MANUAL DE USUARIO Gateway Shield

MCI-TDD-01921| REV. 1. 0

Ingeniería MCI Ltda. Luis Thayer Ojeda 0115 of. 1105, Providencia, Santiago, Chile .

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Ingeniería MCI Ltda.

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Atención: cambios y modificaciones hechas en el dispositivo, no autorizados expresamente por MCI,

anularán su garantía.

Código Manual: MCI–MA-0307

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CO N T E N ID O

CONTENIDO ............................................................................................... ............................... 3

INTRODUCCIÓN......................................................................................................................... 4

DEFINICIONES .......................................................................................................................... . 4

CARACTERÍSTICAS GENERALES ............................................................................................... .... 4

PARTES DEL DISPOSITIVO........................................................................................................... 5

COMPATIBILIDAD SOCKET XBEE ................................................................................................ . 6

CONFIGURACIÓN DEL DISPOSITIVO ........................................................................................... . 7

CONECTOR JST ......................................................................................................................... . 7

CONSIDERACIONES................................................................................................................... . 8

EJEMPLO XBEE CON GPRSBEE ............................................................................................... ..... 9

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS ............................................................................................... .. 12

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS............................................................................................... .. 12

HISTORIA DEL DOCUMENTO .................................................................................................... 12

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IN T R O D UCCIÓ N

La Gateway shield es una tarjeta diseñada para trabajar con Arduino , la cual posee dos socket

XBee compatible, permitiendo conectar dos módulos de comunicación inalámbrica con este

formato para pasar de un protocolo a otro. Un ejemplo de aplicación es tener una red ZigBee y

enviar esa información a un servidor a través de la red celular. Se puede pasar de Bluetooth a Wi-

Fi o realizar la combinación que se necesite.

Los módulos que se pueden conectar en los socket son los siguientes: XBee (Serie 1 o Serie

2), GPRSBee (celular GPRS/GSM), Wi Fi Bee (WiFi) o BlueBee (Bluetooth).

D E FIN ICIO N E S

GPRS: General Packet Radio Service. Extensión al servicio GSM para el envío de paquetes

GSM: Global System for Mobile communications. Sistema global para comunicaciones móviles

CA R A CT E R ÍS T ICA S GE N E R AL E S

Presentamos a continuación las características de la tarjeta.

2 Socket XBee compatible

LEDs de estado para cada socket

Regulador de voltaje de 5VDC a 3.3VDC

Conector JST para módulos GPRSBee

Switch para seleccionar pines de comunicación con Arduino

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P A R T E S D E L D IS P OS IT I VO

A continuación se presentan las partes de la tarjeta, con las cuales el usuario va a interactuar

durante el desarrollo de sus proyectos.

Figura 1. Partes a describir.

Socket 1: Conector para módulos XBee o XBee compatible

Socket 2: Conector para módulos XBee o XBee compatible

LEDs Socket 1: Luces indicadoras de comunicación y señal para socket 1

LEDs Socket 2: Luces indicadoras de comunicación y señal para socket 2

SW1: Switch para cambiar los pines de la comunicación serial del socket 1 con el Arduino

SW2: Switch para cambiar los pines de la comunicación serial del socket 2 con el Arduino

Reset: Pulsador que reini cia el Arduino

JST: Conector para energizar los módulos GPRSBee

PWR: LED indicador de tarjeta energizada

PRECAUCIÓN: En la conexión de los módulos en el socket. Seguir serigrafía que indica los

cortes de las puntas de los módulos.

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CO M P A T IB IL ID A D S O CK E T X B E E

La Gateway Shield se puede usar con distintos módulos de comunicación inalámbrica con pines

XBee compatible. A continuación presentaremos las tarjetas:

CELULAR

-GPRS

-GSM

-LED d e es ta do

-Conector UF L

-GPRS

-GSM

-LEDs de es ta dos

-Conector SM A

Figura 2.Módulos GPRSBee UFL y GPRSBee SMA.

WIFI

-UDP, TCP/IP (IPv4)

-LED d e es ta do

-Antena PCB

Figura 3. Módulo WiFiBee

BLUETOOH

-SPP

-Cl as e 2

-LED d e es ta do

-Antena PCB

Figura 4. Módulo BlueBee

ZIGBEE

-RF

-Punto a punto

-Punto mul ti punto

Figura 5.Módulo XBee

Nota: Para mayor información sobre los módulos inalámbricos de MCI, click en las imágenes.

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CO N FIGUR A C IÓ N D E L D I SP O S IT IVO

Esta tarjeta posee dos switch para seleccionar los pines para la comunicación con los cuales se

comunicará con el Arduino. A continuación se presenta una tabla con la correspondencia de los

pines con las posiciones.

Socket Switch Posición Pines de comunicación

Socke t 1

SW1

UART Socke t TX ARD D0 (RX)

Socke t RX ARD D1 (TX)

SW1

DLI NE Socke t TX ARD D3 (RX)

Socke t RX ARD D2 (TX)

Socke t 2

SW2

D8/D9 Socke t TX ARD D8 (RX)

Socke t RX ARD D9 (TX)

SW2

D10/D11 Socke t TX ARD D10 (RX)

Socke t RX ARD D11 (TX)

Tabla 1. Funciones de los switch.

También la Gateway Shield posee LEDs con funciones específicas para usar con los módulos XBee.

A continuación está la tabla con la función de cada uno.

LED Función usa ndo XBee

DI O5 Pin di gital

RSSI Ni vel de poten cia de la señal re cibida

DI N En cien de cada ve z que re cibe u n dato

DOUT En cien de cada ve z que en vía u n dato

Tabla 2. Funciones de los LEDs.

CO N E CT O R JS T

Este conector está disponible en el caso de usar una GPRSBee. En la siguiente imagen se muestran

los pines

Figura 6.Pines del conector JST.

Nota: Para unir el pin ON con el pin digital 7 se debe de unir el jumper W3 para así poder encender

y apagar el módulo GPRSBee.

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CO N S ID E R A CIO N E S

Generales

o Asegurarse de tener los pines de comunicación correctos en el código y coherente

con la posición de los switch.

o Cuando monte los módulos asegúrese de que la posición sea la correcta (seguir

serigrafía, ya que muestra cortes en los bordes) .

Al trabajar con un GPSRBee

o Tener el jumper W3 que se encuentra en la Gateway Shield unido para poder

encender y apagar el módulo con el pin digital 7 del Arduino.

o El módulo se debe encender a través del pin ON, la GPRSBee UFL se enciende con

un pulso alto (5V) durante un segundo y el GPRSBee SMA con un pulso bajo (0V)

durante un segundo.

o La SIM debe estar con saldo para realizar llamadas, enviar mensaje de texto o

conexión a internet, dependiendo del uso que se le quiera dar.

o Siempre debe de tener conectada una antena al GPRSBee.

o Siempre debe energizar el Arduino a través del conector Jack con 9VD C para que

el módulo GPRS sea alimentado, ya que no puede funcionar con los 5V que

entrega el USB.

Al trabajar con un XBee

o Verifique que los módulos sean de la misma serie (Serie 1 no es compatible con

Serie 2).

o Revisar en qué modo se encuentran (AT o API) .

o Configurar los módulos para que se puedan comunicar.

Al trabajar con un WiFiBee

o Que se encuentre configurado para que se conecte a una red WiFi de forma

automática.

o Conectar la antena para establecer comunicación inalámbrica .

Al trabajar con un BlueBee

o Asegurarse de que el celular o PC tenga la password adecuada.

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E JE M P L O X B E E CO N GP RS B E E

El ejemplo que realizaremos será una red con los módulos XBee (punto a punto en modo API)

donde un nodo tomará la temperatura con un sensor TMP36, las que serán enviadas al nodo

central (Arduino + Gateway Shield + XBee + GPRSBee) y en el caso de sobrepasar un umbral se

enviará un mensaje de texto con el valor de temperatura al número configurado. En la siguiente

figura se muestra el esquema de este ejemplo.

Figura 7. Esquema general del ejemplo.

Materiales nodo central:

o 1 Arduino Uno o PICARO

o 1 Gateway Shield

o 1 GPRSBee SMA

o 1 XBee Serie 2

o 1 Antena duck

o 1 SIM card (con saldo para envío de mensajes)

o 1Cable USB A a B o Cable USB A a mini B

o 1 Fuente de 9VDC.

o 1 Cable JST

Materiales nodo externo:

o 1 XBee Serie 2

o 1 XBee Explorer Regulated

o 1 Sensor de temperatura TMP36

o 1 Protoboard

Conecta la Gateway Shield al Arduino y luego los módulos (no olvidar el cable JST de la GPRSBee),

energiza la tarjeta con una fuente de 9V y luego conectar al PC para cargar el código de ejemplo

llamado Gateway_Shield_Ejemplo_1.ino que se encuentra en la descripción del producto.

Abre el Monitor Serial para visualizar los datos recibidos.

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Para realizar un debugger, el Arduino se conectará al PC, así se podrá saber cuáles son los valores recibidos y cuando es enviado el mensaje. A continuación se presenta el esquema del nodo donde se conecta un sensor de temperatura al XBee.

Figura 8. Esquema del ejemplo (nodo externo).

En el caso de tener una fuente de 5V se debe usar un XBee Explorer Regulated para regular el

voltaje de 5V a 3.3V que requiere el XBee.

Figura 9.Montado del ejemplo (nodo externo).

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En la siguiente imagen se muestra el monitor serial del IDE de Arduino entregando los datos que

recibe y el momento en que envía el mensaje de texto cuando la temperatura baja los 25°C.

Figura 10. Esquema del ejemplo.

Figura 11. Esquema del ejemplo

Para el socket 1 se usó la librería SoftwareSerial y para el socket 2 la librería AltSoftSerial que se

encuentra disponible junto al ejemplo.

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CA R A CT E R ÍS T ICA S E L É C T R ICA S

Tensión de alimentación Vin: de 12VDC a 24VDC.

Regulador 5V @1.5A.

Regulador 3.3V @ 0.5A.

Pines análogos A4 y A5 tolerantes a 5V.

CA R A CT E R ÍS T ICA S M E CÁ N ICA S

Dimensiones: 72.08 X 53.41 [mm].

Figura 12. Dimensiones de la tarjeta en milímetros.

HISTORIA DEL DOCUMENTO

Revisión Fecha Editado por Descripción/Cambios

1.0 29 de Septiembre de 2016 Diego Muñoz Versión inicial del documento