Electrónica y programación para Microcontroladores.

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Arduino

Estuvimos probando el funcionamiento del sensor MLX90614 montado sobre un escudo para mikrobus en un Arduino Uno. 
También conectamos una pantalla OLED de 96 x 39 pixeles en el mismo escudo, el funcionamiento resulta muy interesante para 
construir sistemas de medición, sistemas de alarma, etc.

 El código completo para Arduino es el siguiente. 

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   Descripción: Ejemplo para el sensor de temperatura  por infrarrojos MLX90614.
                El ejemplo también usa una pantalla OLED de 96 x 39 pixeles con
                un controlador I2C SSD1306.
                
   Placa Arduino: UNO
   Arduino IDE: 1.8.11
   www.firtec.com.ar
**********************************************************************************/
#include <SPI.h>
#include "oled.h"
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
 
#define OLED_CS         10
#define OLED_DC         6
#define OLED_RST        A3
 
Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();
 
const char cartel_1 [] = {"TEMP."};
const char cartel_3 [] = {"AMBIENTE:"};
const char cartel_2 [] = {"OBJETO:"};
char buffer[10]=" ";
uint8_t _x, _y;
uint8_t _sx=1, _sy=1; 
 
 
void setup() {  
  SPI.begin();
  pinMode(OLED_CS, OUTPUT);
  pinMode(OLED_DC, OUTPUT);
  pinMode(OLED_RST, OUTPUT);
  OLED_Initialize();        // Configuración de la pantalla OLED
  delay(100);
  OLED_Clear();             // Borrado inicial de pantalla
  OLED_SetScale(1, 1);      // Letras en tamaño pequeño
  OLED_Puts(0, 1, cartel_2);// Muestras carteles iniciales
  OLED_Puts(0, 4, cartel_3);
  mlx.begin();              // Inicia el sensor MLX90614
}
 
void loop() {
  dtostrf(mlx.readObjectTempC(), 2, 1, buffer); // Temperatura del objeto pasada a ASCII
  OLED_SetScale(1, 3);                          // Cambia tamaño de letras
  OLED_Puts(60, 0, buffer);                     // Muestra la temperatura del objeto frente al sensor.
  OLED_SetScale(1, 1);                          // Cambia a letra pequeña
  dtostrf(mlx.readAmbientTempC(), 2, 1, buffer);// Lee y convierte a ASCII la temperatura ambiente
  OLED_Puts(65, 4, buffer);                     // Muestra la temperatura
  delay(500);
 
}
 
//------------ Funciones para la pantallas OLED -----------------
 
void OLED_Command(uint8_t temp){
  SPI.beginTransaction(SPISettings(1000000, MSBFIRST, SPI_MODE0));
  digitalWrite(OLED_CS,LOW);
  digitalWrite(OLED_DC,LOW);
  SPI.transfer(temp);
  digitalWrite(OLED_CS,HIGH);
  SPI.endTransaction();
}
 
void OLED_Data(uint8_t temp){
  SPI.beginTransaction(SPISettings(1000000, MSBFIRST, SPI_MODE0));
  digitalWrite(OLED_CS,LOW);
  digitalWrite(OLED_DC,HIGH);
  SPI.transfer(temp);
  digitalWrite(OLED_CS,HIGH);
  SPI.endTransaction();
}
 
void OLED_Initialize(void)
{
    digitalWrite(OLED_RST,LOW);
    delay(1000);
    digitalWrite(OLED_RST,HIGH);
    delay(1000);
    OLED_Command(SSD1306_DISPLAYOFF);             //0xAE  Set OLED Display Off
    OLED_Command(SSD1306_SETDISPLAYCLOCKDIV);     //0xD5  Set Display Clock Divide Ratio/Oscillator Frequency
    OLED_Command(0x80);
    OLED_Command(SSD1306_SETMULTIPLEX);           //0xA8  Set Multiplex Ratio
    OLED_Command(39);
 
    OLED_Command(SSD1306_SETSEGMENTREMAP);        //0xA1  Set Segment Remap Inv
    OLED_Command(SSD1306_COMSCANDEC);             //0xC8  Set COM Output Scan Inv
 
    OLED_Command(SSD1306_SETDISPLAYOFFSET);       //0xD3  Set Display Offset
    OLED_Command(0x00);
    OLED_Command(SSD1306_CHARGEPUMP);             //0x8D  Set Charge Pump
    OLED_Command(0x14);                           //0x14  Enable Charge Pump
    OLED_Command(SSD1306_SETSTARTLINE);           //0x40  Set Display Start Line
    OLED_Command(SSD1306_SETCOMPINS);             //0xDA  Set COM Pins Hardware Configuration
    OLED_Command(0x12);
    OLED_Command(SSD1306_SETCONTRAST);            //0x81   Set Contrast Control
    OLED_Command(0xAF);
    OLED_Command(SSD1306_SETPRECHARGE);           //0xD9   Set Pre-Charge Period
    OLED_Command(0x25);
    OLED_Command(SSD1306_SETVCOMDETECT);          //0xDB   Set VCOMH Deselect Level
    OLED_Command(0x20);
    OLED_Command(SSD1306_DISPLAYALLON_RESUME);    //0xA4   Set Entire Display On/Off
    OLED_Command(SSD1306_NORMALDISPLAY);          //0xA6   Set Normal/Inverse Display
    OLED_Command(SSD1306_DISPLAYON);              //0xAF   Set OLED Display On
} 
 
void OLED_SetRow(uint8_t add)
{
    add = 0xB0 | add;
    OLED_Command(add);
}
 
void OLED_SetColumn(uint8_t add)
{
    add += 32;
    OLED_Command((SSD1306_SETHIGHCOLUMN | (add >> 4))); 
    OLED_Command((0x0f & add));                         
}
 
void OLED_PutPicture(const uint8_t *pic)
{
    unsigned char i,j;
    for(i=0; i<5; i++) 
    {
        OLED_SetRow(i);
        OLED_SetColumn(0);
        for(j=0; j<96; j++) 
        {
            OLED_Data(*pic++);
        }
    }
}
 
void OLED_SetContrast(uint8_t temp)
{
    OLED_Command(SSD1306_SETCONTRAST);
    OLED_Command(temp);                  
}
 
void OLED_SetScale(uint8_t sx, uint8_t sy){
    _sx = sx; _sy = sy;
}
 
void OLED_Clear(void)
{
    unsigned char i,j;
    for(i=0; i<5; i++) 
    {
        OLED_SetRow(i);
        OLED_SetColumn(0);
        for(j=0; j<96; j++)  OLED_Data(0);
    }
    _x = 0; _y = 0;
    OLED_SetRow(0);
    OLED_SetColumn(0);
}
 
void OLED_Putchar(char ch)
{
    uint8_t i, j, k, byte;
    const uint8_t *f = &font[(ch-' ')*5];
    const uint8_t mask[]={1, 3, 7, 0xf };
 
    for(i=0; i<6; i++) {
        uint32_t word;
        byte = *f++ << 1;
        if (i==5) byte = 0;
        for(j=0; j<8; j++) { 
            word <<= _sy;
            if (byte & 0x80) word |= mask[_sy-1];
            byte <<= 1;
        }
        for(j=0; j<_sy; j++){ 
            OLED_SetRow(_y+j) ;
            OLED_SetColumn(_x+i*_sx);
            for(k=0; k<_sx; k++){ 
                OLED_Data(word);
            }
            word >>= 8;
        }
    }
 
    _x+= 6 * _sx;
    if (_x >= OLED_WIDTH) { 
        _x = 0; OLED_SetColumn(0);
        _y += _sy;
        if (_y >= 5-_sy) { 
            _y = 0;
        }
        OLED_SetRow(_y);
    }
}
 
void OLED_Puts(char x, char y, char *s)
{
    _y = y; _x = x;
    OLED_SetRow(_y);
    OLED_SetColumn(_x);
    while(*s) {
        OLED_Putchar(*s++);
        _x++;
    }
}

Los códigos mas la librería para Arduino se puede descargar desde este link.

 

Muchas veces nos encontramos con la necesidad de tener datos de nuestra electrónica en una hoja de cálculo y la verdad es que hay varias formas de lograrlo.
Podemos hacer uso de alguna macro con Excel pero como seguramente se ha visto, el tema de las macros es bastante resistido por cuestiones de seguridad.
El ejemplo que proponemos hace uso de xlApp, este servicio puede crear objetos que interactúen con programas del paquete Office, un pequeño programa escrito en C y sirve como interfaz entre Arduino y Excel, básicamente recibe comandos desde Arduino y los traduce en acciones sobre el sistema Windows.
En el ejemplo creamos un objeto para Excel pero podríamos haber hecho lo mismo con cualquier programa Office.
La sintaxis de xlApp es bastante simple.
xlApp = CreateOleObject("Excel.Application")  Esta línea crea un objeto Excel, la aplicación se inicia.
xlApp.Exec(PropertySet("Visible") << true) Esta línea hace visible el Excel ya que podría correr en modo no visible, esto es interesante si por ejemplo se quisiera enviar un mail informando un estado pero en modo no visible. (Funciona perfecto!!).
Para poner a corre Excel se ha dispuesto un botón en el pin dos de Arduino que al ser presionado envía un comando por el puerto serial que dispara la ejecución de estas dos lineas de código.

Node-RED es una herramienta creada por IBM y fuertemente orientada a IOT, se trata de un software bastante sencillo de utilizar sobre todo con Raspberry Pi.
Node-RED es una herramienta muy potente que sirve para comunicar hardware y plataformas de software de una forma muy rápida y sencilla. Simplifica enormemente la tarea de programar del lado del servidor gracias a la programación visual.
Fue creada por Nick O’Leary y Dave Conway-Jones del grupo IBM. Su objetivo es dar solución a la complejidad que surge cuando queremos integrar nuestro hardware con otros servicios, básicamente es una colección de nodos cada uno con una función específica y que en si mismo es una capa de software que cubre la complejidad de su trabajo haciendo la vida del programador mas simple, estos nodos se conectan entre si lo que origina un flujo de datos entre nodos. Aparte de los nodos disponibles por defecto existen repositorios de nodos donde los usuarios desarrollan nodos de acuerdo a sus propias necesidades y los publican para que podamos agregarlos a NODE-RED.

Alimentar una placa Arduino con pilas o baterías puede ser algo complicado, esto relacionado con el tiempo que el sistema permanecerá funcionando hasta agotar la carga de la batería.
Primero veamos como calcular la duración de una pila en función del consumo que aplicamos. 
Analicemos por ejemplo una pila tipo AA de 1.5V modelo MN1500 LR6 la hoja de datos de esta pila dice que que su rendimiento es de 2850 miliamperes por hora, este dato es fundamental conocerlo para saber el rendimiento de la pila en función de la carga que vamos a conectar.

Supongamos que tenemos una carga de 25 mA aplicada a la pila lo que resultara en un funcionamiento correcto durante 2850/25= 114 horas, no llegará a cumplir cinco días de funcionamiento continuo.
Si tomamos en cuenta que 25 mA no es gran cosa pero si lo es el costo de las pilas es por esto que bajar el consumo es fundamental cuando el dispositivo se alimenta con baterías.