manual de usuario

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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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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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
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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 WiFi 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 GENE RALES
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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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.
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COMPATIBILIDAD SOCKE T XBEE
La Gateway Shield se puede usar con distintos módulos de comunicación inalámbrica con pines
XBee compatible. A continuación presentaremos las tarjetas:
CELULAR
-GPRS
-GPRS
-GSM
-GSM
-LED de estado
-LEDs de estados
-Conector UFL
-Conector SMA
Figura 2.Módulos GPRSBee UFL y GPRSBee SMA.
WIFI
-UDP, TCP/IP (IPv4)
-LED de estado
-Antena PCB
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.
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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
SW1
UART
SW1
DLINE
SW2
D8/D9
Socket TX  ARD D8 (RX)
Socket RX  ARD D9 (TX)
SW2
D10/D11
Socket TX  ARD D10 (RX)
Socket RX  ARD D11 (TX)
Socket 1
Socket 2
Pines de comunicación
Socket TX  ARD D0 (RX)
Socket RX  ARD D1 (TX)
Socket TX  ARD D3 (RX)
Socket RX  ARD D2 (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 usando XBee
DIO5
RSSI
Pin di gital
Ni vel de potencia de la señal recibida
DIN
DOUT
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.
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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.
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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.
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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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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 MECÁ NICAS
Dimensiones: 72.08 X 53.41 [mm].
Figura 12. Dimensiones de la tarjeta en milímetros.
HISTORIA DEL DOCUMEN TO
Revisión
Fecha
Editado por
Descripción/Cambios
1.0
27 de Diciembre de 2015
Diego Muñoz O.
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