Latch e a Internet das Coisas: Integração prática com Arduino (II)

Para alcançar o objetivo de integrar Latch com o Arduino, explicaremos primeiramente nesta edição, o que é um Arduino e como adicionar acesso à internet por menos de 20 reais. Neste caso escolhemos o módulo WiFi ESP8266 que também tem uma comunidade muito grande e é simples de usar. Agora veremos como:

Integração IoT de Latch com Arduino

Arduino é uma popular plataforma aberta de hardware, amplamente utilizada em todos os tipos de projetos eletrônicos (especialmente em ambientes educacionais) por sua simplicidade e baixo custo. Com base na arquitetura de microcontroladores AVR da ATMEL, fornece um completo ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) de código aberto, inspirado em Processing e conta com uma linguagem de programação Wiring que forma o conjunto de software livre AVR-libc.

Sendo uma plataforma aberta, tanto de hardware como de software, foi criado um ecossistema de desenvolvedores que tornam públicas suas bibliotecas de código. Há fabricantes que produzem diferentes placas e acessórios (Shields) compatíveis, tudo a um baixo custo. Portanto, não há dificuldade na obtenção de todos os elementos necessários para a integração com Latch: desde as  matérias-primas até informações abundante de todos os tipos.

Módulo WIFI ESP8266

Há muitas maneiras de conectar um Arduino convencional a Internet de forma autônoma, sem a necessidade de utilizar um híbrido como o Arduino Yun. Geralmente acessórios shields de Ethernet são utilizados por WiFi ou GSM/GPRS, mas as chances de tais combinações são estritamente limitadas pela escassez de recursos do microcontrolador ATMEGA328P com apenas 2 Kbytes de SRAM.

A vantagem de usar um módulo externo é liberar o Arduino das tarefas mais pesadas de conexão de rede: desde o acesso à mídia neste caso wireless (802.11b/g/n com segurança em WEP/WAP/WPA2) para a pilha TCP/IP completa: IP, TCP, UDP, ARP, DHCP, DNS e até mesmo o SSL.

Entre os módulos externos mais interessantes, embora não tenha sido projetado especificamente para Arduino, você pode conectar à Internet através da pequena ESP8266. Um SoC (System On a Chip) econômico que fornece conectividade Wi-Fi 802.11b/g/n 2.4GHz. Seu firmware também suporta vários padrões de segurança como o WPA/WPA2 e TLS/SSL, dentre muitos outros.

Baseado no núcleo Tensilica Xtensa LX (empresa que realizou o projeto lógico), os chips produzidos pela Espressif (quem fabrica o chip e publica os SDK) são montados em diferentes módulos por vários fabricantes. AI-Thinker fabrica os módulos já prontos para usar, estes são os mais difundidos.

Graças a empresa Espressif que tornou público o kit de desenvolvimento (SDK) com toda documentação, surgiu uma grande comunidade de desenvolvedores de software, permitindo você substituir o firmware original do Eletrodragon que fornece uma interface mediante a comandos AT, por autênticos sistemas incorporados como NodeMCU ou MicroPython. Chegou até a aparecer um SDK alternativo baseado no GCC, ou uma extensão para programá-lo através do IDE do Arduino. Em nossa prática, nós substituiremos o firmware para viabilizar a implementação desejada.

Você pode obter o módulo ESP8266 em lojas especializadas ou on-line por menos de 20 reais.

espduino

Uma das maneiras mais originais de orquestrar a conexão entre o Arduino e o módulo ESP8266 é usado espduino: um projeto particular publicado em Open Source sob a licença do MIT, que consiste de duas partes:

Ambos os dispositivos se comunicam usando protocolo SLIP (Serial Line Internet Protocol),  um veterano da série de protocolos padrões (RFC 1055). Ainda hoje é usado em sistemas embedados por por sua simplicidade, mas totalmente substituido por  PPP (Point to Point Protocol RFC 1661) na maioria dos sistemas, visto que oferece muitas vantagens.

A implementação RESTful de espduino suporta o método GET e a inclusão de cabeçalhos personalizados, suficiente para consumir a API de Latch  No entanto, o único handshake SSL não  suporta chaves maiores do que as de 1024 bits. O «problema» é que, hoje, a maioria dos serviços sob HTTPS usa certificados com chaves de 2048 bits … e este é o caso da Latch,  então você vai precisar articular um mecanismo de intermediação.

Na próxima edição, veremos como configurar o espduino para a conexão entre o Arduino e o módulo de WiFi e também como resolver o problema dos 2048 bits.

* Latch e a Internet das Coisas: Integração práctica com Arduino (I)

Jorge Rivera
jorge.rivera@11paths.com

traduzido por Leandro Bennaton
leandro.bennaton@11paths.com