Construción Voilier según planos

[Hellmut1956]

Finalmente me animé y obtuve un avanze importante de mi panel en mi taller de electrónica:

En esta foto muestro como he creo que encontrado una buena solución para prevenir posibles cortos. Las conexiones atornillables, 5 para cada una de las 8 tensiones que pongo a mi disposición en el panel, tienen tablitas de madera que separan cada tensión, logrando adicionalmente al prevenir cortos por accidente, ayudan a ver de forma inconfundible que tensión hay en una conexión. Sigue una foto que muestra las cajitas que así creo:

Sobre todas esas "cajitas" he puesto una tapa que solo tiene una ranura por la cual sale el cable que conecta con el buje correspondiente. También pueden ver como, para prevenir cortos he puesto un conector aislado en el punto del buje al cual conectaré la LED RGB. Pronto empesaré con los experimentos para realizar el control de intensidad y del color generado por tal LED RGB. Este circuito puede ser de interés general para modelistas navales. Usando una placa RaspBerry Pi Zero, que dizque solo cuesta 5 USDs y otro par de componentes permite controlar luces, sea programando de forma fija como deben ser, hasta la posibilidad de controlar y cambiar los parámetros del LED desde una tableta u ordenador! Voy a presentar tanto el circuito, como el control de LEDs en forma de videos, fotos archivos y texto.

Aquí pueden apreciar en la foto mi flamante nuevo panel. Vale recordar que el panel me habilita poder aplicar en cualquier experimento la alimentación eléctrica pudiendo escoger entre hasta 8 tensiones diferentes! Para cada tensión hay 2 bujes y un interruptor entre ellos, mas las 5 conexiones atornillables. En esta foto pueden apreciar que lindo y práctico quedaron posicionadas las conexiones atornillables. Cada grupo de 5 conexiones está separada de sus vecinos por una tablita que pueden ver en la foto. Todo el espacio del cableado detrás del panel queda oculto y protegido por la tabla superior a la cual las 2 placas que conforman el panel, de color negro. A su vez esa tabla aprieta la "tapa" sobre las cajitas que vieron en las fotos anteriores.
Mi panel no está listo aún! Los bujes solo dan acceso a los polos "positivos", alimentados continuamente desde la fuente de ordenador modificada, el buje de abajo y el buje superior y las conexiones atornillables que puede apagar y encender usando el interruptor localizado entre cada par de bujes! Puse polo positivo en comillas, pues las tensiones de -5 VDC y -12 VDC tambien están disponibles en el panel. Lo que falta aún es el incluir la tierra común a todas esas tensiones, los fusibles electrónicos, las LED RGBs y los letreritos que pondré en la pared lateral del laboratorio electrónico. Cada letrerito tendrá como color de fondo el que corresponde a esa tensión. También pueden ver que 2 de los bujes del panel tienen un color negro. No pude encontrar bujes de color adicionales a los que ya tengo y los de color negro están reservados para la tierra!. Por eso pienso colorear bujes blancos. El par de bujes azul casi que no se puede distinguir en la foto, pero en la realidad esta bien! Que dicha, pronto podre continuar con los experimentos y su programación. Estoy seguro que de allí resultarán vídeos interesantes!

[gerardo navarro]

que bien

[Hellmut1956]

Sigo. Actualmente estoy conectando la fuente eléctrica de mi laboratorio electrónico al panel.



Aquí una vista preliminar como pienso resaltar las conexiones atornillables y cuales tensiones son suministradas.



He tomado la decisión de implementar una topología en forma de estrella para las conexiones de tierra. La razón de ello es evitar/minimizar diferencias de resistencias a la corriente de las diferentes tomas de tierra. Implementando una topología de estrella resulta que todas las tomas de tierra son conectadas a un mismo punto central y esta chapa es ese punto central. A la izquierda pueden ver la conexión de la chapa a la tierra de la fuente de electricidad del laboratorio. Allí dispongo ahora 4 conexiones adicionales. Una va a las conexiones atornillables del panel a la izquierda, ver foto anterior. Otra toma la uso para los 6 bujes de tierra a la izquierda del panel. La chapa es el punto donde están conectados los 6 bujes a la derecha del panel. Las 2 tomas adicionales disponibles quedan sin usar.



Aquí una vista total del cableado del panel.

Como ya pronto empesaré con mis experimentos para implementar el control de escotas y quizá también para radio controlar mi velero usando una tableta, estoy adquiriendo los conocimientos necesarios. para ello presento aquí los conocimientos relacionados a establecer comunicaciones entre elementos de un navío radio controlado y aquí para establecer el entorno de experimentación en mi laboratorio usando placas RaspBerry Pi.



En especial quiero resaltar la placas RaspBerry Pi ZERO, aquí una foto del ejemplar que tengo. Poniendo una moneda de 2 Euros junto a la placas les da una noción de que pequeña esa placa es. La placa la compré via "The Pi Hut" en Inglaterra por solo 4 libras esterlinas. Actualmente la demanda por esta placa es tan gigante que requiere paciencia para poder comprarla y solo se entrega una por cliente! Pero la placa solo cuesta 5 USDs y cuando esté ampliamente disponible se podrá conseguir fácilmente. Yo creo que esta placa realmente impacta el como proceder. Placas del tipo Arduino cuestan muchísimo mas! Pero el tener un completo ordenador Linux (Raspian) a tal precio y tan pequeño, pudiendo comprar WiFi módulos por un precio ligeramente mayor al de la placa abren todo un mundo de posibilidades. Aquí presento lo que esto implica.



Nuestra placa Raspi es accesible desde la nube llamada Internet, lo que implica una multitud de posibles caminos para comunicarse con ella. Esto requiere tener una cierta noción de como tal comunicación tiene lugar.

La placa raspi, en corto Raspi, se comunica a la nube por una red inalámbrica o alámbrica. Debido a lo sencillo que es y lo barato que es y por la flexibilidad que resulta de ello el uso de la conexión inalámbrica es mi preferencia. Solo como información. La Raspi 3 ya viene con Bluetooth y WiFi integrado!

Como la comunicación entre la Raspi y el mundo exterior es por red WiFi las reglas del WiFi aplican. Tal cual humanos se comunican usando la lengua cristiana por ejemplo, existen dialectos y particularidades. Yo por ejemplo como persona de origen alemán, apesar que uso la lengua cristiana, genero conflictos como aquel que piensan alguno que me siento superior seguro por las influencias de mi origen alemán y de vivir desde décadas en Alemania. Así para establecer una comunicación sin mal entendidos la Raspi en la red WiFi ofrece las opciones que esta red nos da.



Eso empieza por tener que seleccionar el protocolo, la lengua como lo es el español para humanos. Aquí presento 2 protocolos, el OSI a la izquierda y el TCP/IP a la derecha. Como podemos adivinar comparando los 2 protocolos el TCP/;",IP es mas detallado, el OSI mas sencillo. Lo que aparece en color azul oscuro es lo físico y eléctrico. En WiFi las componentes físicas que resultan en una interfaz WiFi, o si la raspi la conectamos al LAN de nuestra red en casa, el cableado y sus características eléctricas corresponden a las formas inalámbricas (radio) del WiFi.

Aquello en un color azul corresponde al lenguaje, protocolo usado, por ejemplo TCP/IP. Lo que aparece en color verde oscuro y en color verde claro son aquellas partes donde el programa que escribimos para la Raspi cumple su función. Entraré en mayor detalle mas adelante cuando trato explícitamente el como establecer y usar la comunicación entre la "Nube", el Internet", y el programa en nuestra placa Raspi y el ordenador por ejemplo!

Sigamos mirando en mayor detalle que implica el protocolo TCP/IP, dejando el OSI para ser mencionado solo en comparación!



La próxima imagen nos detalla en que consiste el protocolo TCP/IP. No se dejen intimidar. Estos datos solo tienen la intención de darles una noción del entorno entro del cual realizamos la comunicación, sea entre el navio y una tableta por WiFi, sea entre la Raspi y el PC por WiFi o LAN. Gracias a las bibliotecas disponibles el uso es realmente sencillo! Quien ha tenido contacto con términos de las redes ya habra oido o leido los términos que aparecen aquí y que son relacionadas dentro del contexto del protocolo TCP/IP. Pero vale indicar que de abajo hacia arriba nos estamos moviendo de mas general a mas específico! Asi "IP" esta relacionado al Internet, TCP a la comunicación entre PCs por ejemplo. En el caso del modelismo naval entre placas Raspi y entre estas y una tableta exterior por ejemplo, lo que es equivalente a la función de una emisora y una receptora de un sistema de radio control. Por ejemplo en un sistema de radio control siempre tenemos que "registrar" la emisora al receptor dentro del modelo! Por eso siempre se enciende primero la emisora, luego la receptora dentro del modelo y luego hay que hacer algo para que la receptora en el modelo y la emisora saben cual es la contraparte con la cual se comunican. Así es posible usar muchos modelos en paralelo, todas comunicándose por 2.4 GHz. Igual es aquí!



Esta imagen compara las 2 posibilidades de protocolos de comunicación entre placa y placa o placa y tableta/PC:

TCP y UDP:

Prácticamente la diferencia y el impacto en la comunicación se encuentra en los 2 renglones superiores del gráfico.

La comunicación se establece primero entre 2 unidades, sean Raspi o PCs. Todos conocemos esto cuando nos movemos en el Internet con el browser! Si queremos visitar nuestro foro favorito tenemos que poner la dirección de este:

"www.modelismonaval.com"

Que significa esto? Cada sitio en Internet tiene una dirección, igual que cada casa en un barrio tiene su dirección postal! En el Internet todos hemos tenido noción de una dirección del tipo: "168.1.0.0". Así también nuestro foro tiene su dirección en esta forma. cada uno de los 4 números que forman esta dirección representa uno de 256 valores posibles, así hay 2^32 posibles direcciones en el Internet.



En el segundo renglón de la imagen superior podemos ver la dirección "Src", que representa de donde viene la comunicación y "Dst" para que dirección es la comunicación.

Ahora seres humanos son malos en memorizar una dirección en la forma de 4 números entre 0 y 255, pero ninguno memorizando "www.modelismonaval.com" y leyendo la dirección en esta forma hasta sabemos con seguridad que lugar en el Internet representa. Como todo sitio en Internet tiene su propia dirección en la forma de los 4 números, en el Internet existen bases de datos que toman el texto "www.modelismonaval.com" y responden dando la dirección en la forma de esos 4 números. Claro también es posible usar directamente esos 4 números. Como todos los sitios en el Internet en el mundo tienen su propia dirección en la forma de los 4 números, esto limita la cantidad de direcciones posibles a 4 mil millones de direcciones, 2^32! En el mundo actual hay mas de 7 mil millones de personas, significa que no todos pueden tener su propia dirección! Con el Internet de las cosas es evidente que el número de direcciones únicas es demasiado limitado, si por ejemplo cada una de las placas Raspi que compramos y usamos tiene su propia dirección. esas direcciones de 4 números se denominan IPv4. Quizá ya han leído del IPv6, donde son posibles 2^128 direcciones diferentes. Para ello las direcciones consisten de 6 números de 0 a 255, resultan 2^128!

Seguimos tratando la imagen que compara TCP con UDP!

La comunicación tiene lugar en forma de paquetes que contienen los datos en la cabecera, llamado "header". En el protocolo TCP, recuerden que ese funciona por encima del nivel con el protocolo IP cada paquete contiene en su cabecera información que permite al receptor comprobar si ha recibido lo que debía y si es así manda una confirmación al originador del mensaje! Si el originador no recibe esa confirmación asume que el paquete se ha perdido por el camino y repite el transmitir de ese paquete de datos.

Esa es una explicación porque en la imagen que compara TCP con UDP define TCP como confiable y UDP, que no incluye la confirmación que un paquete a llegado al destinatario, como no confiable. Pero de allí también resulta que TCP es posiblemente mas lento que el protocolo UDP. Pero si no es crítico que algún dato se pierda, por ejemplo resultando que la información de un punto de una imagen en un vídeo se pierda, UDP es mucho mas rápido!

Para poder implementar ese monitoreo se requiere de establecer una conexión fija "virtual" entre el originador y el destinatario! Por eso, si el protocolo "IP" es responsable de establecer la comunicación entre 2 puntos, llamado "nudos" en el Internet, de mi dirección del ordenador en el cual opera mi browser "Chrome" por ejemplo y "ww.modelismonaval.com". TCP se encarga de establecer la comunicación entre el browser en mi ordenador y el servidor de "www.modelismonaval.com". Significa que así una comunicación establecida tiene lugar entre 2 programas andando en sus respectivos ordenadores. Si por ejemplo estos escuchando música de latinoamérica en Youtube en otra ventana de mi browser. TCP sabe cuales datos que llegan son para cual ventana del browser.

Finalmente lo de la secuencia! Si estamos descargando un documento pdf este puede ser muchos megas de grande. Estos megas son repartidos entre paquetes. Como podemos ver en la imagen que muestra la estructura de la cabecera de un paquete TCP, que en esta hay 32 bits para establecer la secuencia de los paquetes. Los paquetes individuales del documento pdf pueden el uno viajar de Bogotá a Barranquilla directamente y el otro tomar la ruta vía el Japón para llegar al destinatario en Barranquilla! De allí resulta que los paquetes muy bien pueden llegar en otro orden que aquel en el que fueron creados y transmitidos. Cada paquete viaja por rutas que aseguran que la carga de los enlaces del Internet no resulte en trancones! TCP leyendo el número de secuencia vuelve a generar el documento pdf secuenciando los paquetes tal cual el originador los creó!

Bueno, esto a sido bastante pesado probablemente. El enlace al curso permite escuchar las lecturas del profesor y da enlaces a lecturas recomendadas para profundizar en la materia! Para nosotros que somos modelistas navales con un interés en aprovechar las posibilidades de la electrónica y de los tremendos avances que tienen lugar en todo el mundo en relación al Internet de las cosas basta con haber oído alguna vez de estos conceptos para que la programación en nuestro caso usando el lenguaje Python y las librerías disponibles para el os de las Raspi. Realmente no es mas que una noción muy general que se necesita o que recomendaría.

Basta con saber que las Raspi se comunican a la nube por WiFi y que el protocolo TCP/IP permite la comunicación por este medio!

[Hellmut1956]

Finalmente me estoy aproximando a empezar con mis experimentos:



Aquí pueden ver mi flamante panel de alimentación eléctrica de mi laboratorio. No está listo, pues quiero experimentar con el Raspi ZERO para monitorear las tensiones, las corrientes de cada tensión y poder ver esa información en una ventana de mi PC. Con los letreritos de color, cada correspondiente al color de los bujes.

También quiero poner una LED RGB junto a los bujes y hacerla iluminar con el mismo color correspondiente a la tensión. Así que cuando activo el interruptor de uno de los bujes la LED RGB se iluminara en el color correspondiente. Ademas quiero poder controlar los PWMs de esos LEDs RGB. Para ello me compré en la China 2 placas, cada una pone 16 PWM. 3 PWM para regular los 3 colores de cada LED, da un total de 8x3 = 24 PWMs1 la Raspi Zero irá instalada en el panel.

Ademas quiero experimentar la mejor forma y aprenderla a realizar de realizar un fusible electrónico. Para ello la ZERO estará monitoreando la corriente de cada una de las 8 tensiones disponibles usando el RSon del MOSFET. Si la corriente sobrepasa algún valor que pueda definir libremente, entonces interrumpirá el circuito terminando la alimentación eléctrica de la tensión correspondiente.



Aquí mi módulo para las placas Raspi que tengo, A+ (creo que es una), B+, ZERO, Raspi 2B y Raspi 3B. Los 5 interruptoresson para poder encender y apagar las 5 placas Raspi. Me falta un interruptor y en los huecos redondos pondré una LED roja. En la primera foto pueden ver lel módulo con la protoboard, donde me decidí por una resistencia de 270 R para las tensiones de 5 VDC con las que alimento las placas Raspi. Cada placa Raspi del módulo viene con un módulo wiFi, la Raspi 3B ya viene con el WiFi integrado.

Allí lo primero que haré es implementar la comunicación por WiFi con todos los trucos de seguridad, al menos con muchos de ellos! Al momento estoy operando mi PC con Ubuntu 16.04 TLS. Allí tengo el problema que no funciona el WiFi! Estos investigando el porque entre búsquedas en el Internet, recomendaciones de usuarios y el estudio de mis libros sobre Raspi. Publicaré lo que aprendo en este paso a paso!

[Hellmut1956]

Bueno amigos, siguiendo mis trabajos en el taller, aquí la foto actual del módulo de placas Raspi.



Primero pueden ver que finalmente encontré un quinto interruptor completando así estos para encender y apagar las 5 placas Raspi. Segundo pueden apreciar que he insertado los 5 LEDs rojos, que se iluminarán siempre cuando el interruptor cierra el circuito y alimenta la correspondiente placa Raspi. Para evitar que los trabajos que aún tengo que hacer por abajo del módulo arranquen la placa con los interruptores y LEDs de la placa de madera, usé 2 listones para reforzar el pegamento de esta placa a la madera. Visualmente esto se ve horroroso, por lo cual las volveré a quitar al final de los trabajos.



esta foto del módulo visto de abajo muestra 4 bujes que actualmente tengo insertados en la pared lateral del módulo. El negro, como debe ser, lo conectaré a la tierra del panel, los 2 amarillos por ahorra quedan sin utilizar. Debido a mis problemas de salud y la fascinación que me da el reflexionar sobre estos trabajos cuando estoy incapacitado, reflexiono bastante sobre el como realizar el siguiente paso para solucionar el objetivo de forma lo mas elegante posible. Algunas ideas resultan de reflexionar pasos anteriores.



Vayamos por pasos:

Los maderos gruesos usados en el módulo con ese recorte al que ven a la derecha, no tiene otra razón de ser, que el listón adecuado que tenía en mi inventario en otro uso pasado recibió aquel recorte que no tiene razón especial de ser aquí, fuera de no molestarme. Lo mismo ocurre con la pieza de aluminio que usé para distribuir los 5 VDC del buje de la pared lateral a los 5 interruptores. Resulta, que reflexionando sobre la opción de alimentar 3 tensiones diferentes al módulo gracias a los 3 bujes adicionales al de tierra en la pared lateral, esto también me brinda la oportunidad en un futuro uso del módulo tener que llevar diferentes tensiones a los 5 interruptores disponibles! Si por ejemplo modifico este módulo en un futuro para combinar no 5 placas Raspi, sino de reemplazar alguna contra el kit de evaluación para operar motores de paso:



Entonces necesitaría 3.3 VDC y 12 VDC o 24 VDC o valor de tensión mayor. §.§ VDC para placas que requieren 3.3 VDC y para alimentar el motor de paso, 12 VDC, 24 VDC, o mas. De allí resultó de mis reflexiones al ver la foto del módulo visto de bajo anterior en este hilo, que debo proveer mínimo 3 chapas a las cuales cada una sería alimentada con otra tensión y gracias a los enchufes de los cables que conectan los interruptores a la única chapa actual ( 5 VDC) podría conectarlos a tensiones alternativas!

De allí resulta que usaré listones de aluminio de 3 mm de grosor, para aplicarles las mismas 6 tomas usando igualmente huecos con rosca M 3. Estos listones estarán alineados al lado izquierdo. Pero de allí resulta que ahora también estoy reflexionado como realizar los circuitos a la derecha de los interruptores! Actualmente los 5 LEDs rojos incrustados en la placa de huecos tienen sus patitas pasados por sendos huecos de la segunda placa de huecos que ven aquí en la vista de abajo!

De cada conector de los interruptores a la derecha hay una bifurcación!

Una línea conecta a tierra en serie con el LED rojo y la resistencia que limita el flujo de la corriente por el LED. Al momento tenía previsto usar resistencias de 220 R, pues de allí resultan los LEDs rojos iluminados con una intensidad que me gusta. La corriente será de unos 12 mA. Si aplico tensiones mayores a los 5 VDC de ahora, 12 VDC, 24 VDC o mas, el valor de la resistencia será muy bajo resultando en un flujo de corriente excesiva, lo que exige que pueda incrementar el valor de las resistencias.

La otra línea que resulta de la bifurcación tendrá que ser conectada al cable, el cual tiene el conector microUSB insertado en la placa de un Raspi. ese cable pasará por un hueco de un diámetro lo mas pequeño posible al lado superior del módulo. Esos cables, cada uno, tengo que conectarlo a tierra y a la tensión que viene del interruptor correspondiente.

Como debo diseñar los circuitos del lado de abajo del módulo para apoyar las opciones y necesidades que acabo de listar? Se suma a esto, que el soldar la resistencia a una de las patitas del LED y luego aislarlas usando un tubo que se contrae por calor, no resulta en algo mecánicamente estable! Allí sale a luz la limitación tan molesta que me dan mis problemas de salud. Hoy por ejemplo no pude hacer nada. Esto debería ser sencillo de hacer, pero me resulta tan difícil. Gracias a Dios mi pasión por mi afición siempre me da el impulso para pelear por sobreponerme y seguir con ánimos positivos.

En paralelo hoy de noche fui capaz de seguir oyendo el curso de criptografia gratuito que tomo en el Internet de la Universidad de Stanford. Lo que me exige el seguir el curso son otras facultades y esta noche fui capaz de seguir. Voy por 2/3 partes de la materia de la primera semana del curso de 6 semanas. No es que tenga la ambición de volverme criptografo, pero el curso, que es de mucha calidad, me da los conocimientos para poderme dedicar a establecer conexiones entre las placas Raspi, el PC, otras placas y el Internet seguras de poder hacerlo de forma educada. Hay gran trecho entre ser capaz de crear sistemas criptográficos y de entender como funcionan diversos sistemas criptográficos, como se definen los conceptos de seguridad en la criptografía. No los voy a bombardear con detalles, pero en el curso gano noción de cuales aspectos tienen la seguridad de un sistema de comunicación, cuales técnicas existen, como funcionan y cuales tipos de ataques existen y como cada sistema es o no es vulnerable.

[Hellmut1956]

Otro pasito con mi panel:



El esquema según el cual estoy haciendo el cableado debajo del módulo de placas Raspi.



Como pésimo ingeniero y no confiando, justificadamente en mis capacidades de diseñador, voy avanzando por pasos pequeños. En la foto pueden apreciar de como conecto los cables que alimentan las placas. De mucha ayuda ha sido, que la fuente que me decidí de canibalizar tiene en el enchufe micoUSB indicada a cual lado va cual polaridad. El cable, en la foto aparece como cable negro, me encontré con un alma roja y una gris. Así la polaridades que conecto a los 5 conectores atornillables serán atornilladas de forma equivalente. Todavía falta hacer las conexiones de las 2 polaridades a los conectores atornillables. El cable de cobre es el que lleva la tierra y esta unido al buje negro a la izquierda. Pero también me encontré con la necesidad de poner soportes para la placa de huecos que ven, pues tal cual está queda doblada! Los 5 LEDs recién los puedo conectar casi al final, pues una vez soldadas a la placa de huecos resulta muy difícil desmontar la placa de huecos. El espacio libre en este módulo me permitiría poner una placa Raspi ZERO para monitorear las corrientes! Como solo cuesta 5 Euros, ningún problema!
Pueden ver que todavía me sobran 2 bujes que no utilizo. Así en algún momento futuro los volveré a quitar! La chapa de aluminio la voy a pegar para dejarla fija en su sitio actual! Pude ademas ver confirmado, que las resistencias de 220 R que pongo de limitadores de corriente pueden quebrarse sus "patitas" y pueden doblándose entrar en contacto con las conexiones del interruptor, puenteando la resistencia! Por eso, una vez confirmado que todo funciona le aplicaré pegante expoxido para evitar esos riesgos!
El esquema del circuito se autoexplica.

[Hellmut1956]

Hola amigos, realmente desde la última vez que publique algo en este hilo he sido bastante productivo.











Esta serie de imágenes muestra la causa de muchas búsquedas de las causas para no funcionar apropiadamente el circuito. Los problemas, fuera de demostrar mi poca maestría en soldar, son malas soldaduras, patitas de LEDs que acabaron por dañar teniendo que reemplazar una de las LEDs. El cable de cobre que utilizo para repartir la "tierra" es un cable con laca. Por eso para poder soldar algo a el tengo que dañar la capa de aislamiento, explicación para las feas soldaduras! Finalmente lo arreglé y ahora otra de las LEDs no está funcionando! Una vez que todas estén bien, le aplicare una capa de epóxico para fijar las partes.









Cierro esta contribución porque el tema que sigue tiene que ver con el entorno de mi taller. Como ya lo he escrito mas arriba, jugando la electrónica papel tan importante en mi proyecto del Carina, también la programación de los controladores juega un importante papel. Y es a razón de esto y a la fascinación de los temas con los cuales me he estado encontrando, que también el aspecto informático juega un gran rol. Esta última serie de 4 fotos muestra en detalle el como he realizado el circuito. Realmente da gusto "jugar". Actuando los interruptores las LEDs que indican que la alimentación de la placa Raspi es o no es activa!

[Hellmut1956]

La materia de esta contribución ya es muy específica a la forma como realizo el proyecto del Carina. Como creo que esto impactará nuestra afición algún día y para los que embarquen en este rama de nuestra afición será de algún interés como he reñido en avanzar.



Esta imagen de la estructura informática de mi taller también indica la estructura de como pienso realizar la estructura informática de mi modelo de velero Carina.

El hombrecito a la izquierda abajo soy yo sentado frente a mi ordenador en la mesa de mi "oficina" que es parte de mi taller.



Aquí una foto de hoy que explica lo del laboratorio electrónico y la oficina en mi taller estar la una junto a la otra! Entre los 2 puestos de trabajo en mi taller pueden ver mi ordenador entre esos puestos. Tenga la pared lateral desmontada, pues uso el botón en la placa madre para arrancar el ordenador. También pueden ver una de las 2 pantallas que tengo conectadas al ordenador.

A la derecha del hombrecito, yo,esta el servidor. Pueden verlo sobre la mesa del laboratorio. Estoy empezando a armarlo. Para ello uso la placa madre "ASUS P6T WS Professional" que me compré hace ya bastante tiempo cuando mi ordenador dejo de poder ser arrancado usando Windows 10 Pro. esta placa madre es equivalente a la que uso en mi ordenador, pero la versión professional que entre otras tiene 2 portales para conectar Ethernet Gigabit. Uno de los portales Ethernet los uso para conectar a mi modem DSL, Fritzbox, por la cual tengo acceso al Internet de banda ancha. Por el otro portal Ethernet estará conectado mi ordenador, las líneas de 2 flechas indican esto en el gráfico. Eso permite usar el ordenador que usaré como servidor como portal al Internet y aislar mi red interna del taller del Internet. Es una protección adicional. Como a razón de mis primeros experimentos con las placas Raspi un ataque del Internet volvió mi ordenador inusable!

3 motivos me permiten realizar este servidor y como consecuencia el definir la estructura informática de mi taller.

La una razón es que la placa madre la tengo sin usar y una buena placa gráfica.

La segunda razón es que el costo del procesador Intel(R) Core(TM) i7 CPU 920 @ 2.67 GHz. Lo ofrecen en ebay arrancado por menos de 22 USDs!

La tercera razón es la disponibilidad de estas tecnologías en el procesador usado:

Intel® Turbo Boost Technology
Intel® Hyper-Threading Technology
Intel® Virtualization Technology (VT-x)
Intel® VT-x with Extended Page Tables (EPT)

Estos datos los tengo de la hoja de datos de Intel aquí!. ya entraré en detalles al presentar la funcionalidad "Hypervisor tipo 1 que juega un gran papel en el porque he definido la estructura informática de mi taller tal cual lo muestra el gráfico.

El servidor conecta a mis placas Raspi por WiFi, lo que quier decir en el gráfico el símbolo de una antena. Las placas Raspi, la versión 3B por ejemplo ya viene con WiFi y Bluetooth integrado, pero un módulo WiFi para USB cuesta menos de 7 Euros. Por eso las 2 placas Raspi que muestro en el gráfico con los 3 puntos diciendo que pueden ser mucho mas placas Raspi y es por ese modo inalámbrico que el servidor se comunica con las placas Raspi. Eso indica que será posible que un smartphone controle mi velero en un futuro por medio de las placas Raspi!

Como ejemplos a los usos de la placa Raspi a la derecha muestro como es posible controlar múltiples placas Arduino por el bus I2C, hasta por WiFi es posible. Menciono aquí explícitamente las placas Arduino UNO porque las realidades me han demostrado que estas placas compradas en la China se consiguen por precios empezando por menos de 2 Euros! Yo me compré una para verificarlo por menos de 4 USDs. A ese precio las placas Arduino UNO son mas económicas que comprando la componente AVRmega328P y así son una excelente forma de mover el control específico de sensores y actores de la placa Raspi a una placa Arduino UNO y de controlar estas desde un Raspi.

A la izquierda muestro la otra posibilidad que estaré usando en mi velero Carina, las placas LPCXpresso, en especial la LPCXpresso 1769. Se que Arduino a publicado y hecho disponibles nuevas variantes con controladores ARM, pero para mis propósitos la placa LPCXpresso 1769 es mas adecuada por tener como periferia un decodificador de cuadratura, funcionalidad requerida para monitorear las posiciones de los motores de paso que uso como winches y de los sensores angulares magnéticos que monitorean y entregan la información de la posición actual del motor de paso o de los palos de las 2 velas del velero Carina que uso! Ya he hablado de ello antes en este hilo! A la izquierda de la imagen de la placa LPCXpresso1769 se encuentran las placas que conforman el kit de evaluación del controlador de motores de paso TMC2130, la TMC2130-EVAL. Como la empresa Trinamic ofrece el acceso al código que implementa la funcionalidad del controlador ARM Cortex M0 que se encuentra en la placa izquierda del kit, tengo pensado pasar este código a la placa LPCXpresso!

Esto la presentación de la estructura informática y el aspecto físico de esta. Paso ahora a la estructura informática, la software!

Ya durante mis primeros experimentos con la placa RaspBerry Pi, corto Raspi, B+, pude verifiar lo siguiente:

Usando la software "Teamviewer" puedo controlar las placas Raspi desde mi ordenador con Windows 10 como si tuviera mi teclado, mi ratón y la pantalla conectadas a la placa Raspi. Cada placa Raspi entonces hace aparecer su "escritorio" o la consola del sistema operacional Raspian en su propia ventana del PC con Windows. Así no necesito cambiar de puesto a la mesa del laboratorio electrónico mas que para armar circuitos el resto lo hago desde mi ordenador en mi "oficina"! Teamviewer es gratuito para uso personal no empresarial. Por razones de seguridad, creo haber aprendido la lección, implementaré previo a activar el entorno todas las posibilidades de seguridad que he estado estudiando en los últimos demasiados meses!

Empieza por usar canales de comunicación "ssh", "secure shell", que encriptan los datos transferidos y ademas requiere identificarse. Existen varios parámetros para dificultar el acceso de atacantes desde el Internet:

El usar ssh es el primero.
El requerir la identificación por clave el segundo parámetro.
Tercero es el usar adicionalmente "llaves". Para ello se generan llaves, pública y privada. Así solo cuando ambos lados tienen sus llaves es posible establecer la comunicación.
Cuarta es limitar el establecer canales de comunicación entre ordenadores conocidos y documentados en una lista.
Quinto es limitar el acceso a las placas Raspi solo por ordenadores "locales"!
Sexto es definir portales, es un numeral en la declaración que define cual portal es usado por una aplicación. Usando valores del numeral no usuales representa una barrera adicional. Claro que el servidor tiene que ser protegido para evitar que terceros pudieran acceder a estos daos en mi servidor! creo que así, siendo persona privada exclusivamente activa en sus aficiones el esfuerzo para acceder es demasiado grande para justificar el costo a un posible atacante casual!

Estos aspectos de seguridad me han hecho iniciar estudios tanto sobre criptología, aquí el enlace al curso gratuito de la universidad de Stanford ofrecido por medio de la plataforma "Coursera"! Adicionalmente los libros de la editorial Packt ofrecen la posibilidad de estudiar el como se realizan ataques y de como, sabiendo de las técnicas se puede uno proteger. El lenguaje "Python", medio muy eficiente para programar las placas Raspi, disponible de forma gratuita tanto para las placas Raspi, como para ordenadores con Windows y otros, es usado por muchos atacantes y a la vez es una buena forma de implementar seguridad. Claro que to esto va en paralelo a estudiar a forno el sistema operacional "Linux", so que usan las placas Raspi.

Pero sigamos con otros aspectos esenciales y muy interesantes, al menos para mi y que son la razón entre las otras razones para implementar el servidor. El término clave aquí es la "virtualización"! Suena horrible, teórico y intimidante! Me encontré con esto cuando realicé que programadores usan entornos virtuales para proteger el sistema operacional de sus plataformas de trabajo. Un sistema virtual es un programa que realiza en el entorno una segunda "máquina", un segundo entorno del sistema. No real como lo representa por ejemplo Windows andando en el ordenador, sino imaginado, virtual! así cualquier barbaridad que pueda ocurrir programando se limita el sistema virtual y no afecta el sistema real, aquí por ejemplo Windows 10. Ademas evita que la instalación de utilidades en forma de programas acabe llenando Windows con "basura" que afecta rindiendo el ordenador o incapaz de ejecutar y lo vuelve lento. Usando el principio de virtualización cualquier cosa que instale u operé en el entorno virtual queda encapsulado en el entorno virtual y cuando cierro este entorno virtual todo desaparece!

De forma típica para mí, empecé a investigar el tema de la virtualización y de encontrar el procedimiento de trabajo apropiado para beneficiarme de la técnica de virtualización! Resulta que existen 2 tipos de virtualización.

El tipo 2 equivale a lo recién presentado. Aquí un sistema operacional, por ejemplo Windows o Ubuntu, controlan el ordenador tal cual lo conocemos como usuarios de ordenadores y el entorno virtual es una software que ejecuto como aplicación en Windows por ejemplo.

El tipo 1 es el que me fascinó por hacer posible redefinir el entorno informático de mi taller! Ahora tengo que introducir otro término, el llamado "Hipervisor! Aquí el enlace a una página Wiki en Español que permite informarse en detalle. Esta funcionalidad existe en los 2 tipos que acabo de presentar y que así me permite presentar el como el servidor en conjunto con un hipervisor tipo 1 que presenta el como realizo el servidor presentado en el gráfico de mi entorno!

Aquí la software de virtualización, el tal hypervisor tipo 1, es ejecutado antes de inicializar el sistema operacional, por ejemplo Linux o Windows.



Aunque el gráfico no me gusta, creo que presenta de forma gráfico la diferencia entre un hypervisor tipo 1 y 2. Como lo muestra el gráfico el hypervisor tipo 1 es instalado y ejecutado previo a los sistemas operacionales. En mi servidor instalaré un hipervisor, tiene que ser gratuito para uso personal no empresarial y a través del hipervisor ejecutaré 2 sistemas operacionales, Ubuntu 16.04 TLS y Windows 10. Ambos sistemas operacionales son ejecutados en paralelo! Esto significa que sobre un mismo sistema de servidor físico puedo activar "Windows 10 Pro" y "Ubuntu 16.04 TLS" "Teamviewer" y presentar sus "escritorios" en sendas ventanas de mi ordenador Windows 10, aquel donde aparece el usuario en el gráfico, yo al mismo tiempo! es como si tuviera 2 servidores físicos. Uno ejecutando Windows, el otro Ubuntu! Ambos los opera desde mi ordenador!

Pero eso no es todo! Existen las funcionalidades en el procesador utilizado:

Intel® Turbo Boost Technology
Intel® Hyper-Threading Technology
Intel® Virtualization Technology (VT-x)
Intel® VT-x with Extended Page Tables (EPT)

Esto significa que el procesador que tengo y donde puedo comprar uno adicional para el servidor por menos de 30 Euros apoya la funcionalidad del hipervisor en su hardware interna haciendo así posible que cada sistema operacional tenga la impresión de tener bajo control exclusivo la hardware del acelerador gracias a estas funcionalidades!

Así en suma: Puedo, desde mi ordenador Windows 10 puedo controlar las placas Raspi y los 2 sistemas operacionales en el servidor gracias a que cada uno aparece en su propia ventana con su escritorio. Existen razones por la cual el tener Ubuntu 16.04 y Windows 10 Pro en paralelo y al tiempo y operables desde el escritorio de mi "oficina". Además, gracias a la aplicación "Paragon" puede acceder a los discos duros de Ubuntu desde el file explorer de Windows 10 Pro de mi ordenador. Para mí, que alegría. En el curso del 2017 tendré el entorno completo implementado si mi salud lo permite! Quizá alguno a quien esto interesa, puede entenderme porque me opuse a apoyar la realización de placas específicas para el modelismo naval y que tantos ataques personales causaron! Todo esto que he logrado hasta el día de hoy y que me abre estas excelentes perspectivas ha sido mi motivo. Yo quiero seguir mis estudios y experimentos en el entorno de mi proyecto del velero Carina y no ser el mil y uno que realiza nuevas placas tal cual se encuentran en cantidades ya en el Internet! La vida es de limitada longitud y tenemos que decidirnos por que ruta ir!

[gerardo navarro]

Hola amigo, como sabes siempre leo y leo tus publicaciones, pues son excelentes, aunque no están a mi nivel, pues tendrían que pasar muchos pero muchos años, para poder ponerme al alcance de tus conocimientos, pues cuando leo tus comentarios, me imagino que soy el primer orangután que enviaron a orbital la tierra por primera vez je je je, pues ese pobre animalito asi hubiese sido entrenado, ver todo esos tableros llenos de botones ja ja ja como se sentiría aterrado, asi me siento Yo, con toda esa tecnología que manejas y masticas como si fuese chicle je je je, pues mas o menos en pocas palabras tu casi estas utilizando la misma tecnología o investigándola, es como cuando la NASA desde tierra accede a los Satélites o Sondas enviadas a otros planetas para controlarlo, je je je esa es la cuestión, seria fenomenal uno poder seguir y hacer todo como tu, para poder controlar nuestros barcos, ahora de todas formas si de verdad agradezco y doy las gracias por tus esfuerzos, se que si hay compañeros en este foro que pueden entender mejor y hacer lo que tu haces, a lo mejor no comentan, pero se que si te siguen y les gusta tus publicaciones, por mi parte te digo que hasta ahora adquiri un grabador de Pic, que tanto deseaba, porque mis intentos por hacerlo fueron fallidos y voy a automatizar mi submarino, para que sea autónomo, navegue, se sumerja y emerja, lance torpedos y misiles desde el fondo y algunas otras cositas, pero no nada que no pueda hacer cualquiera, pero ya hacer lo que tu haces, no tengo primero que nada los medios aquí en mi país la crisis no ha amputado el hobby y ahora si es cuando nos toca reciclar todo... pero bueno amigo Hellmut, sigo atento de tus investigaciones y te exorto, como dices la vida es corta y no nos llevamos nada, nuestra mejor satisfacción es poder cumplir nuestros sueños..

un abrazo y continua, que aquí esta este discípulo tratando de aprender de tus enseñanzas..

[Hellmut1956]

Hola Gerardo, siempre muy agradecido por tus contribuciones, donde me apoyas en lo que hago! Pero no te olvidez, desde ya casi 16 años que estoy sin empleo y desde unos 4 años mi salud hasta me impide hacer trabajos sencillos como el distribuir papeles en el barrio. Por un lado mi familia me da el apoyo y el cariño sin el cual no podemos vivir. Mi jefa me tolera mi hobby a mientras ella gasta dinero en sus cigarrillos, yo fracción del costo lo gastos para este hobby.
Durante todo estos muchos años que me dedico muchas horas al día a este hobby y en los estudios e investigaciones, algo he aprendido. Noto, también en foros mas dedicados a la electrónica, como "Forosdeelectronica.com", que son menos y menos los que me pueden seguir temáticamente, pero afortunadamente también existen allí foristas donde se me confirma que realmente no soy mas que un aprendiz!
Imaginate si en todos estos años con tanto tiempo disponible para dedicarme al hobby las materias no reflejarían un cierto avance! Tu, como muchos otros foristas tienes que repartir tu tiempo entre la familia, los amigos y el trabajo, solo teniendo fracción del tiempo disponible para el hobby! Eso sí, los paros cardiacos en especial me han causado ciertos estragos en mi mente notando así que he perdido la facilidad que tenía antes en aprender y aplicar lo aprendido y de recordar lo que estudié. Hoy estas contribuciones son como una memoria externa que me ayuda ponerme al día cuando no me he dedicado por algún tiempo a uno de los múltiples temas que persigo. También estoy convencido que el tanto trabajar con mi cerebro le ayuda a este reparar algunos de los daños que ha sufrido. En especial recuerdo que hace ya algún tiempo, 1 a 2 años después de relativamente poco tiempo ejercitando mi mente sentía como una angustia, como una neblina en el cerebro. Hoy eso casi que ya no ocurre, pero el tiempo que puedo estar concentrandome en un tema sigue siendo para mi bastante corto. Así cambio de tema de estudio, o trabajo en los avances de mi taller, o juego en el Internet juegos como "commandandconquer", o me voy a pasear con nuestro perro! escribo esto, no para recibir compasiones, sino para que alguno que sufra problemas de salud no se desanime. A fin de cuentas este año solo he estado 2 veces en el hospital!

[gerardo navarro]

si amigo hay veces somos los únicos que sabemos nuestro problemas, pero como dices, lo mejor para la salud y la mente es mantenernos activos, espero y sigas bien de salud, y atento a tus nuevas publicaciones un abrazo amigo..

[Hellmut1956]

Hola amigos y foristas con la voluntad de leer mis épicas contribuciones. El proyecto sigue y es lo que me ocupa en mis actividades de aficionado al modelismo naval. El meterme en materia de "seguridad" después de que mi ordenador fuel atacado desde el Internet usando mis experimentos con la placa RaspBerry Pi rindiendolo inoperable hasta actualizarlo a Windows 10 Pro, ha demostrado ser un campo extenso y muy actual debido al incremento de cyber criminalidad y de gobiernos tomando ese espacio cyber como entorno para sus conflictos. ya presentaré los avances al día de hoy pronto.

[Hellmut1956]

Voy por 4 patatuces, diabetes y otros que me impactan limitando mi capacidad de trabajr de forma concentrada. Pero tal cual ha ocurrido en la pasada década, el amor y la posión por mis projectos me hace ejercitar ese músculo que tenemos entre las 2 orejas y en los exámenes a razón de los últimos 2 patatuces, mi cerebro a generado nuevas venas para reemplazr aquellas partes de mi cerebro que sufrieron a razón de los paros cardiacos.

No he avanzado casi en cosa de mi projecto del velero por los problemas de salud y resultante lo lento que voy avanzando en lograr ordenar mi taller como cuento en el otro hilo. La otra cosa que influencia mis actividades relacionadas a a la electrónica para mi velero es el avance casi que explosivo de las tecnologías relacionadas. Si sigo al paso actual quiza tenga mi taller usable en unos 2 años asumiendo que no pasara al otro mundo. Realmente es así. Esos problemas de salud me han dejado madurar al punto de no temer la muerte cuando Dios se decida que es hora! Ya he golpeado a la puerta 2 veces, pero no me dejaron entrar aún! Lo que si me impacta son los buenos amigos y amigas que dieron ese paso.

[RRC]

Mucho ánimo, Helmut. Resulta increíble lo que el cuerpo humano y la fuerza de voluntad pueden conseguir.

[Dunedhain]

Animo Hellmut,
mantenerse ocupado y tener metas es importante para mejorar la salud. Te deseo lo mejor y que podamos disfrutar de tu compañía y buenos proyectos muchos años.

Un saludo
Daniel