempo de comercialización de nuestros clientes, así como aliviar muchos de los desafíos de su cadena de suministro, dado lo difícil que es obtener un mantener estos microcontroladores, ya que estamos en la asignación directa del fabricante».

El SOM en sí se basa en el mismo diseño central que el Meadow F7 similar a un chicle de la compañía, que se actualizó a fines del año pasado como Meadow F7v2 . Hay un microcontrolador STMicroelectronics STM32F7 con un coprocesador Espressif ESP32 para conectividad Wi-Fi y Bluetooth Low Energy (BLE), 32 MB de RAM, 64 MB de memoria flash no volátil y un tamaño reducido que empaqueta todo en algo «del tamaño de un EE. cuarto de dólar», se jacta la compañía.

Aquellos que estén ansiosos por comenzar tendrán la opción de un kit de desarrollador, que incluye el módulo Core-Compute con una placa portadora que rompe los pines de entrada/salida de uso general (GPIO) de la pieza y ofrece puertos USB, puertos Ethernet duales y SD. almacenamiento de tarjetas Tanto la placa portadora como el propio módulo Core-Compute son de código abierto, señala la empresa, bajo la permisiva licencia Apache 2.0.

The $100 developer's kit includes a single module plus a carrier board for ease of access to features. (📷: Wilderness Labs)

El kit para desarrolladores de $100 incluye un solo módulo más una placa portadora para facilitar el acceso a las funciones. (📷: Laboratorios del desierto)

«El kit de desarrollo del módulo Core-Compute está pensado como un acelerador, ya que proporciona un buen diseño de referencia conocido para las diversas funciones avanzadas del módulo, de modo que la gente básicamente puede copiar y pegar el esquema en sus propios diseños», explica Costanich de la decisión de la empresa de publicar el diseño de forma permisiva. «Y si tienen necesidades específicas, también pueden tomar el diseño de referencia del módulo e integrarlo directamente en sus circuitos».

Meadow F7 Core-Compute ahora está disponible para pre-pedido a $45 , antes del envío de julio, como una muestra de ingeniería con un pedido máximo por cliente de 25 piezas a través de la tienda de Wilderness Labs, mientras que el Developer’s Kit tiene un precio de $100 con un límite de cinco por cliente. El precio por volumen del módulo solo se reducirá a $ 30 en el lanzamiento general, prometió la compañía. Mientras tanto, los archivos de diseño están disponibles en el repositorio de GitHub de la compañía .

Fuente: hackster.io