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Visión Computarizada: Contando Gente con OpenCV, ROS, UP Board y una cámara Real Sense

7 Abr , 2017,
Jose Nunez
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En artículos anteriores hemos tocado el tema del kit de robótica de Intel con RealSense y UPBoard.

Como seguimiento a las instrucciones de inicio del Up Board les compartimos acá algunos comandos de ROS / LINUX para hacer uso de algunos de los ejemplos para aplicaciones de visión computarizada.


PASO 1 – Paquete OpenCV Apps

El primer paso sería la instalación de un paquete de ROS denominado “opencv_apps” mediante el siguiente procedimiento:

cd /opt
sudo apt-get install ros-kinetic-opencv-apps

PASO 2  – Ejemplo de la aplicación de detección de personas

El paquete OpenCV Apps de ROS contiene archivos de lanzamiento (.launch files) con ejemplos muy concretos sobre aplicaciones de visión computarizada.

Mediante el siguiente comando de ROS, la consola de LINUX se ubica en la ubicación del paquete OpenCV Apps:

roscd opencv_apps

Una vez en este directorio, echaremos un vistazo a la lista de archivos de lanzamiento:

cd launch
ls

El comando ls anterior lista en la consola todos los archivos .launch.

Uno de estos archivos es el denominado “people_detect.launch” el cual contiene las definiciones de ROS (en formato XML) que definen cómo tomar imágenes de una fuente (una cámara por ejemplo) y aplicar los métodos de detección de personas de OpenCV.

Para que este archivo funcione con las cámaras Real Sense, será necesario modificar este archivo “people_detect.launch” de la siguiente manera:

(!) Nota: Este procedimiento será necesario solamente una vez para una misma versión del paquete de ROS OpenCV Apps. Solo será necesario ejecutarlo nuevamente si se actualiza la versión del paquete de ROS OpenCV Apps.

Ejecute el comando gedit para editar el archivo:

sudo gedit people_detect.launch

Ubique las siguientes líneas en el archivo ver (estado inicial) y cámbielas para que luzcan como se especifica en (estado editado)

(estado inicial)

<arg name="image" default="image" doc="The image topic. Should be remapped to the name of the real image topic." />

<arg name="debug_view" default="true" doc="Specify whether the node displays a window to show edge image" />

(estado editado)

<arg name="image" default="camera/color/image_raw" doc="The image topic. Should be remapped to the name of the real image topic." /> 

<arg name="debug_view" default="false" doc="Specify whether the node displays a window to show edge image" />

PASO 3 –  Ejecución del ejemplo ROS para detección de personas

Ejecute los siguientes comandos de consola de manera individual, preferiblemente en una pestaña nueva de terminal (SHIFT CTRL  T)

1. Iniciar el nodo maestro de ROS

roscore &

2. Ubicarse en el directorio de ROS referente a la cámara Real Sense

roscd realsense_camera/

3. Lanzar (ejecutar) el procesador ROS de la cámara Real Sense

* Para una R200 use el siguiente comando: roslaunch realsense_camera r200_nodelet_default.launch &

* Para una SR300 use el siguiente comando: roslaunch realsense_camera sr300_nodelet_default.launch &

4. Ejecutar el procesador ROS para el proceso de detección de personas

roslaunch opencv_apps people_detect.launch

5. Carguemos ahora el visor de imágenes de ROS

rqt_image_view

* Este comando abre una ventana que tiene una caja de selección donde podemos elegir el canal que queremos visualizar.

 

El Tiny Tile con tecnología Intel

31 Mar , 2017,
Rebeca Rodriguez Tencio
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Hoy quiero presentarles nuestra primera impresión del TinyTILE de Element14. Se trata de una versión miniatura de la famosa placa Arduino/Genuino 101 (https://costaricamakers.com/?p=580), mide aproximadamente 35x26mm y de igual manera está basada en Intel Curie y es compatible con el software de Arduino. El TinyTILE tiene un costo de $39.00 al momento de escribir este tutorial y lo pueden conseguir en: la tienda de Element14

El tinyTILE posee 32bits, con una SRAM de 80kB y una memoria flash de 384kB, tiene instalado un sensor DSP (Procesador Digital de Señales ) de baja potencia, además de la opción BLE para el bluetooth, tiene los sensores del acelerómetro y giroscopio con 6 grados de libertad, posee un botón de “master reset” y un led que indica el estado de la alimentación (on\off), con una salida de voltaje de 3.3V.

Acá les dejo una guía muy sencilla de como iniciar y aprender más acerca del TinyTILE:

  1. Es importante tener instalado el software con el cual queremos empezar a experimentar con el tinyTILE, puede ser el muy conocido ARDUINO IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software) o Intel Curie Open Developer Kit (https://software.intel.com/en-us/node/674972#). En este caso para el tutorial usaremos el software de Arduino.
  2. Hay que instalar las bibliotecas de Intel Curie y seleccionar la placa que es de tipo Arduino/Genuino 101

101

Nota: Es importante revisar que en el Administrador de Dispositivos, tenga el puerto correcto y haya detectado la placa utilizada.

101 error

 

devicemanager

EJERCICIOS:

En este caso se pueden utilizar los mismos ejercicios de práctica realizados por Jose Núñez en el blog de aprendizaje Arduino 101 (https://costaricamakers.com/?p=580 ) los ejercicios funcionan a la perfección con el TinyTILE de Intel.

En el caso que ya hayan realizado los ejercicios y quieran probar con algo diferente, pueden intentar con estos recursos adicionales:

TinyTILE – Getting Started Guide: https://www.element14.com/community/servlet/JiveServlet/previewBody/84364-102-1-362023/tinytile-GettingStartedGuide.pdf

TinyTILE – Pin Mapping: https://www.element14.com/community/servlet/JiveServlet/previewBody/84365-102-1-362024/tinytile-Pin-Mapping.pdf

Una Introducción a la tecnología de Realidad Aumentada (AR)

9 Mar , 2017,
Luis Diego Jimenez Sanchez
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El 6 de Julio del 2016 salió Pokemon GO, uno de los actuales juegos pioneros en el mundo de la realidad aumentada y un despertar al mundo del interés sobre AR.  Quizás hayan escuchado sobre realidad virtual y realidad aumentada, así que, que las diferencia?  Realidad virtual, o conocido por sus siglas en inglés como VR, es la aplicación de un entorno o ambiente digital o virtual, que detecta diferentes caracteristicas de tiempo real del usuario y reacciona de manera que este siente que es real.  Realidad aumentada, es la ampliación de imágenes reales mediante el uso de algún dispositivo, de manera que agrega imágenes virtuales a lo que el usuario está observando.

Para empezar la investigación y aprendizaje de la realidad aumentada, un área totalmente desconocida para mí, el plan era iniciar con los Google Glass debido a su fama como empresa, esto antes de darme cuenta que el proyecto había sido descontinuado desde el 2015.  A partir de aquí, lo único que quedaba era iniciar búsqueda de  los productos que hay en el mercado.  Son 5 los que más me llamaron la atención, esto según los siguientes parámetros; precio, quien los produce y a que mercado se dirige el producto y como empezar a usarlos.   Después de investigar en internet por dispositivos de la naturaleza de AR, construí una lista de los dispositivos que mejor se acomodan a mi necesidad de entender el funcionamiento y alcance de estos.  Los dispositivos son los siguientes:

VUZIX M3000 Smart Glasses:

               Producido por la empresa VUZIX, la cual se dedica a la fabricación de lentes de VR y AR, los lentes M3000 tienen fecha de lanzamiento este verano de 2017, con precio que ronda los 900$.  Este producto tiene las capacidades de un teléfono inteligente con capacidad de conectarse a redes WIFI, basada en Android y se puede considerar una mini computadora.  Los M3000 se pueden personalizar, son más dirigidas a empresas de manera que se usen para entrenamientos, registros de procedimiento y data, y otros aspectos de la industria.  A continuación un link con demo de estos Smart glasses, https://www.youtube.com/watch?v=y6SGlOLVpg8.

VUZIX M3000

Imagen 1. VIZUX M3000 Smart Glasses

Microsoft HoloLens:

               El kit de desarrollo de HoloLens se puede encontrar por unos $3000 en la página,  https://www.microsoft.com/microsoft-hololens/en-us/buy.  Producido por los gigantes en la industria, Microsoft, tiene versiones comerciales desarrolladas para casos específicas.  Un ejemplo es para Case Western Reserve University tiene un programa de Anatomía Humana con el uso de hologramas.  Otras empresas que utilizan HoloLens para mejorar aspectos en su performance son Lowes, Volkswagen y Airbus.  Para el interés de desarrollar, el kit viene con su SDK respectivo, hay versión de SDK en Unity Engine donde se pueden crear objetos, escenas y usar comandos para reconocimientos de gestos.

hololens

Imagen 2. Microsoft HoloLens

Sony SmartEye Glass:

               Sony SmartEye Glass, no se puede comprar directamente en Costa Rica ni America Central, sino que es por pedido especial en Estados Unidos y algunos otros países en Europa.  El precio en la siguiente página es de $900.  Al igual que los otros lentes de realidad aumentada, estos también son Developer Kits por lo cual se permite al usuario darle el uso según las capacidades de lo que podas desarrollar.  Sony es la empresa que las produce y una diferencia de las demás es que esta trae un control cableado a los lentes, es pequeño por lo cual no produce incomodidad en el usuario.

sony smarteye glass

Imagen 3. Sony SmartEye Glass

Lenovo Phab Pro 2:

               Este teléfono, Lenovo Phab Pro 2 vale alrededor de $499.99 si se compra directamente de la página de Lenovo.  A mi opinión, no es un kit de desarrollo ni nada por el estilo.  Está destinado más hacia el uso de apps que incluyan AR, juegos por ejemplo ya se encuentran en el mercado.  La aplicación más interesante que encontré es roOomy Reality, esta permite mostrarle al usuario como se vería una nueva pieza de mueblería en algún determinado cuarto de su hogar.  Parece arropar la idea de la realidad aumentada al facilitar una tarea de la vida real mediante el uso de imágenes digitales.

lenovo phab pro 2

Imagen 4. Lenovo Phab Pro 2 celular

Intel RealSense:

              Aunque Real Sense no es una tecnología directamente relacionada con realidad aumentada en lo referente a proyeccion de elementos visuales a la vista del usuario, si permiten un acercamiento a esta mediante la comprensión experimental de las librerías y tecnologías adyacentes tales como captura, análisis y manipulación de imágenes y video.  Real Sense es un producto de un concepto tecnológico denominado “Perceptual Computing” que tiene que ver como los dispositivos computacionales pueden percibir mensajes del usuario diferentes al teclado/mouse tales como los gestos que vas a experimentar. Augmented Reality tiene que ver más con anteponer contenido a las imágenes que se le presentan al usuario; sin embargo en efecto las tecnologías y conceptos se traslapan.

La tecnología Intel RealSense, ofrece varios dispositivos y kits de desarollo, en precios que van desde los $99 para una cámara R200 hasta los $349 para un kit de desarrollo con cámara R200 y sistema computacional UP Board.

real sense

Imagen 5. Intel RealSense camera F200

Las cámaras, cuentan con la capacidad para hacer escaneos en 3D, reconocimiento facial y puede generar imágenes basándose en distancias de cuerpos u objetos de las cámaras.  Los SDK, kits de desarrollo de software, de Intel, en mi opinión es la mejor opción para empezar a trabajar con realidad aumentada y en siguiente mis razones:

  • Precio: es el producto más accesible, siendo el de $349 el kit más costoso. A pesar de que no se pueden comparar estos productos directamente debido a que sus objetivos y alcances son muy distintos, si los puedo comparar al tratarse de un primer acercamiento a esta tecnología.
  • Aplicación del hardware:  Para efectos de aprendizaje, tales como los mios, en el cual es necesario entender el alcance de registrar data a partir de entradas por camara, me parece mejor opcion usar el RealSense debido a las librerias que trae como reconocimiento facial o de gestos.

Mi primer experimento será con Intel RealSense, probablemente algún carro o robot al que pueda darle direcciones con gestos de mis manos.

Intel Realsense Robotic Kit con Upboard + ROS

17 Feb , 2017,
Jose Nunez
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IMG_20170216_190038Recientemente publicamos un primer artículo sobre el kit de robótica de Intel que trae una cámara Real Sense y un Upboard.

Aunque esta segunda entrega es bastante corta, esperamos que abra las perspectivas de nuestros lectores sobre lo que se puede llegar a hacer con uno de estos kits y los sistemas de robótica ROS y las facilidades que tiene para el manejo de cámaras Real Sense.

Paso 1 (30 min)

Comenzaremos diciendo que instalar Ubuntu y ROS en el Upboard es una tarea súperfacil siguiendo las instrucciones en este enlace:

https://software.intel.com/realsense/robotic-devkit-quickstart

Esto incluye

  1. Una revisión de materiales incluidos en el kit
    (!) Van a necesitar un cable HDMI estándar para conectar el video del UP Board a un monitor, un teclado, un ratón y un adaptador WIFI USB.
  2. La descarga de Ubuntu 16.04.1 LTS
    (!) Hoy (FEB18) gracias a las pruebas que está haciendo el profesor Tomás de Camino, vimos que ya la versión de Ubuntu 16.04.1 no está disponible en el enlace oficial que trae la guía de quick start de Intel, sino que fue reemplazada por la 16.04.2. Aunque en la buena teoría deben funcionar igual, en caso de experimientar algun problema con el setup acá les dejamos el enlace oficial a esa versión: 
    http://old-releases.ubuntu.com/releases/xenial/ubuntu-16.04.1-desktop-amd64.iso
  3. La creación de un USB Stick de instalación
  4. La instalación del Ubuntu en el UP Board
  5. La actualización del sistema operativo incluyendo el KERNEL de linux optimizado para el Upboard
    (!) En este paso puede que se necesite configurar los servidores APT de Ubuntu para que use los servidores en Estados Unidos (no en Costa Rica) ya que en CR no están los paquetes de ROS. Para esto se abre el menú de búsqueda de Ubuntu y se digita “Software Updates” y en la casilla “Download From” se selecciona “Server from United States”image
  6. La actualización del software de Real Sense
  7. La instalación del sistema ROS en su versión Kinetic
    (!) ROS es un “meta-sistema operativo” de código abierto para robots, desarrollado por la fundación de robótica de código abierto. Para aprender más sobre ROS pueden seguir este enlace http://wiki.ros.org/ROS/Introduction
  8. Ejecución de un “Nodelet” de ROS para la cámara Realsense R200
  9. La ejecución del programa “RVIZ” para visualización 3D
  10. ¡a celebrar carajo!

Si, eso es todo por ahora.

Intel UPBoard y el kit de robótica Real Sense

16 Feb , 2017,
Jose Nunez
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69c570f4-7821-42da-a8b7-c0d23bf1b202Esta semana nuestra investigación dio un giro inesperado al encontrarnos por primera vez con una pequeña maravilla que desconocíamos: el kit de robótica Real Sense de Intel, que está basado en un dispositivo (diríamos “compentencia” del Raspberry PI) denominado UP Board.

[Actualización 2/20/2017]
El UP Board es un dispositivo fabricado por la empresa AAEON que usa tecnología Intel y está optimizado para las cámaras Real Sense de Intel.

Afortunadamente pudimos conseguir uno de estos kits en la tienda de Intel antes de que se agotaran. Esperamos que pronto estén de vuelta.

El kit que se vende por aprox. $350 más gastos de envío e impuestos, contiene una tarjeta Up Board que prácitcamente del mismo tamaño que una Raspberry PI 3, con 32GB de storage eMMC, 4 GB de memoria RAM de alta velocidad y un procesador Intel Atom de 4 núcleos 1.92 GHz y GPIO de 40 pines y fuente de poder (5V 4A). (Especificación completa)

Siendo que la cámara Real Sense se consigue por $170, la tarjeta UP Board con 4GB RAM, 32GB Storage, nos sale costando aproximadamente $180, más un dongle wifi que necesitamos para conectarlo a Internet ($20)

Pero no nos confundamos; pusimos “competencia” entre comillas por que ¡esta cosa realmente vuela! Pienso que el precio está justificado por el desempeño que presenta y la facilidad con que lo pudimos poner en operación.

Viene optimizado y preparado para correr Ubuntu Linux (tal cual se descarga del sitio de Cannonical), trae un USB3.0  optimizado para la cámara Real Sense R200  que conforma el kit y otros cuatro puertos USB 2.0 más.

Mi experiencia echando a andar este pequeño monstruo fue realmente placentera. Fue cuestión de preparar un USB Stick con una imagen de Ubuntu, bootearlo en el dispositivo e instalar.

Luego de eso instalamos algunas librerías muy interesantes que estaremos detallando pronto en nuestra siguiente entrega, tales como ROS (robot operating system), OpenCV Apps, Optimizaciones del Kernel de Linux para el upboard, etc.

A este punto pudimos instalar todas las librerías necesarias, e incluso instalar y correr Netbeans 8.2 sin ningun impacto en el desempeño del dispositivo.

 

 

Robot de dos llantas + acelerómetro/giroscópio > Una experiencia de Aprendizaje

13 Ene , 2017,
Jean Paul Jimenez
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robot-willieResumen

Les confieso que esta es mi primera publicación; por pura insistencia de mi editor estamos acá escribiendo. En esta primera entrada discutiremos mi experiencia en Intel en la investigación de cómo programar un robot de dos ruedas mediante diversos micro-c0ntroladores, incluyendo el S4A-EDU, Arduino UNO, Aruduino 101 y Sparkfun Thing.

Detalle

A principios de este año 2017. tuve la bendición de poder pasar unos días en Intel en una experiencia “ad-hoc” de aprendizaje de tecnología, investiación, desarrollo, auspiciada por el Centro de Innovación de Intel y por José Núñez.

En esta experiencia pudimos explorar las diferentes reacciones que que tenia el robot cuando instalábamos diferentes programas (en ARDUINO IDE) con  diferente controladores para realizar rutinas como por ejemplo: movilidad hacia adelante y atrás, movimientos con giros con duración específica y también pudimos ver funcionar el acelerometro y giroscópio del chip Intel Curie.

En el fondo nos concentramos en tratar de entender cómo hacer que se mueva el robot (descrito acá) en distintas direcciones y cómo hacer que este pueda tener un movimiento rectilineo preciso, controlado utilizando el giroscopipo disponible en el Intel Curie.

Experiencia con el Acelerómetro de Intel Curie

Comenzamos aprendiendo sobre las diferentes funciones del Intel Curie. Para esto realizamos diversos experimentos descritos en este artículo de Jose Nunez acá en CostaRicaMakers.com.

La verdad me resultó sencillo de utilizar y muy útil para aprender a hacer las lecturas de los diferentes sensores (acelerómetro y giroscópio) y la utilización de las funciones de Blue Tooth Low Energy (BLE)

Experiencia con el Robot de dos llantas y el controlador S4-EDU

La verdad es que comencé con esta experiencia con altas expectativas de lo que podría aprender y hacer. Al principio el primer problema que enfrenté fue aprender un poco de programación, creo que tengo un largo camino por recorrer en esta área.

El robot en sí permite realizar movimientos de manera muy versatil gracias a su sistema de dos llantas independientes sobre las que podemos controlar dirección individual y velocidad.

Como mencioné antes fuimos probando diversos controladores, comenzando por el original del kit del robot (el S4A-EDU) que cuenta con un circuito muy interesante denominado “Puente H” (H-Bridge) que nos permite controlar la dirección y velocidad de los motores.

Una vez que pudimos hacerlo moverse usando el controlador original (S4A-EDU) nos dimos a la tarea de reemplazar dicho controlador (parcialmente) con un ARDUINO101 que como dijimos tiene sensores de movimiento (acelerómetro y giroscopio). Para esto pudimos facilmente desconectar el puente H del S4A-EDU y conectarlo al ARDUINO 101.

Como dije antes, el principal reto que enfrentamos fue la programación. Realizamos diferentes tipos de programa usando el ambiente integrado de desarrollo (IDE) de ARDUINO.

Una vez controlado por el ARDUINO 101 para realizar los movimientos básicos, el siguiente reto era comenzar a utilizar el giroscopio para leer cuanto se desviaba hacia un lado u otro el robot al caminar en una misma dirección. Para poder extraer los datos (que son muchos) de las lecturas del giroscopio, tratamos inicialmente de subirlos por WiFi a un servidor en Internet. Pare este fin introducimos un controlador más: el SPARKFUN THING.

La programación del SPARKFUN THING es algo “truculenta” ya que requiere una interfase serial para conectar la laptop donde uno escribe el programa y subirla al micro-controlador. Intentamos con un cable tipo FTDI, pero no tuvimos suerte. En resumen no funcionó por que el cable que teníamos no cuenta con línea DTR… (eso me queda pendiente de entenderlo mejor). Al día siguiente conseguimos otra interfase denomiada “FOCA V1.2” la cual permite comunicación serial con diversas opciones, con y sin línea DTR, a diferentes voltajes (3V, 5V) etc.

Ahora bien, subir datos por via WiFi a un servidor en Internet, el tiempo minimo que toma son 3 o 4 segundos… y el giroscopio generaba datos cada 200ms o menos… o sea, no nos servía la opción del WiFi… fue entonces cuando decidimos cambiar la solución. En vez de guardar los datos en Internet nos avocamos a graficarlos en mi celular usando una conexion Bluetooth Low Energy (del ARUDINO 101). Para esto fue necesario instalar una app en mi celular denominada nRF Toolbox descrita en el artículo mencionado sobre ARDUINO 101.

En este punto logramos que el robot se moviera en una misma dirección durante dos segundos y graficar durante ese tiempo las lecturas del giroscópio cada 200ms.

Control de Velocidad

Aprendí que la velocidad del robot se puede controlar mediante un método que se llama PWM (Pulse Width Modulation) y la idea es utilizar ese principio para ajustar la velocidad de cada rueda para compensar micro-desviaciones del movimiento rectilineo que queriamos lograr. Desafortunadamente no nos dio tiempo de implementar esa parte correctiva.

Conceptos Relacionados

Quiero listar acá algiunos conceptos que me parece importante profundizar en el futuro para mi propio aprendizaje en el área de robótica, tecnología y mecatrónica:

  • Variables y Constantes
  • Funciones y Métodos
  • Pasos e Instrucciones
  • Condicionales
  • Vibración
  • Frecuencia
  • Ancho de Pulso
  • Voltaje
  • Corriente/Amperaje

Agradecimientos

Quiero agradecer a el Señor Jose Núñez por permitirme esta oportunidad de estar en Intel aprendiendo mediante estos experimentos. Sinceramente me ha servido de mucho, tanto para mis estudios como para mi futuro.

Intel Joule 570x Developer Kit

Ene , 2017,
Jose Nunez
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IMG_20170113_000514Finalmente llegó el momento de evaluar el Intel Joule. Una plataforma de amplio poder computacional y de un tamaño sumamente reducido.

Tal y como se menciona en su sitio de arranque (getting started with Intel Joule), se trata de un módulo de alto desempeño tanto en poder de computación como en procesamiento de gráficos y memoria. Está orientado a la innovación en aplicaciones de visión computarizada, robótica, drones y otras aplicaciones de alta capacidad de cómputo.

En nuestro caso, estaremos probando el kit de desarrollo Joule 570X cuyas principales características incluyen:

  • Procesador Intel Atom de cuatro núcleos a 1.7 GHz (base) hasta 2.4GHz en modo turbo. (Dos hilos por núcleo)
  • Plataforma de direccionamiento de 64bit
  • Procesador gráfico Intel de alta definición HDMI 1.4b a 450MHz (base) hasta 650MHz (modo turbo)
    • Puerto Micro-HDMI
  • Memoria RAM de 4GB con velocidad de 25.6GB/s
  • Almacenamiento de 16GB en Flash eMMC
  • Puertos USB 3.0
  • 3.5 Puertos UART
  • Conectividad WiFi y Bluetooth
  • 8 líneas dedicadas de entrada/salida de propósito general (GPIO) + 48 pines re-mapeables
  • 4 Puertos PWM
  • 1 Puerto SDIO para tarjeta SD
  • Reloj de Tiempo Real (RTC)
  • Alimentación de 12V 3A (fuente no incuida en el kit de desarrollo)
    • La documentación sugiere rango de operación de 4V a 20v *
  • Sistemas Operativos Sugeridos: Linux de referencia, Ubuntu IoT, Windows IoT
  • 7 Interfaces I2C en modo MASTER
  • Optimizado para interactuar con cámaras 3D tecnología Real Sense

Comparativamente se puede analizar el Intel Joule en contraste con el Intel Edison donde se destacan las siguientes diferencias:

  1. Más de 6X adicionales de poder de procesamiento: El Edison tiene un procesador que corre a 500MHz en contraste con 1.7GHz del Joule
  2. 4X más de memoria RAM: El Edison tiene RAM de 1GB DDR3 mientras que el Joule cuenta con 4GB LPDDR4
  3. 4X más de capacidad de de almacenamiento: El Edison provee 4GB de capacidad de almacenamiento, mientras el Joule provee 16GB ambos en tecnología eMMC Flash
  4. WiFi Mejorado: El Edison incluye conectividad WiFi para bandas de 2.4 y 5 GHz, mientras que el Joule incluye WiFi 802.11ac con MIMO.
  5. Capacidad de Video: El Intel Joule incluye controlador de video y salida de video Intel HD, mientras que el Edison no tiene salida de video integrada.
  6. Dimensiones: El Intel Joule mide 48X24x3.5mm ligeramente más grande que el Edison que mide 35.5x25x2.9mm
  7. GPIO: Más de 4X en puertos GPIO disponibles.

En nuestra próxima entrega estaremos compartndo nuestras pruebas prácticas sobre el Intel Joule.

Cabe mencionar que en nuestra prueba inicial (boot up) usamos una fuente de poder de 12V 1A. Tratamos con una de 5V 2A, pero no fue suficiente

Comenzando con Intel Galileo

7 Dic , 2016,
Jose Nunez
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IMG_20161206_202348Tomando en cuenta una pequeña comunidad que hay acá en C.R. sobre Intel Galileo GEN2, acá les presentamos un pequeño resumen introductorio.

La línea Galileo de Intel parece estar más orientada a la parte didáctica de microcontroladores que funcionan con ARDUINO mezclada con Micro-computadores que corren LINUX.

Enlace con Especificaciones

Para “iniciar” con este dispositivo no se necesita mayor cosa, solo un cable de tipo USB-a-microUSB (~$6) para programarlo mediante el ambiente ARDUINO IDE. Es el mismo tipo de cable que se usa para cargar una mayoría de teléfonos Android desde una PC.

Hay un tutorial en Inglés acá: https://software.intel.com/en-us/get-started-galileo-windows

Para sacarle mayor provecho se recomienda tener lo siguiente:
• Tarjeta Micro SD de 2GB a 32GB (crcibernetica ~$8) Para instalar una versión LINUX personalizada
• Cable de tipo “6-pin Serial to Type A USB cable (FTDI cable # TTL-232R-3V3 is recommended ($20 en Amazon)” o interfaz USB/SERIAL/FTDI tipo FOCA 2.2 ($ 11 en crcibernetica) Para acceder a la consola LINUX
• Tarjeta WiFi para laptop (Centrino N135 o Centrino 6205 ~$11-$14 en Amazon) para darle conectividad WiFi. Ambas tarjetas requieren este accesorio.

La presentación estándar de Intel Galileo GEN2 incluye la fuente de poder.

El dispositivo puede ser programado con ARDUINO IDE o mediante la plataforma LINUX que corre.

Arduino 101 – Tutorial

2 Abr , 2016,
Jose Nunez
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Bienvenido al tutorial introductorio de la placa Arduino 101; sin duda una tarjeta especial para aprender y para prototipar usando conceptos de movimiento (aceleración, rotación) y sistemas de comunicación de red de área personal (PAN) para el desarrollo de ideas de tecnología vestible.

Al momento de escribir este tutorial, el Arduino 101 tenia un costo de $30, mientras que el Arduino UNO convencional un costo de $25.


(!) Antes de seguir estas instrucciones asegúrese de entender las Condiciones de Uso de nuestro sitio.


Contenido:

  1. ¿Qué es el Arduino 101 y qué es Intel Curie?
  2. Ejercicios:
    1. Acelerómetro y Giroscopio
    2. Acelerómetro y BLE: Contador de Pasos
    3. Bluetooth Low Energy (BLE): Monitor de Batería
    4. RTC / EEPROM
  3. ¿Dónde encontrar más información?

¿Qué es un Arduino 101 y qué es un Intel Curie?

El Arduino 101 es una de las más recientes creaciones de la familia de placas Arduino. Es una placa para prototipado y aprendizaje que implementa el nuevo chip SoC (Sistema en un solo chip) de Intel denominado Intel Curie(r)

¿Intel Curie?

Se trata del sistema en un solo chip más reciente de Intel, orientado al “mercado maker” que tiene como objetivo traer mayores capacidades computacionales y de sensado y comunicación al mundo maker y el mercado de la computación vestible y embebida.

Dentro de las especificaciones y funcionalidades de Intel Curie encontramos:

  • Voltaje de operación de 3.3V
  • Memoria Flash (no volatil) de 384Kb
  • Memoria SRAM (volatil) de 80Kb
  • Sistema on-chip QUARK-SE
  • Capacidad de comunicación Bluetooth Low Energy (BLE)
  • Combo integrado de sensores: acelerómetro + giroscópio 6 ejes.

Al implementar Intel Curie, el Arduino 101 presenta las siguientes ventajas comparativas con respecto del Arduino UNO

  • 196 Kb de memoria no volatil (flash). 6 veces más memoria que el Arduino UNO que trae 32Kb.
  • 24 Kb de memoria volatil (SRAM). 12 veces más memoria que el Arduino UNO que trae 2Kb.
  • 32MHz de velocidad de reloj; lo que representa el doble de los 16MHz del Arduino UNO
  • Alimentación (barril) de 7-12V
  • Sistema Operativo de Tiempo Real (RTOS) instalado en el Curie
  • Reloj de tiempo real (RTC)
  • Corriente por pin: 20mA
  • Sensores de Movimiento de 6 ejes: Acelerómetro (x,y,z) y giroscopio (roll, jaw, pitch)

La siguiente imagen ilustra los 6 ejes de movimiento sensables:

ejes_acc_gyro

Figura 1 – Ejes detectables de movimiento.


EJERCICIOS

En estos cuatro ejercicios exploraremos las diferentes funciones del Arduino 101, en lo referente a sensores de movimiento, comunicación Bluetooth BLE y uso de la memoria no volatil del sistema.

Para todos los ejercicios utilizaremos este programa base:

/*
 Copyright (c) 2015 Intel Corporation. All rights reserved.

 This library is free software; you can redistribute it and/or
 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 License as published by the Free Software Foundation; either
 version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.

 This library is distributed in the hope that it will be useful,
 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
 Lesser General Public License for more details.

 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 License along with this library; if not, write to the Free Software
 Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA

 Modified by Jose Nunez @ intel corporation on April 2 2016

 https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Genuino101CurieBLEHeartRateMonitor
 
*/

/*
 This sketch example demonstrates how the BMI160 on the
 Intel(R) Curie(TM) module can be used to read accelerometer data
*/

#include "CurieIMU.h"
#include <CurieBLE.h>

int EXERCISE = 1;


/****************** BLE HEARTRATE GLOBALS **************************/
BLEPeripheral blePeripheral; // BLE Peripheral Device (the board you're programming)
BLEService heartRateService("180D"); // BLE Heart Rate Service

// BLE Heart Rate Measurement Characteristic"
BLECharacteristic heartRateChar("2A37", // standard 16-bit characteristic UUID
 BLERead | BLENotify, 2); // remote clients will be able to get notifications if this characteristic changes
 // the characteristic is 2 bytes long as the first field needs to be "Flags" as per BLE specifications
 // https://developer.bluetooth.org/gatt/characteristics/Pages/CharacteristicViewer.aspx?u=org.bluetooth.characteristic.heart_rate_measurement.xml

int oldHeartRate = 0; // last heart rate reading from analog input
long previousMillis = 0; // last time the heart rate was checked, in ms
/****************** END OF BLE HEARTRATE GLOBALS **************************/

void setup() {
 delay(3000);
 Serial.begin(9600); // initialize Serial communication
 pinMode(13, OUTPUT); // initialize the LED on pin 13 to indicate when a central is connected
 while (!Serial); // wait for the serial port to open
 Serial.println("SETUP...");
 // initialize device
 Serial.println("Initializing IMU device...");
 CurieIMU.begin();

 // Set the accelerometer range to 2G
 CurieIMU.setAccelerometerRange(2);

/****************** BLE HEARTRATE SETUP **************************/
 /* Set a local name for the BLE device
 This name will appear in advertising packets
 and can be used by remote devices to identify this BLE device
 The name can be changed but maybe be truncated based on space left in advertisement packet */
 blePeripheral.setLocalName("HeartRateSketch");
 blePeripheral.setAdvertisedServiceUuid(heartRateService.uuid()); // add the service UUID
 blePeripheral.addAttribute(heartRateService); // Add the BLE Heart Rate service
 blePeripheral.addAttribute(heartRateChar); // add the Heart Rate Measurement characteristic

 /* Now activate the BLE device. It will start continuously transmitting BLE
 advertising packets and will be visible to remote BLE central devices
 until it receives a new connection */
 blePeripheral.begin();
 Serial.println("Bluetooth device active, waiting for connections...");
/****************** END OF BLE HEARTRATE SETUP **************************/

 Serial.println("SETUP COMPLETE");
 
}

void loop() {
 switch(EXERCISE){
 case 1: 
 readAndReportAccelerometer();
 break;
 case 2:
 readAndReportGyroscope();
 break;
 case 3:
 monitorHeartRate();
 break;
 }
}

float pax, pay, paz, dax, dayy, daz;
void readAndReportAccelerometer(){
 int axRaw, ayRaw, azRaw; // raw accelerometer values
 float ax, ay, az;

 // read raw accelerometer measurements from device
 CurieIMU.readAccelerometer(axRaw, ayRaw, azRaw);

 // convert the raw accelerometer data to G's
 ax = convertRawAcceleration(axRaw);
 ay = convertRawAcceleration(ayRaw);
 az = convertRawAcceleration(azRaw);

 dax = abs(ax-pax);
 dayy = abs(ay-pay);
 daz = abs(az-paz);
 
 if(dax>0.02 || dayy>0.02 || daz>0.02){

 // display tab-separated accelerometer x/y/z values
 Serial.print("a:\t");
 Serial.print(ax);
 Serial.print("\t");
 Serial.print(ay);
 Serial.print("\t");
 Serial.print(az);
 Serial.println();

 pax = ax;
 pay = ay;
 paz = az;
 } 
}

float prev_gx, prev_gy, prev_gz, diff_gx, diff_gy, diff_gz;
float relevancyTrigger = 0.3;
void readAndReportGyroscope() {
 int gxRaw, gyRaw, gzRaw; // raw gyro values
 float gx, gy, gz;

 // read raw gyro measurements from device
 CurieIMU.readGyro(gxRaw, gyRaw, gzRaw);

 // convert the raw gyro data to degrees/second
 gx = convertRawGyro(gxRaw);
 gy = convertRawGyro(gyRaw);
 gz = convertRawGyro(gzRaw);

 diff_gx = abs(prev_gx-gx);
 diff_gy = abs(prev_gy-gy);
 diff_gz = abs(prev_gz-gz);

 if(diff_gx>relevancyTrigger || diff_gy>relevancyTrigger || diff_gz>relevancyTrigger){

 // display tab-separated gyro x/y/z values
 Serial.print("g: \t");
 Serial.print(gx);
 Serial.print("\t");
 Serial.print(gy);
 Serial.print("\t");
 Serial.print(gz);
 Serial.println( "");

 prev_gx = gx;
 prev_gy = gy;
 prev_gz = gz;
 }

}

void monitorHeartRate(){
 // listen for BLE peripherals to connect:
 BLECentral central = blePeripheral.central();

 // if a central is connected to peripheral:
 if (central) {
 Serial.print("Connected to central: ");
 // print the central's MAC address:
 Serial.println(central.address());
 // turn on the LED to indicate the connection:
 digitalWrite(13, HIGH);

 // check the heart rate measurement every 200ms
 // as long as the central is still connected:
 while (central.connected()) {
 long currentMillis = millis();
 // if 200ms have passed, check the heart rate measurement:
 if (currentMillis - previousMillis >= 200) {
 previousMillis = currentMillis;
 updateHeartRate();
 }
 }
 // when the central disconnects, turn off the LED:
 digitalWrite(13, LOW);
 Serial.print("Disconnected from central: ");
 Serial.println(central.address());
 }
}

void updateHeartRate() {
 /* Read the current voltage level on the A0 analog input pin.
 This is used here to simulate the heart rate's measurement.
 */
 int heartRateMeasurement = analogRead(A0);
 int heartRate = map(heartRateMeasurement, 0, 1023, 0, 100);
 if (heartRate != oldHeartRate) { // if the heart rate has changed
 Serial.print("Heart Rate is now: "); // print it
 Serial.println(heartRate);
 const unsigned char heartRateCharArray[2] = { 0, (char)heartRate };
 heartRateChar.setValue(heartRateCharArray, 2); // and update the heart rate measurement characteristic
 oldHeartRate = heartRate; // save the level for next comparison
 }
}

float convertRawAcceleration(int aRaw) {
 // since we are using 2G range
 // -2g maps to a raw value of -32768
 // +2g maps to a raw value of 32767
 
 float a = (aRaw * 2.0) / 32768.0;

 return a;
}

float convertRawGyro(int gRaw) {
 // since we are using 250 degrees/seconds range
 // -250 maps to a raw value of -32768
 // +250 maps to a raw value of 32767
 
 float g = (gRaw * 250.0) / 32768.0;

 return g;
}

 

EJERCICIOS #1 y 2 – ACELERÓMETRO Y GIROSCOPIO

En este ejercicio realizaremos lecturas del acelerómetro y del giroscopio y mostraremos el resultado en el monitor serial.

A su vez, implementamos una lógica de detección de cambios relevantes que nos permitirá observar con mayor claridad los cambios ocurridos en las medidas de los sensores.

PASO 1 – Cargue el programa del tutorial en su Arduino 101

PASO 2 – Utilizando la Figura 1 como guía, verifique en el Monitor Serial del IDE ARDUINO si los ejes mencionados son correctos para el acelerómetro (x,y,z)

PASO 3 – Modifique el programa, comentando la línea 32 para darle el valor de 2 a la variable EXERCISE.

ex02

PASO 4 – Cargue el programa modificado al Arduino 101 y verifique  los ejes de giro tal y como se ilustran en la Figura 1

PASO 5 – Preste atención a las líneas de la 110 a la 114; esta es la lógica de detección de cambios relevantes. Trate de explicarla.

110-114

PASO 6 – Ahora preste atención a las líneas de la 145 a la 149, es una implementación más limpia / autoexplicable de la lógica de detección de cambios relevantes. Trate de explicarla.

145-149

PASO 7 – Reto: Modifique la lógica de detección de  cambios relevantes para que detecte cualquier cambio.


EJERCICIO #3 – SIMULACION DE BLE HEARTBEAT SERVICE

En este ejercicio vamos a utilizar la comunicación Bluetooth/BLE para simular un mecanismo de detección de ritmo cardiaco y graficarlo en el celular.

Para esto necesitaremos un celular con capacidad BLE. En este descargaremos una aplicación llamada “nRF Toolbox” la cual hace una implementación de varios esquemas de servicio BLE. Utilizaremos entonces el servicio “HRM” (Heart Rate Monitor) para graficar datos provenientes del Arduino 101.

PASO 1 – Instale nRF Toolbox en su celular

PASO 2 – Re-configure el sketch base de este tutorial para ejecutar el ejercicio 3. En la línea 32 modifique la variable EXERCISE para que tenga un valor de 3.

arduino101_ex3

 

PASO 3 – Descargue el programa hacia la placa Arduino 101

PASO 4 – Abra el Monitor Serial (SHIFT + CTRL + M)

PASO 5 – En su celular, abra la aplicación “nRF Toolbox” y abra el servicio HRM. Allí pulse el botón “Connect” y elija “HeartRateSketch”

4 screens

PASO 6 – Observe cómo se grafican los datos

PASO 7 – Explicación

Esta simulación toma el valor de uno de los puertos analógicos del Arduino 101 (A0) y envia los datos a través de un servicio BLE estandard de tipo “Heart Rate Service”. Si se deja el pin A0 de la placa sin conexion, este tendrá valores “aleatorios” que serán graficados igual.

 


Recursos Adicionales

https://www.arduino.cc/en/Guide/Arduino101

http://www.intel.com/content/www/us/en/wearables/wearable-soc.html

 

Edison – Linux – Cómo restablecer la conexión de Red

1 Sep , 2015,
José Núñez
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En otra publicación veíamos que para reiniciar la conexión de red en GALILEO se usaba un comando de init.d

Para Edison es diferente. Dado que Edison no usa init.d, hay qu usar otro tipo de comando para reiniciar:

1. Reiniciar la red:
systemctl restart wpa_supplicant.service

2. Verificar el estado del servicio de red:
systemctl status wpa_supplicant.service

o tambien…

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