Tutorial Xbee parte 1: ¿Qué es un Xbee y qué es necesario para su funcionamiento?

Los Xbee son pequeños dispositivos azules que pueden comunicarse entre sí de manera inalámbrica. Son fabricados por Digi International, los cuales ofrecen una gran variedad de combinaciones de hardware, protocolos, antenas y  potencias de transmisión.

La pregunta clave es: ¿Cuál necesito para mi aplicación?

A continuación se presenta una breve descripción de las diferentes configuraciones que ofrecen los Xbee.

Hardware

Existen dos tipos  básicos de variedades de hardware:

Xbee serie 1:

• No necesitan ser configurados, por lo tanto fáciles para trabajar e ideales para empezar.
• Comunicación punto a punto, punto-multipunto.
  
  

  Figura 1.- Xbee serie 1

Xbee serie 2 (2.5, ZB, 2B) :

• Comunicación punto a punto, punto-multipunto y redes mesh.
• Necesitan ser configurados.

Nota importante: La comunicación entre un serie 1 y un serie 2 no es posible.

Potencias de transmisión

Tanto la Serie 1 y Serie 2 están disponibles en dos potencias de transmisión diferentes, la normal (simplemente Xbee) y la PRO (Xbee-PRO). La versión PRO consume más energía, son más caros y tienen más rango de distancia (de 1 a 15 millas).

Figura 3.- Xbee PRO

Antenas

Antena de cable: Como su nombre lo indica es un cable que sobresale del Xbee. En él la distancia máxima de transmisión es más o menos la misma en todas las direcciones.

Antena de chip: La antena es un chip de cerámica plana que está al ras del cuerpo de la XBee. Eso hace que sea más pequeño y robusto, sin embargo la señal se atenúa en muchas direcciones. Se utilizan cuando existe el riesgo que la antena de cable se rompa o se tiene poco espacio para colocarlo.

Antena PCB: La antena se imprime directamente en la placa de circuito del XBee. La antena PCB ofrece la mayoría de las ventajas (y desventajas) de la antena de chip con un costo menor.

U.FL y conector RPSMA: Necesitan una antena externa. Se utilizan cuando se desea orientar una antena en diversas posiciones o se requiere utilizar un tipo especial de antena.

Figura 4.- Xbee con antena de chip

¿Qué más necesito?

Además de dos Xbee, con uno no se puede hacer nada, se necesita:

• Un Xbee Explorer
• Un Xbee Shield o un XBee Explorer Regulated
• Headers correspondientes

Xbee Explorer: Se utiliza para conectar el XBee a un puerto USB de una computadora. Necesarios para instalar el firmware para los módulos de Series 2. También permiten enviar y recibir información desde una computadora. Existen diversos modelos, los más conocidos son:

• Xbee Explorer USB
• Xbee Explorer Dongle

XBee Explorer Regulated: Regulador de 3.3 V para utilizar un Xbee en un circuito de 5V.

XBee Shield: Sirve para montar un Xbee directamente  a una plataforma como Arduino .

Figura 4.- Xbee Shield

Teoría adicional:

Los Xbee trabajan en la región de radiofrecuencia del espectro electromagnético. Las ondas de radio al chocar con un conductor, como un objeto metálico, inducen una corriente eléctrica. Por este motivo se pueden emplear antenas metálicas para la transducción de señales eléctricas que las computadoras pueden detectar y procesar.

Elementos de una red de Xbee:

Coordinador: Es el responsable de mantener la red. Solo puede haber uno por red.

Router: Actúa como un mensajero entre otros dispositivos que están demasiado separados para transmitir la información por su cuenta. Son generalmente conectados a una toma eléctrica, ya que deben estar encendidos todo el tiempo.

Dispositivo terminal: Pueden enviar y recibir información, pero no actúan como mensajeros entre cualquier otro dispositivo. Para ahorrar energía pueden entrar temporalmente en un modo de espera.