Editing Sensorino


== Nombre proyecto ==

ESTADO: PRIMERAS PRUEBAS

Miembros: [[User:Dario_Salvi]], [[User:Bozo]], [[User:Roberto Zabala]]



=== Objetivo ===

construir una red de sensores compatibles con el IDE de Arduino y que cuesten menos que 5 € con todo incluido.

=== Motivación ===

Hay muchas aplicaciones donde lo que queremos es simplemente un medio de enviar y recibir información sencilla sin tener pero que cablear toda el entorno. Un ejemplo es la casa, por ejemplo nos interesa saber que puertas o ventanas están abiertas, queremos apagar o encender tal luz o electrodoméstico etc.


=== Antecedentes ===

Hay muchos proyectos para redes de sensores y productos comerciales, pero ninguno hasta ahora verdaderamente barato (es decir <10€)


=== Métodos y técnicas utilizadas ===

Requisitos:
* cada nodo tiene una MCU y una conexión RF
* el nodo base tiene que ser muy barato: < 5€
* se tiene que poder programar con el IDE de Arduino
* se tiene que poder alimentar con una pila de tipo botón o dos AA por un año

Estamos buscando alternativas, abajo hay una recopilación de posibilidades.

=== Detalles ===

====Ideas para el Hardware:====

De momento nos centramos en un [http://www.atmel.com/devices/atmega328p.aspx Atmega328p] y en el chip [http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24L01 nRF24L01] de Nordic. El coste de los dos puede llegar a ser inferior a 1 €.
Placas micro compatibles Arduino (de donde poder copiar el diseño): [http://www.femtoduino.com/spex/femtoduino femtoduino], [http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardProMini Arduino mini pro]

Alternativas son, para la MCU, el ATtiny24 o 84 aunque sus capacidades son limitadas y no hay plena compatibilidad con Arduino. El precio de un Attiny24 es de medio euro.


====Ideas para el SW:====

Queremos la compatibilidad con Arduino, por eso nos centramos en chips AVR.
Hay una buena libreria de control del chip radio llamada [http://maniacbug.github.io/RF24/ RF24].

A esto podemos añadir:

* algoritmo de encriptación: [http://en.wikipedia.org/wiki/Tiny_Encryption_Algorithm TEA] o su version mas avanzada [http://en.wikipedia.org/wiki/XTEA XTEA]
* enrutamiento: [http://cnm.tagus.inesc-id.pt/software/simple-ant-routing-algorithm-sara SARA] o [http://maniacbug.github.io/RF24Network/index.html UN ALGORITMO HECHO PARA EL NRF24] !!!
* compatibilidad con el stack IETF 6LoWPAN/IPv6 + RPL + CoAP [https://github.com/telecombretagne/Arduino-IPv6Stack/wiki aqui] 

Del lado "servidor" o sea el colectore de todas las medidas y generador de aplicaciones domoticas se puede usar:

* [http://openhab.org/index.php/start/ OpenHab]

====Avances:====
Reunion 14/9/2013

Hemos testeado 4 modulos nRF24L01 con dos Arduinos, uno ha fallado, pero los otros tres se ha conectado netre si.
Hemos los codigos de ejemplo de la libreria [http://maniacbug.github.io/RF24/ RF24] que parece ser la mejor hecha.
Hemos probado la [http://maniacbug.github.io/RF24/starping_8pde-example.html conexion estrella] y ha funcionado.

Decisiones:
para la semana que viene vamos a intentar conectar un Atmega328p directamente a un modulo nrf24L01 en una placa de prototipado. Queremos producir 4 nodos e ir haciendo experimentos.
Experimentos posibles:

* mejor tipo de baterias, 2 AA? 1 de moneda de 3V ?
* aguante de baterias
* alcance de la comunicacion
* ir haciendo pruebas con el SW

objetivo final que hemos visualizado: una placa integrada con modulo radio y atmega, super pequeña, de bajo coste (<5€), con un kit de SW para redes de sensores. Como SW se considera incluso hacer un porting del stack 6loWPAN.


Pruebas 26/9/2013:



====Recopilación de plataformas existentes====

[http://www.panstamp.com/ PanStamp]:

Precio placa base (1 unidad): 18.55$

tecnologías:
Atmega328p + CC1101 IC
alance teórico: 200 metros en espacio abierto
8 pines ADC, 10 pines digitales, PWM, I2C

* pequeño
* bajo consumo
* compatible Arduino
* disponibilidad de soportes
* disponibilidad de cajas
* disponibilidad de un SW de recogida datos (Lagarto)
* disponibilidad de un shield para Raspberry PI


[http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBT?from=Main.ArduinoBoardBluetooth Arduino BT]:

Precio placa base (1 unidad): 40 US$

tecnologías:
ATmega328 y Bluegiga WT11
alcance teórico: 100 metros en espacio abierto
6 pines analógicos y 14 pines digitales con PWM, I2C, SPI

* Arduino oficial
* comunicación estandar compatible con móviles
* disponibilidad de shields (todos los compatibles Arduino)
* chipset BT conocido y programable con muchos perfiles


[http://www.kickstarter.com/projects/2021474419/flutter-20-wireless-arduino-with-half-mile-1km-ran Flutter]:

Precio placa base (1 unidad): 20US$ (proyecto todavía no maduro)

tecnologías:
Atmel SAM3s
Atmel ATSHA204 
TI CC1101


* largo alcance (1Km)
* compatible Arduino
* criptografia integrada 256-bit AES


[http://www.rfduino.com/ RFDuino]:

Precio placa base (1 unidad): 20 US$

tecnologías: 
Nordic 32 bit ARM Cortex-M0 
Bluetooth 4 Low Energy
alcance teórico: 50 metros en espacio abierto
7 GPIO configurables como: Digital IO, Analog ADC, SPI, I2C, UART and PWM

* comunicación estándar (compatible con moviles ultima generacion y PCs)
* pequeño
* bajo consumo
* disponibilidad de soportes
* disponibilidad de (algunos) shields
^* compatible Arduino


Nota: he visto que RaspberryPi suporta BTLE, ver [http://mike.saunby.net/2013/04/raspberry-pi-and-ti-cc2541-sensortag.html este] y [http://www.raspberrypi.org/phpBB3/viewtopic.php?f=46&t=16555 este]


[http://www.z-wave.com/modules/ZwaveStart/ ZWave]:

para una aplicación sencilla tipo domotica se pueden comprar productos ZWave ya [http://zwave.es/ hechos y listos] dado que al final el precio va a ser el mismo o incluso menor.
Lo único que puede costar mas en ZWave es la central de control, pero hay opciones para hacerse una casera con un PC con [http://en.z-wave.me/content/what-z-way SW open source asociado] e incluso [http://blog.hekkers.net/2013/03/12/raspberry-pi-and-razberry-as-z-wave-controller/ una placa para RaspberryPi].
Si ademas queremos crearnos un sensor o actuador que no esté disponible en el mercado hay módulos de comunicación compatibles con Arduino como [este http://www.elechouse.com/elechouse/index.php?main_page=product_info&cPath=90_92&products_id=2169].
Existe una placa Arduino compatible con ZWave integrado, hay un proyecto de Intel: [https://sites.google.com/site/arduinozwave/ Zarduino] que parece que alguien se [http://www.ebay.com/itm/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=251204969730&item=251204969730&lgeo=1&vectorid=229466 haya puesto a vender] por [http://www.homescenario.com/home/index.html# esta casa].


[https://www.sparkdevices.com/ SparkCore]:

Precio placa base (1 unidad): 40 US$

tecnologías:
WIFI: Texas Instruments SimpleLink CC3000, 802.11b/g
STM32F103 microcontroller, ARM Cortex M3
8 digital I/O pins, 8 analog I/O pins
4 PWM pins; UART (Serial), SPI, I2C, and JTAG peripherals available
32-bit 72Mhz processor
128KB of Flash, 20KB of RAM
2MB of external flash


* estandar Wifi 
* pequeño
* compatible Arduino
* programación on air (sin cables USB) !!!
* plataforma de desarrollo de aplicaciones online (Spark Cloud) con API sencilla


[http://www.kickstarter.com/projects/kytelabs/bleduino-bluetooth-40-ble-made-easy-arduino-compat BLEDuino]:

Precio placa base (1 unidad): 34 US$

tecnologías:
ATmega32u4   
Supply Voltage - 5V     
GPIO Pins - 21    
PWM Channels - 6     
Analog Input Channels - 12     
Serial Communication: UART, SPI, I2C
Bluetooth 4.0 (BLE) - nRF8001  
Dedicated controller for nRF8001     
Expected BLE Range - at least 80ft (Currently testing)


* estandar BLE
* shields de adaptacion para shields estandar


[http://www.kickstarter.com/projects/digistump/digix-the-ultimate-arduino-compatible-board-with-w DigiX]:

Precio placa base (1 unidad): 59 US$

tecnologías:
Arduino Due compatible
Wifi and Mesh networking
Audio
USB OTG
microSD
99 IO pins

* potente
* muchos pins
* WIFI

[http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24L01 nRF24L01]:

siguiendo mis investigaciones sobre redes de sensores low cost compatibles con Arduino, he notado que el chip RF mas barato que hay ahora en venta es el [http://www.seeedstudio.com/depot/nrf24l01module-p-1394.html?cPath=19 nRF24L01+Module], añadido con un [http://www.seeedstudio.com/depot/arduino-pro-mini-328-33v8mhz-p-1442.html?cPath=6_7 Arduino mini] o quizas con un [http://arduino-for-beginners.blogspot.com.es/2013/08/getting-nrf24l01-to-work-with-attiny84.html ATtiny84] igual se puede crear un nodo con comunicación wireless, de muy bajo consumo y por menos que 10 US$ !
Hay librerias para nRF24L01 compatibles con Arduino: http://maniacbug.github.io/RF24/ y https://github.com/aaronds/arduino-nrf24l01.
Y si quieres juntarlo a una RaspberryPi [http://arduino-for-beginners.blogspot.com.es/2013/02/setup-nordic-nrf24l01-rf-modules-to.html no hay ningún problema].
El chip te da la posibilidad de crear redes sencillas [http://www.elecfreaks.com/wiki/index.php?title=2.4G_Wireless_nRF24L01p_with_PA_and_LNA de tipo estrella].



[http://pinocc.io/ Pinoccio]

Precio unitario placa base: ??

tecnologías:
Atmel ATmega256RFR2 with built-in radio,
1.8 - 3.3 volt power,
2.4GHz using 802.15.4,
Wireless, over-the-air programming
Web connectivity via the Wi-Fi Backpack
17 digital I/O pins, including four with PWM
8 analog input pins
2 hardware UART serial ports
Hardware SPI port
Dedicated I2C port
Micro USB port for charging and programming



[http://www.contiki-os.org/ Contiki OS]:

incluyes estandares IETF para redes de sensores:
low-power IPv6 networking, 6lowpan adaptation layer, RPL IPv6 multi-hop routing protocol, y CoAP RESTful application-layer protocol y tiene buen porting a Arduino a traves de Contiki (https://github.com/contiki/contiki-arduino)


[http://www.kickstarter.com/projects/wigwag/wigwag-scan-it-control-it-rule-it-share-it WigWag]

Precio unitario placa base: dificil estimacion, digamos US$50

tecnologías:
DeviceJS ties Javascript to the physical world, by providing hooks for protocols like IP, 6loWPAN, Bluetooth™, Zigbee™, RS-232, and devices such as the Belkin WeMo™ and Phillips Hue™ light bulbs.

* plataforma cloud con sistema de reglas (IF-THEN)
* nodos ya montados y con distintos sensores embebidos
* protocolos estandares 6loWPAN


[http://www.nanode.eu/products/ Nanode]

Precio unitario placa base: 35€

tecnologías:
WiNode features the same ATmega328P microcontroller with the following peripherals
RFM12B wireless module – 868MHz
4 ADC channels with divider resistor arrays
Compatible with Arduino shield footprints
4 high current (2A) driver outputs
Real time clock calendar
MicroSD Card Socket

* compatible Arduino
* admite shields Arduino


[http://electricimp.com/ Electric Imp]

Precio unitario placa base: 30US$
tecnologías:
WiFi 802.11b/g/n WiFi
WEP, WPA and WPA2 encryption
Cortex-M3 core 
six pins UARTs, I2C, SPI, analog in and out, PWMs, GPIOs

* programable online
* WIFI
* bajo consumo


[http://www.kickstarter.com/projects/545073874/radioblock-simple-radio-for-arduino-or-any-embedde RadioBlock]

solo una board con chip radio


[http://www.kickstarter.com/projects/microduino/microduino-arduino-in-your-pocket-small-stackable Microduino]

una placa Arduino compatible super mini con un montón de shields guapas