Microcontroladores y Microprocesadores Tema: ZIGBEE/XBEE aplicado a Arduino Alumno: Marquez Vargas Sting

¿Qué es Zigbee? ZigBee es un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación., se utiliza para la radiodifusión digital de datos buscando ahorrar lo máximo posible en energía. Una tecnología basada en el estándar de la IEEE, el IEEE

IEEE : Es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate wireless personal area network, LR-WPAN).

En principio, el ámbito donde se prevé que esta tecnología cobre más fuerza es en domótica, como puede verse en los documentos de la ZigBee Alliance. La razón de ello son diversas características que lo diferencian de otras tecnologías: Su bajo consumo. Su topología de red en malla. Su fácil integración (se pueden fabricar nodos con muy poca electrónica)

Una de las principales ventajas de ZigBee es lo sencillo y el bajo coste que supone para la empresa producir dispositivos con esta tecnología de comunicación. Mucho más sencillo que Bluetooth por ejemplo. De hecho, según datos, se requiere un 10% del hardware total necesario para producir un dispositivo con bluetooth.

Dispositivos que utiliza Coordinador ZigBee (ZC):Su función es almacenar información sobre la red y actuar como su centro de confianza en la distribución de claves de cifrado. Debe existir uno por cada red. Router ZigBee (ZR):Como su nombre indica actúa como router interconectando dispositivos separados en la red y limitados debido a su rango. Dispositivo final (ZED): Este dispositivo puede comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router), pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos

Xbee y Zigbee XBee: – De acuerdo a Digi, los módulos XBee son soluciones integradas que brindan un medio inalámbrico para la interconexión y comunicación entre dispositivos. Estos módulos utilizan el protocolo de red llamado IEEE para crear redes FAST POINT-TO- MULTIPOINT (punto a multipunto); o para redes PEER-TO-PEER (punto a punto). XBee utiliza el estándar Zigbee y lo agrega y envuelve en un pequeño empaque elegante

Chip Antenna – Básicamente es un pequeño chip que actúa como antena. Rápido, sencillo y barato. Wire Antenna (Whip Antenna)– Es un pequeño cable que sobresale. u.FL Antenna – Un conector pequeño para conectar tu propia antena. Esto es perfecto si tienes tu equipo en una caja y deseas la antena afuera de ésta. RPSMA Antenna – Un conector más grande para conectar tu propia antena. Nuevamente, esto es perfecto si tienes tu equipo en una caja y deseas la antena afuera de ésta.

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.  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).

Xbee Shield: Para usar un módulo XBee con Arduino es necesario un Shield o un adaptador para conectar el puerto serie de XBee con el de Arduino. Xbee Explorer: Para usar o configurar un módulo XBee con Ordenador es necesario un adaptador que generalmente tiene un chip FTDI que hace de pasarela entre el puerto serie y el USB

Conexión con PC 1x XBee ShieldXBee Shield 1x Arduino 2x XBees 1x Explorer Al menos una computadora con X-CTU instalada.X-CTU

Indicadores LED Hay 5 LEDs en el XBee Shield. Cada uno de estos LED se conecta a un pin en el XBee, que hace la mayor parte de la conducción LED. Aquí hay una tabla explicando el funcionamiento de cada LED Etiqueta LEDColor del LEDConexión del Pin de XBee Notas de operación predeterminadas PWRrojo3.3VIndica que hay corriente. DIO5VerdeAsociado / DIO5 Indicador asociado: parpadea cuando el XBee está asociado con otro XBee. DOUTrojoDOUT Indica que se están recibiendo datos inalámbricos. ESTRUENDOVerdeESTRUENDO Indica que se están transmitiendo datos inalámbricos. RSSIVerdePWM0 / RSSI Indica la intensidad relativa de la señal (RSSI) de la última transmisión recibida.

Modo API El modo API (Application Programming Interface) ofrece un interfaz estructurado donde los datos son comunicados a través del interfaz serie en paquetes organizados y en un determinado orden. Por defectos los módulos XBee trabajan en modo transparente, pero esto tiene unas limitaciones: Si un módulo necesita transmitir mensajes a módulos diferentes debe cambiar la configuración para establecer el nuevo destino. Para leer y escribir la configuración del módulo hay que entrar primero en modo comando. En modo transparente un módulo XBee no puede distinguir el origen de la comuinicación que recibe.

Para resolver estas limitaciones XBee da la alternativa del modo API

Ventajas del modo API: Configurar módulos locales y remotos en la red y sin necesidad de entrar en modo comando. Comunicar con uno o varios destinatarios Identificar el módulo que ha mandado la comunicación Recibir el estado de la transmisión de los paquetes Obtener la fuerza de la señal de los paquetes recibidos Hacer gestión y diagnóstico de la red. Hacer funciones avanzadas domo actualización de firmware remota.

Librerías Xbee: Para poder manejar el modo API disponemos de librerías que nos ayudan a generar la trama a enviar y a interpretar la trama recibida. Estas librerías nos ayudan a interpretar las tramas de API. XBee mbed Library para dispositvos ARM mbed Más detalles en: Digi XBee Ansi C Library es una librería en ANSI C para comunicar con módulos XBee en modo API. Más detalles en: XBee-arduino es una librería de Arduino para comunicar con módulos XBee en modo API. Más información en: XBee Java Library librería desarrollada en Java que permite interactuar como módulos XBee en modo API. Más información en: XBee Java Library documentation.XBee Java Library documentation