MT 06¶

NETWORKING¶

TECNOLOGÍA Y FABRICACIÓN

Este Módulo Técnico 06 nos introdujo al Networking y Comunicaciones para Fabricación Digital, con el objetivo de comprender principalmente: qué son las comunicaciones, para qué sirven y cómo funcionan a nivel conceptual-teórico, a través de ejemplos técnico-prácticos sencillos y analogías cotidianas.

❝ En el mundo de la tecnología y la fabricación digital, la habilidad de que diferentes dispositivos se “hablen” entre sí es fundamental. Esto es lo que llamamos comunicación o networking. ❞ + info ~ [Introducción a Networking ]

HERRAMIENTAS PRÁCTICAS APLICADAS . MT06¶

NETWORKING DEVICES ~ LATU¶

La práctica presencial constó de una breve sesión en las instalaciones del LATU, a través de una dinámica de intercambio entre estudiantes y equipo docente a cargo de Mathías Rodríguez. Bajo el objetivo de consigna ‘Comunicación entre dispositivos’ (Networking Devices) desarrollamos 3 consignas teórico-prácticas, con distintos desafíos circuitales e instrucciones para la ‘movilidad energética’ y transferencia de datos electrónicos. + info ~ [ Práctica Network_ESP32 Arduino ~ LATU ]

En el EDITOR Arduino IDE software: Incluimos el microcontrolador ESP32, el “cerebro” ya programando es mucho más potente, rápido y capaz del Arduino Uno tradicional, (el chip ESP32 contiene 2 núcleos físicos (Dual-Core), la memoria y las radios de Wi-Fi/Bluetooth) en estos pasos guía:

1) Ir a “Preferences” (menú: Arduino IDE (o File) → Preferences/settings) > Agregar el link del ESP32 (menú: Additional Boards Manager URLs) > Pegar estos link:

❝ Estos enlaces sirven para que el Arduino IDE pueda reconocer, descargar e instalar las herramientas necesarias (el “core” o núcleo) para programar placas basadas en el chip ESP32. Sin estos links, el IDE solo sabe trabajar con placas oficiales de Arduino (como el Uno o Nano). ❞

2) Abrir Boards Manager > Ir a: Tools → Board → Boards Manager

DINÁMICA 1 . Arduino ESP32 ~ Serial UART . sketch 1¶

OBJETIVO Implementar una comunicación Serial UART entre dos ESP32: - ESP32 A - EMISOR (UART) : cuando el usuario aprieta un botón, envía un mensaje por UART. - ESP32 B RECEPTOR (UART) : recibe el mensaje por UART y prende/apaga un LED según el comando recibido.

CONEXIONES . #1

Armamos el circuito ESP32 #1 vinculando el microcontrolador ESP32 en conexión USB con la PC/Software al EDITOR Arduino IDE + MonitorSerialTool (integrado). Este circuito se compuso de un EMISOR y un RECEPTOR para la transmisión de datos en comunicación combinada y sincrónica entre 2 computadoras:

Dispositivo A (Irene-compa) = EMISOR (boca) →
Dispositivo B (Andre-yo) = RECEPTOR (oído) + info ~ [ Introducción a Networking ~ pág 1-2 ]

🎬 LINK DEMO ~ CIRCUITO ESP32 1_LATU_MT06

CÓDIGO . #1 Emisor: https://pastebin.com/1ue5XRCQ Receptor: https://pastebin.com/3FQbShiS

Configuramos (Serial Monitor) su código de programación en correspondencia con las conexiones físicas establecidas. Si ambos, [circuito físico + código programación digital] se corresponden, el circuito se activa encendiéndose, de lo contrario, no. Una vez sincronizados y funcionales, [Verify Code “✓” + Compiling Code "→"] + Upload sketch, finalmente guardamos el archivo de código programado.

DINÁMICA 2 . Arduino ESP32 ~ WiFi + HTTP GET . sketch 2¶

OBJETIVO

Programar un microcontrolador ESP32 para que: - Se conecte a una red WiFi. - Haga una petición HTTP GET a una página web simple. - Muestre en el Serial Monitor: Si se conectó correctamente + La IP asignada + El código HTTP de respuesta + Los primeros caracteres del contenido recibido

CONEXIONES . #2

Armamos el circuito ESP32 #2 vinculando el microcontrolador ESP32 en conexión USB con la PC/Software al EDITOR Arduino IDE + MonitorSerialTool (integrado).

CÓDIGO . #2

Solución: https://wokwi.com/projects/455582534712036353

Configuramos (Serial Monitor) su código de programación en correspondencia con las conexiones físicas establecidas. Si ambos, [circuito físico + código programación digital] se corresponden, el circuito se activa encendiéndose, de lo contrario, no. Una vez sincronizados y funcionales, [Verify Code “✓” + Compiling Code "→"] + Upload sketch, finalmente guardamos el archivo de código programado.

DINÁMICA 3 . Arduino ESP32 ~ WiFi + DHT22 + MQTT . sketch 3¶

OBJETIVO

Programar un ESP32 para que: - Se conecte a una red WiFi - Se conecte a un broker MQTT público - Lea temperatura y humedad desde un sensor DHT22 - Publique periódicamente (configurable) un mensaje JSON en un topic con formato: mat_utec/<pais>/<zona> + Ejemplo: mat_utec/uy/atlantida

CONEXIONES . #3

SENSOR DHT22 (temp/hum) → Esp32 : (DHT) pin 2 VCC → 3V3 (esp32) + (DHT) pin 3 DAT → pin12 (esp32) +
(DHT) pin 1 GND → GND (esp32)

VCC/IN (Voltage Common Collector) conexión: al pin de alimentación energía positiva (+). Este sensor suele funcionar en un rango de 3.3V a 5.5V. En proyectos con ESP32, se recomienda conectarlo al pin de 3.3V, mientras que en Arduino suele ir al de 5V.
DAT/OUT (Datos) conexión: al pin digital (ej:D12). Utiliza un protocolo de comunicación de un solo hilo (1-Wire) para enviar los valores de temperatura y humedad al microcontrolador.
GND conexión: al pin negativo o tierra (-).

Armamos el circuito ESP32 #2 y lo vinculamos en conexión USB con la PC/Software al EDITOR Arduino IDE + MonitorSerialTool (integrado), configuramos allí su código de programación en correspondencia con las conexiones físicas establecidas. Si ambos, [circuito físico + código programación digital] se corresponden, el circuito se activa encendiéndose, de lo contrario, no. Una vez sincronizados y funcionales,[Verify Code “✓” + Compiling Code "→"] + Upload sketch, finalmente guardamos el archivo de código programado.

CÓDIGO . #3

Solución: https://wokwi.com/projects/455570934245246977

Luego de ingresar/vincular en el codeline el dato de red wifi al microcontrolador:

// WiFi (Wokwi) const char* ssid = "TUREDWIFI"; const char* password = "TUPW"

Indicamos/cambiamos en el codeline los datos geográficos a georeferenciar, para la lectura sensorial de las variables temperatura y humedad:

// Definí tu ubicación const char* PAIS = "uy"; const char* ZONA = "Maldonado/barra"; // ciudad/zona

Una vez efectivizada en ArduinoMonitorSerial la conexión remota entre el EPS32 y el WIFI, se envía el mensaje de dato JSON, publicándose sincrónicamente en la interfase visual/pantalla (o periódicamente, según se configure).

🎬 LINK DEMO ~ ESP32 3_ARDUINORUN ACTION - SENSORHUM_LATU_MT06 🎬 LINK DEMO ~ ESP32 3_SENSORHUM_LATU_MT06

En el EDITOR Arduino IDE + MonitorSerialTool (integrado) software:

Incluimos #include <WiFi.h>, (indicadas al inicio del código) para importar la biblioteca oficial de conectividad Wi-Fi al software de Arduino IDE. Esta línea de código, habilita la conexión inalámbrica permite que la placa (como un ESP32, ESP8266 o un Arduino UNO R4 WiFi) se conecte a redes locales y a internet, y brinda funciones de red (dando acceso a comandos sencillos para realizar tareas complejas).

Incluimos la Installing Libraries:

(#include <Nombre.h): #include <PubSubClient.h> + #include <DHTesp.h>,

Indicadas al inicio del código relevado de internet, (si el programa nos da un error de compilación (letras rojas) diciendo “No such file or directory”, significa que esa biblioteca no está instalada en mi computadora). menú: [LIBRARY MANAGER → PubSubClient + DHTesp

La instalación de este Library plugin son ‘paquetes de herramientas’ externos al Arduino IDE (que no vienen incluido por defecto), y su utilidad permite ahorrar tiempo (evitando tener que escribir lineas de código desde cero), simplificar (en lugar de programar la comunicación bit por bit, solo usamos comandos sencillos como _lectura.getTemperature_), compatibilidad nos aseguramos que nuestra placa (ESP32, Arduino Nano, etc.) sepa interpretar correctamente los datos del hardware externo.