MANUAL DE USUARIO Gateway Shield MCI-TDD-01921 REV. 1.0 Ingeniería MCI Ltda. Luis Thayer Ojeda 0115 of. 1105, Providencia, Santiago, Chile. +56 2 23339579 info@olimex.cl www.olimex.cl cursos.olimex.cl
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 2 de 12 Ingeniería MCI Ltda. Luis Thayer Ojeda 0115 Oficina 1105 Providencia, Santiago, Chile www.olimex.cl info@olimex.cl Tel: +56 2 23339579 Fax: +56 2 23350589 MCI Ltda. 2015 Atención: cambios y modificaciones hechas en el dispositivo, no autorizados expresamente por MCI, anularán su garantía. Código Manual: MCI MA-0307
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 3 de 12 CONTENIDO 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
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 4 de 12 INTRODUCCIÓN 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), WiFiBee (WiFi) o BlueBee (Bluetooth). DEFINICIONES 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 CARACTERÍSTICAS GENERALES 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
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 5 de 12 PARTES DEL DISPOSITIVO 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 reinicia 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.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 6 de 12 COMPATIBILIDAD SOCKET XBEE La Gateway Shield se puede usar con distintos módulos de comunicación inalámbrica con pines XBee compatible. A continuación presentaremos las tarjetas: -GPRS -GSM -LED de estado -Conector UFL CELULAR -GPRS -GSM Figura 2.Módulos GPRSBee UFL y GPRSBee SMA. WIFI -UDP, TCP/IP (IPv4) -LED de estado -Antena PCB -LEDs de estados -Conector SMA Figura 3. Módulo WiFiBee BLUETOOH -SPP -Clase 2 -LED de estado -Antena PCB Figura 4. Módulo BlueBee ZIGBEE -RF -Punto a punto -Punto multipunto Figura 5.Módulo XBee Nota: Para mayor información sobre los módulos inalámbricos de MCI, click en las imágenes.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 7 de 12 CONFIGURACIÓN DEL DISPOSITIVO 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 Socket 1 Socket 2 SW1 SW1 SW2 SW2 UART DLINE D8/D9 D10/D11 Tabla 1. Funciones de los switch. Socket TX ARD D0 (RX) Socket RX ARD D1 (TX) Socket TX ARD D3 (RX) Socket RX ARD D2 (TX) Socket TX ARD D8 (RX) Socket RX ARD D9 (TX) Socket TX ARD D10 (RX) Socket RX ARD D11 (TX) 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 DIO5 RSSI DIN DOUT Función usando XBee Pin digital Nivel de potencia de la señal recibida Enciende cada vez que recibe un dato Enciende cada vez que envía un dato Tabla 2. Funciones de los LEDs. CONECTOR JST 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.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 8 de 12 CONSIDERACIONES 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 9VDC 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.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 9 de 12 EJEMPLO XBEE CON GPRSBEE 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.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 10 de 12 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).
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 11 de 12 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.
MANUAL DE USUARIO GATEWAY SHIELD Página 12 de 12 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS 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. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Dimensiones: 72.08 X 53.41 [mm]. HISTORIA DEL DOCUMEN TO Figura 12. Dimensiones de la tarjeta en milímetros. Revisión Fecha Editado por Descripción/Cambios 1.0 27 de Diciembre de 2015 Diego Muñoz O. Versión inicial del documento