Hemos creado un receptor de radio online sobre la placa ESP32 STEAMakers AI. El kit utilizado incluye la placa ESP32 STEAMakers AI, una pantalla TFT, un altavoz con amplificador, un micrófono SPI y los cables de conexión necesarios. En este caso podemos prescindir del micrófono. Para contener todos los elementos hemos utilizado una caja impresa en 3D. Las piezas para imprimir en plástico se pueden descargar de Thingiverse.
He estado diseñando una pequeña pinza, estilo pinza de tender ropa, para sujetar firmemente dos gomas sin necesidad de hacer un nudo. Los archivos del modelo (pinza1.stl) se pueden descargar en Thingiverse. Las dimensiones de este primer modelo son 36 mm de longitud, 19,4 de anchura y 3 de grueso.
En este proyecto se ha de crear un servidor web en una placa ESP32 Plus STEAMaker sobre la que se ha colocado una IMAGINA TdR STEAM que dispone del sensor de temperatura y humedad DHT-11. Está programada desde el entorno SteaMakersBlocks. El programa se puede descargar del entorno STEAMakersBlocks. Las imágenes que se mostrarán en el canvas se han de cargar en la tarjeta micro SD.
A continuación se muestran las tres imágenes utilizadas para poder descargarlas si se quiere reproducir el proyecto. La primera es termometrodial.png.
La idea de este proyecto es hacer un montaje que disponga de una placa ESP32 STEAMakers AI como microcontrolador, una pantalla TFT de 240×240 píxeles SPI ST7789 y tres botones. Las piezas para imprimir en 3D se pueden descargar de Thingiverse.
Utilizando la placa ESP32 STEAMakers AI se puede crear un agente IA, enlazarlo con la placa y también programarla con steamakersblocks. El kit utilizado incluye la placa ESP32 STEAMakers AI, una pantalla TFT, un altavoz con amplificador, un micrófono SPI y los cables de conexión necesarios.
Para colocar los componentes se ha diseñado un chasis para imprimir en 3D cuyas piezas se pueden descargar de Thingiverse.
Se trata de montar una estación meteorológica con una placa ESP32 a la que van conectados los sensores de temperatura, humedad y presión atmosférica, ubicada en el exterior y que se comunica mediante LoRa con otra placa ESP32 en el interior del edificio. Esta segunda placa ESP32 también se comunica por Wifi con un servidor MQTT como Thingspeak donde se van visualizando los datos, de forma que estén al alcance de todos los que entren en esta página.
¿Qué es LoRa?
LoRa (Long Range) es una tecnología de comunicación inalámbrica diseñada para transmitir datos a largas distancias con un consumo de energía muy bajo.
Permite enviar pequeños paquetes de información, como temperatura o ubicación, de un dispositivo a otro, incluso cuando se encuentran a kilómetros de distancia. Es ideal para aplicaciones como monitoreo de sensores remotos.
La tecnología se desarrolló en Francia en 2012 por Cycleo y adquirida posteriormente por Semtech, que se encargaría de impulsarla. LoRa no utiliza modulaciones “clásicas” como FSK o PSK, sino una modulación especial llamada Chirp Spread Spectrum (CSS) (modulación por espectro expandido por silbidos), ideal para tolerar el ruido y para que una señal vaya por múltiples caminos.
Para utilizar LoRa sólo necesitamos dos dispositivos con un módulo LoRa para enviar y recibir información entre ellos.
Las frecuencias de funcionamiento varían dependiendo del país y suelen ser las bandas 433 MHz, 868 MHz y 915 MHz.
Alimentación
La elección de la batería es uno de los aspectos más importantes para el correcto funcionamiento de un CanSat. Es necesario garantizar que el sistema tenga suficiente energía para todo el vuelo y que sea segura y compatible con la normativa del concurso.
Un sistema de control automático o automatismo es un conjunto de elementos técnicos que, unidos, son capaces de realizar una serie de acciones para resolver un problema sin intervención humana.
Un sistema de control típico consta de tres elementos principales:
Elementos de proceso o control: son los que se van a programar, recibirán datos de los elementos de entrada para decidir qué hacer con los elementos de salida.
En nuestro caso es el ESP32 STEAMakers.
Elementos de entrada: serán sensores que pueden conectarse a nuestro sistema de control.
Pueden ser: pulsadores, interruptores, finales de carrera, NTC, LDR, acelerómetros, giroscopios, barómetros, GPS, etc.
Elementos de salida: serán los actuadores, los que decidirá nuestro programa poner en funcionamiento y de qué forma o detener, como: leds, zumbadores, motores, pantallas, etc.
En el Institut Bernat el Ferrer de Molins de Rei llevan muchos años participando en la competición CANSAT.
Durante el curso 24-25 sus alumnos de Primero de Bachillerato realizaron el proyecto NOVASAT.
La antena Yagi, también llamada antena Yagi-Uda, se basa en el desarrollo de una antena dipolo común. La antena Yagi más simple de tres elementos consta de una antena dipolo (elemento activo) de media longitud de onda en el centro, y unos elementos directores y reflectores delante y detrás del dipolo.
La longitud del director es ligeramente inferior a la mitad de la longitud de onda, mientras que la del reflector es ligeramente superior a la mitad de la longitud de onda. La longitud específica depende del uso real. La distancia entre el reflector y el elemento del dipolo, y entre este y el director, es habitualmente de un cuarto de longitud de onda.
Aumentar el número de directores puede mejorar la direccionalidad y la ganancia de la antena, pero también reducirá el ancho de banda y dificultará el acoplamiento. La distancia entre los pilotos es de un cuarto de longitud de onda; cuanto más lejos esté del elemento, más corto debería ser el piloto en comparación con el piloto anterior. También existen múltiples conjuntos activos de antenas Yagi.
En la página de 3D-aerial se puede encontrar un calculador para el diseño de una antena Yagi para LoRa. Otro calculador es el de Changpuak.
Módulo transceptor LoRa SX1262
El módulo LoRa Core1262-868M incorpora un chip RF SX1262 de nueva generación, mayor eficiencia energética y mayor distancia de transmisión que el SX1278 tradicional, con una alta capacidad anti interferencia.
El paracaídas es de forma hemisférica, se ha elegido dicha forma ya que el cálculo y desarrollo de las piezas constructivas son más sencillas que otras soluciones. Además la eficacia del mismo está demostrada.
Un módulo GPS NEO-6M conectado a un microcontrolador ESP32 nos permite obtener datos GPS en formato NMEA. También se pueden obtener fácilmente la latitud, la longitud, la altitud, la velocidad y la hora UTC usando la biblioteca TinyGPSPlus.
Podemos realizar un diseño similar al siguiente con el Cirkit Designer.
LoRa es una tecnología de comunicación de datos inalámbrica que utiliza una técnica de modulación de radio que puede generarse mediante chips transceptores LoRa de Semtech.
Esta técnica de modulación permite la comunicación a larga distancia de pequeñas cantidades de datos (lo que implica un ancho de banda bajo), alta inmunidad a interferencias y un consumo de energía mínimo. Por lo tanto, permite la comunicación a larga distancia con bajos requisitos de energía.
CANSAT
Este proyecto de CANSAT incluye una placa de control ESP32 TYPE-C CH340C, termohigrómetro DHT-11, sensor de presión atmosférica BMP280, acelerómetro y giroscopio MPU6050, GPS NEO-6M, y un módulo transceptor LoRa RFM95, que se comunica con una estación en tierra que dispone del mismo modelo de transceptor para enviar los datos recogidos por los sensores. A continuación se puede ver como queda el conjunto sin la cubierta protectora ni el paracaídas.
El giroscopio y el sensor de presión atmosférica se conectan sobre los dos mismos cables del bus I2C.
Las piezas de la estructura de plástico se pueden encontrar en Thingiverse. El peso total del CANSAT con su cubierta y la pila de 9 voltios es de 204 gramos.
