Algunas Fotografías del curso de certificación en Instalación y Mantenimiento de Paneles Solares Fotovoltaicos, dictado por el OTEC de la UCSC al circulo de especialistas de SODIMAC y del cual tuve la oportunidad de ser el profesor relator.

Tutorial Xbee parte 2: Configuración Xbee Serie 2

Antecedentes teóricos:

Cada  XBee tiene un microcontrolador interno que ejecuta un programa, también conocido como firmware, el cual controla las funciones del Xbee como la comunicación y seguridad. Para cambiar el firmware se utiliza el programa X-CTU , el cual se puede descargar desde AQUÍ luego desplegando la barra  Diagnostics,Utilities and MIBs se  elige  el driver según el sistema operativo.

Además del X-CTU, se deben instalar los controladores adecuados para Xbee Explorer, la mayoría de estos adaptadores utilizan drivers FTDI. Los controladores y las instrucciones de instalación se encuentran en  http://www.ftdichip.com/FTDrivers.htm.

Antes que nada se deben anotar los valores SH y SL  para cada Xbee (Figura 1). El valor superior es llamado SH (Serial Number High) y el inferior SL (Serial number Low).

Material:

• Dos Xbee serie 2
• Un Xbee Explorer USB
• Cable USB a mino USB
• Computadora con Windows

Figura 1.- SH ySL

Procedimiento:

Seguir los siguientes pasos para configurar punto a punto dos Xbee serie 2:

Ver Configuración de los serie 1: (próximamente).

1.-  Instalar el X-CTU.

2.- Colocar un Xbee en el Xbee Explorer USB y conectar el Xbee Explorer USB a la computadora mediante el cable USB a mini USB.

3.- Ejecutar el programa X-CTU. Luego de  mostrar la conexión USB con los puertos disponibles el software identifica los dispositivos conectados a los puertos que en este caso es 1 coordinador Xbee Pro (Figura 2). En este proyecto se trabaja con la nueva plataforma de X-CTU ya que la anterior era un tanto engorrosa de utilizar.
                                                  click en la imagen para agrandar

Figura 2.- Reconocimiento de dispositivos conectados 

4.- Seleccionar el puerto COM apropiado y seleccionar “Test / Query” (Figura 2). Si la respuesta es OK (Figura 3), todo va bien hasta este punto, de otra manera asegúrese de que seleccionó el puerto COM apropiado o revise que no esté mal conectado el  Xbee en el Xbee Explorer.

Figura 3 .- Test

Configurar el coordinador:

5.- Seleccionar la pestaña “Modem Configuration” (Figura 4).

6.- Seleccionar la opción “Read” (Figura 4).

Figura 4.- Modem Configuration

7.- En la opción “Function Set”,  seleccionar ZIGBEE COORDINADOR AT (Figura 5).

8.- En la carpeta “Networking” seleccionar ID – PAN ID y establecer un número entre los valores permitidos. El PAN ID es un número de identificación el cual debe ser el mismo para todos los Xbee de la red (Figura 5).

9.- En la carpeta “Addressing” En la opción “DH – Destination Address High” establecer el valor SH del otro Xbee. Regularmente su valor es 0013A200 (Figura 5).

10.- En la opción “DL – Destination Address Low” establecer el valor SL del otro Xbee (Figura 5).

Figura 5.- Configuración del Xbee coordinador

11.- Seleccionar el botón “Write” y esperar a que se termine la configuración.

12.- Cerrar el X-CTU, desconectar el Xbee explorer y desconectar el Xbee que se acaba de configurar.

Configurar un Xbee como terminal o router:

13.- Repetir los pasos 1 al 6 con el segundo Xbee.

14.- En la opción “Function Set”,  seleccionar ZIGBEE END DEVICE AT o ZIGBEE ROUTER AT(Figura 6).

15.- En la carpeta “Networking” seleccionar ID – PAN ID y establecer el mismo número dado al Xbee coordinador.

16.- En la carpeta “Addressing” En la opción “DH – Destination Address High” establecer el valor SH del  Xbee coordinador. Regularmente su valor es 0013A200 (Figura 6).

17.- En la opción “DL – Destination Address Low” establecer el valor SL del  Xbee coordinador (Figura 6).

Figura 6.- Configuración del segundo Xbee

18.- Seleccionar el botón “Write” y esperar a que se termine la configuración.

19.- Cerrar el X-CTU, desconectar el Xbee explorer y desconectar el Xbee que se acaba de configurar.

20.- Se recomienda pegar una pequeña estampa que identifique el tipo de configuración de cada Xbee (Figura 7).

Figura 7.- Identificación del Xbee

Para probar los Xbee configurados ver el siguiente link:

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.

En la actualidad se ha incrementado el interés y uso de tecnologías inalámbricas por su buena respuesta y fiabilidad frente a distintos tipos de aplicaciones que se pueden adoptar en un ámbito cotidiano no sólo a nivel domótico e inmótico sino que también en un ambiente más industrial. Cuando hablamos de tecnologías inalámbricas se hace referencia a una comunicación entre distintos tipos de dispositivos utilizando el espacio como medio de transmisión olvidándose totalmente del  cableado entre ellos. 

Sus principales ventajas serían que permite una facilidad de emplazamiento y reubicación, evitando la necesidad de establecer un cableado y su rapidez en la instalación.

                                          Imagen 1.1

Por lo anteriormente dicho el siguiente  proyecto consiste en construir un modulo controlador de aparatos electrónicos como el de la imagen anterior, pero por medio de una red de control inalàmbrica la cual  se desarrollara con los módulos Xbee utilizando todo el potencial que estos módulos y su protocolo ofrecen

En resumen  con este modulo se podrá  tomar el voltaje que nos provee el Xbee en sus pines que es de 3,3V y  enviarlo a un transistor en modo conmutación con su correspondiente resistencia limitadora para tener el control de unos relés que activan o desactivan las cargas a controlar  o tomar la señal que nos entrega el sensor de movimiento y enviarla directamente al pin correspondiente para esta aplicación, logrando obtener con esto una paquete de  datos que el mismo módulo se encarga de interpretar y procesar lo que posteriormente nosotros visualizamos en forma de trama API en nuestra computadora o centro de control. Todo lo anterior se puede monitorear gracias al software de programación que provee el mismo fabricante de los módulos Xbee y que resulta muy ameno sobre todo con el usuario medio ya que entrega una configuración amigable e intuitiva, también se pueden crear diferentes puntos de control por medio de microcontroladores para un mismo modulo Xbee lo que conlleva una ventaja considerable y que posteriormente se explicara con mayor detalle.