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Posts tagged “hardware libre

Barreras de pago en estándares «abiertos»

There’s a generally accepted level of accessibility which is known as RAND or resonable and non-discriminatory which tech-industries wide is expected for certain types of documentation/specification. Historically “reasonable” was understood to mean that corporate entities could reasonably afford it, and the pricing would be at values like 10 or 50 thousand dollars US.

These values are clearly not “reasonable” for individual contributors. And moreover in the modern era it is very questionable what that high fee is for, since the costs for information dissemination are so low.

As a result, there has been some beginning of adjustment for what is a reasonable pricing to fit into the RAND style labelling. It’s happening slowly, but it does seem to be occurring. k8to

El mundo antes de Internet funcionaba así: se decidía crear un estándar entre varias empresas, se creaba una alianza para debatirlo, se publicaba y se distribuía. Definir estándares no es algo que cueste dinero, es más bien una negociación de carácter técnico, pero antes de internet, la creación de una alianza y la publicación y distribución del estándar desarrollado tenía un coste elevado, suponía la creación de un gran sistema burocrático con sedes en distintos países y gran cantidad de personal haciendo tareas puramente administrativas.

Con la red de redes todo esto ha cambiado, como bien saben en la comunidad Linux, la diseminación de información tiene un coste prácticamente cero. ¿Que sentido tiene seguir pagando las cuotas de acceso a estándares industriales? Para la gran industria la cosa está clara, mantener todo esa jerarquía burocrática, incluso crear nuevas con el mismo sistema, el objetivo es siempre el mismo, la extracción de rentas, donde los más pequeños siempre tienen las de perder. Así tenemos cosas como la MIPI Alliance o The Khronos Group, que podrían hacer mucho más de lo que hacen si abrieran sus puertas a las comunidades de hardware y software libres.


Automatización Libre

linuxcnc_logo

En el mundo industrial y de la automatización en general no es ningún secreto que está dominado por el software y el hardware propietario, unas pocas empresas crean los componentes con los que una gran  cantidad de empresas integradoras se las ingenian para adaptar a los requisitos del sistema en concreto. Al final lo que encontramos es una red descentralizada donde montones de integradores y clientes finales dependen exclusivamente de unas pocas empresas que tienen generalmente su sede en Estados Unidos o Alemania.

Son pocos los que intentan nadar contracorriente en este mundillo, algunos que han tirado la toalla y otros que han encontrado soluciones nuevas a viejos problemas, pero para introducirnos en la automatización libre primero debemos hacer una cartografía de las comunidades que se dedican a producirlo y en eso consiste este post.

Automatización Industrial

El proyecto en que más esperanzas tengo puestas desde el punto de vista industrial se trata de OSADL, se trata de un laboratorio de desarrollo de automatización open source, ofrecen apoyo para la implementación de software libre a nivel industrial, se centran sobre todo en Linux y liberan una versión estable del kernel Linux RT, versión del kernel muy importante en los sistemas industriales. Por ejemplo, otro proyecto que hace uso del Linux RT es LinuxCNC, una distribución GNU/Linux para usar de base de máquinas de control numérico, utilizadas en todo tipo de procesos de manufacturación. Desgraciadamente LinuxCNC se basa en HAL para la realización de scripts con que se controlan las máquinas, un proyecto que se abandonó hace años para incluirlo su funcionalidad en udev. Esto hace que dependan de kernels bastante antiguos.

Otro proyecto importante en automatización es AutomationML, se trata de una recopilación de estándares para compartir información de entornos industriales en formato XML. Lo mejor del proyecto es que no intenta reinventar la rueda, utiliza por ejemplo COLLADA del Khronos Group para geometría y cinemática o PLCopen XML, otro estándar libre, para la lógica.

Comunicaciones

Después de toda esta parrafada y aun no he nombrado nada sobre comunicaciones. Dado su uso extendido me voy a centrar en protocolos sobre Ethernet o sobre IP. En este caso, lo recomendable es huir de los dos grandes estándares que dicen ser abiertos pero no lo son Ethernet/IP y Profinet. Y si buscamos lo más sencillo de implementar de forma libre nos iremos a Modbus TCP con la librería libmodbus enseguida tendremos un protocolo industrial sobre cualquier red TCP/IP. Si el protocolo se nos queda demasiado simple, siempre podemos añadirle funcionalidades, por ejemplo: archivos XML de descripción de las entradas y salidas, IPsec para la parte de seguridad o cualquier otra cosa que se necesite.

Si es necesario un protocolo de comunicación más rápido es posible usar algo más complejo pero que permita una respuesta más rápida, es posible usar POWERLINK, que utiliza una capa por bajo de IP para conseguir una menor latencia de red, la pila de protocolos libre en este caso es openPOWERLINK.

Frameworks

Luego vamos a encontrar frameworks libres para implementar automatización y de estos hay varios cada uno con su propia filosofía:

  • 4DIAC: Permite programar aplicaciones de automatización distribuida usando un lenguaje de programación mediante bloques, utiliza el estándar IEC 61499.
  • OpenAPC: Se podría definir como un sistema de control distribuido (DSC), para hoy en día lo veo un poco anticuado, la interfaz debería ser web, pero tiene muchos plugins y hardware soportado.
  • MBLogic: Como su propio nombre indica, se trata de lógica por encima del protocolo Modbus, de los tres me parece el mejor pensado, usa una interfaz web basada en gráficos vectoriales en svg que se modifican con los valores de las lecturas. Además está pensado para su uso de forma modular. La lástima es que lleva inactivo desde 2011 y no dan ninguna seña de contacto de nadie interesado en resucitar el proyecto que obviamente necesitaría un lavado de cara, con un rediseño de los componentes a nivel gráfico.

Me ha parecido que el proyecto ROS-Industrial merecía un nombramiento a parte, no se centra en automatización en general si no exclusivamente en la parte de robótica industrial, ROS (Robot Operating System) es un conjunto de librerías y herramientas para el desarrollo de robots muy conocido a nivel académico y de investigación y ROS-Industrial trata de adaptarlo a los requerimientos de la industria.

Automatización No Industrial

No sólo voy a centrarme en automatización industrial, fuera del mundo industrial hay otros tipos de automatizaciones que también vale la pena conocer, tienen requisitos distintos pero el funcionamiento suele ser parecido. Veamos unos tipos:

Domótica

Así es como se denomina la automatización del hogar, existen múltiples proyectos libres pero me gusta por su carácter modular especialmente Open Source Automation.

Automatización de edificios

Muy parecido al anterior es la automatización de edificios, suele ser lo mismo pero a gran escala, el siguiente artículo es el mejor que he encontrado explicando y defendiendo la automatización libre de edificios. Pero además las grandes instalaciones exigen otro tipo de automatizaciones y visualización de datos: mantenimiento, energía, logística, etc. Para todo esto podemos usar el software openMAINT.

Gestión de la energía

Ya he hablado en este blog de EmonCMS, me parece uno de los mejores proyectos de todos los que he nombrado, muy sencillo de usar. Se podría combinar con MBLogic para dar una solución total de automatización sencilla y a la vez totalmente personalizable. Lo mejor que le veo a EmonCMS es su forma de gestionar el código de la web en una base de datos, pero le falta la funcionalidad de colocar un componente más abajo o arriba según convenga.

Automatización por IoT

Por último y como es la última moda, no puede faltar la automatización mediante el Internet de las Cosas, para seguir una buena metodología en la automatización mediante estándares libres podemos seguir las recomendaciones de IoT Data models.

Conclusiones

Esta recopilación como todas se quedará corta, se basa en los proyectos que me he ido encontrando mientras estudiaba el tema de la automatización, pero espero que a alguien le sirva para replantearse como hacer las cosas, para hacer un poco más difusa la frontera entre la empresa integradora y la desarrolladora y finalmente para democratizar la automatización.


Enlaces Interesantes XIII

La generación de consolas low cost con Android en busca de su público: Como dice el artículo es posible fabricarse una consola de este tipo casera, con un móvil, con una Raspberry Pi… el problema viene en la interfaz, si no encontramos una interfaz controlable con un mando de consola y que sea lo suficientemente sencilla vamos a tener una experiencia muy frustrante.

Cube Slam, el viejo Pong aderezado con WebRTC y mucho más: Parece que por ahora sólo funciona en chrome la parte social con WebRTC, una lástima, no tengo chrome instalado y no lo he podido probar y con chromium no funciona, pero eso sí, como Pong de toda la vida está muy bien.

Torrent-Enable any RSS Feed With a Couple of Clicks: Debería promocionarse más la combinación Torrent+RSS, para webseries sería un formato genial y con una aplicación para televisores conectados ya…sentarse y disfrutar.

Cobrarán peajes por el uso de la red eléctrica a quienes opten por el autoconsumo con balance neto: Para terminar de liar el panorama eléctrico ahora se va a cobrar peajes, como excusa ponen el pago de primas a grandes fotovoltaicas que encarecen la energía, como tantas veces el dinero de los pequeños va a parar a los grandes.

Aras, Advanced PLM Software: No era lo que buscaba, pero es un PLM open source a tener en cuenta. ¿La pega? Que sólo funciona sobre windows server y con .NET.

El miedo a PRISM hace crecer (mucho) el tráfico de DuckDuckGo: Buena noticia para el buscador del pato.

1, 2,3…1000 bibliotecas personales para tener la gran biblioteca: Bibliotecas personales federadas, interesante.

Open Design Engine: Plataforma para diseños de hardware libre.

El cacharro de la semana:

lamp_for_nerds

A lamp for nerds: Una lámpara LED de hardware libre, lo veo interesante para acuarios, se puede comunicar con un controlador u otras lámparas mediante protocolo serie yo preferiría DALI que es lo estándar, a ver si sale algún fork.


Enlaces Interesantes IX

How to make a weather station with Arduino: Una shield hardware libre para Arduino que lo convierte en una estación meteorológica sencilla, incluye medidas de presión, temperatura y humedad y además un reloj en tiempo real para saber en que momento se toman las medidas. A partir de ahí ya se puede personalizar el diseño según nuestras preferencias.

La Semana Santa demuestra que al sistema eléctrico le sobra energía nuclear: La gestión de la energía en España es insostenible ¡hay que cambiar de modelo ya!

¿Lector de RSS para libro electrónico?: Como ya comenté, para mí la solución viene por sincronizar varios lectores RSS nativos, pudiendo utilizar uno para e-reader que muestre las noticias más tipo periódico. Mientras esto llega supongo que se puede hacer algo provisional con tt-rss, que nos permite obtener un feed RSS de cualquier lista y la funcionalidad de Calibre de leer de un RSS, aunque creo que ya ha comentado alguien esta posibilidad.

Graph.tk: Más sencillo imposible, metes la ecuación y se muestra a su representación gráfica, muy útil si estás estudiando matemáticas, aunque para un uso más profesional echo de menos que se pueda importar y exportar desde mathML o/y LaTeX. Pero lo mejor de todo es que: ¡Es Open Source!

Kitchen Garden Aid: Software Libre para planificar tu huerto.


Electrónica copyleft

Esta mañana nada más levantarme me he encontrado con esta fantástica editorial de Elektor.POST en mi correo, esta son la clase de cosas que me animan a seguir promoviendo el hardware libre en este blog:

Bits Encadenados

Como ingenieros y apasionados de la tecnología, generalmente todos sabemos el precio que ha de pagarse. El éxito suele tener un ligero regusto a fracaso, algunas veces no tan ligero, pero merece la pena. Se hace difícil fijar un precio a nuestro trabajo, pero al final todos nos vemos obligados a hacerlo para poder ganarnos la vida.
La cuestión sobre la cultura libre siempre es la misma: ¿y los gastos reales de cualquier proyecto artístico o científico? Supongo que ahí estamos todos de acuerdo. Desde luego que hay límites, pero una cosa es cierta: por cada pequeño aporte que damos, la comunidad nos devuelve algo mucho mayor.
En la electrónica, la idea de copyleft ya está lo suficientemente extendida: ¿acaso preguntaríais a Max Wien si podéis utilizar “su” puente en vuestro circuito? Hmmm… por no decir que lo primero que hacemos cuando tenemos un problema es pedir ayuda a un colega. Este “colega” también podría estar en Internet, y no necesariamente ser una sola persona. Y es que cuando algo es accesible a todo el mundo, y está apoyado por una comunidad, el FRACASO puede convertirse en fracaso, y el éxito, en ÉXITO.
Quizá los abogados sean distintos a los ingenieros. Pero aunque las leyes se empeñen en restringir el acceso a la cultura, nunca detendrán la curiosidad por aprender.

En nombre del Equipo de Elektor
Jaime González-Arintero Berciano

Enlaces Interesantes V

¿Hemos llegado ya lo más alto de la definición de vídeo doméstico?: Reflexión sobre la absurda carrera tecnológica del momento pero podríamos hablar también de megapíxeles en cámaras, la televisión en 3D, GHz…

Aprovechar el agua de lluvia: Explicación y consejos sobre como cosechar agua de lluvia para uso doméstico.

5 ideas revolucionarias del nuevo Henry Ford del automóvil: Buena explicación sobre Fabricación Extrema (Extreme Manufacturing), aplicada a los coches de diseño abierto como Wikispeed.

Building my Own Laptop: Novena, un portátil libre.

Badge Widget Hack: Mediante esta web podemos incluir en nuestro blog de una forma sencilla nuestras Badges de Open Badges. No entiendo por qué Open Badges no incluye ya esta funcionalidad, aunque no es lo único que echo en falta en esta iniciativa de Mozilla.

Smart Citizen – Sensores ciudadanos: De estos sensores ciudadanos aún no había hablado, ha tenido una gran acogida y seguro que volveremos a oír noticias suyas.


Jornada sobre gestión eficiente de la energía

El pasado jueves asistí a esta jornada organizada por el Instituto ai2 de la UPV, en concreto el tema a tratar era concretamente “SISTEMAS DE INFORMACIÓN Y CONTROL PARA LA GESTIÓN EFICIENTE DE LA ENERGÍA” especialmente en grandes edificios, aunque había un poco de todo. En la siguiente crónica no voy a tratar de enunciar a los ponentes y dar una descripción descafeinada de las charlas, que para eso ya está la comunicación oficial, voy a intentar dar mi opinión personal de lo que observé uniéndolo a mi experiencia en este campo. En las charlas participaron empleados de muy distintas empresas, podemos distinguir 4 tipos:

  1. Fabricantes multinacionales: Son fabricantes de automatismos que para estar en todos los mercados tienen divisiones que se dedican a automatizar edificios, oficinas o cualquier cosa que les propongan. Como comentaba una persona en el debate final, estos fabricantes tienen la dirección en países del centro y norte de Europa y están muy atados por su forma centralizada de trabajar. Su forma de trabajar es obviamente barriendo para casa, instalando sus productos que muchas veces son poco interoperables con los de otras marcas y para futuras ampliaciones tienes que volver a dirigir a ellos generándose una relación de dependencia
  2. Integradores: El enfoque de los integradores es totalmente distinto. Suelen ser empresas mas pequeñas que se dedican a juntar distintas piezas de distintos fabricantes para conseguir la automatización y la consecuente reducción de energía consumida. Reducen costes de instalación reaprovechando las instalaciones existentes y buscando una estandarización de las comunicaciones.
    Muchos de estos integradores se enfrentan la necesidad de tener un software de gestión que tienen que desarrollar ellos mismos por lo que pueden entrar también en las siguientes categorías.
  3. Desarrolladores de Software como producto: Se trata del desarrollo clásico de software, la empresa crea un producto y lo instala al cliente, después sólo se encarga de las ampliaciones y mantenimiento que requiera el sistema. En este caso el cliente obtiene el control sobre el software y una gran seguridad, puesto que la gestión del edificio no es externa al propio edificio (Generalmente).
  4. Desarrolladores SaaS: Con la moda de La Nube también han aparecido empresas que desarrollan el software y en lugar de ofrecerlo al cliente le dan acceso a el mediante internet, las ventajas de este sistema son el coste nulo de instalación del software en un servidor del cliente y la mejora continua que ofrece la empresa del sistema. Como contrapartida perdemos el poder sobre la gestión del edificio y nos tenemos que amoldar a lo que nos ofrezca la empresa prestadora del servicio.

Una vez presentados los actores veamos que es necesario para la reducción del consumo de energía en los edificios y las mejores soluciones desde el punto de vista del cliente y por supuesto como se ha tratado el tema, sin salirnos de la automatización:

  1. El desarrollo de una auditoría energética para identificar los consumos de energía del edificio y establecer una forma de reducirlos.
  2. Establecer un Sistema de Gestión de la Energía (SGE) en la organización, es decir, el plan mediante el que se va a gestionar la energía. La forma de establecer esto es mediante la aplicación de la norma ISO 50.001, no me extenderé más en este tema.
  3. Instalación del hardware necesario para tomar los datos oportunos y realizar las acciones que necesitemos, no hay que olvidar utilizar estándares libres que no nos condicionen los siguientes pasos a dar.
  4. Instalación de un Sistema de Gestión de Edificios (BMS), el software del que hablábamos antes, en las empresas este software se puede integrar con el ERP que utilicen, en el caso de que tengan uno… También es muy interesante la instalación de un sistema experto que analice los datos y aconseje a los usuarios sobre como mejorar la eficiencia energética, para ello es necesario utilizar algoritmos de inteligencia artificial.

De cada uno de estos 4 temas se podrían escribir muchos libros y aun queda mucho por investigar en cada rama, pero este pequeño resumen es un punto de partida.

Para finalizar me gustaría remarcar uno de los conceptos más interesantes que pude extraer de la jornada, el de la “esclavitud tecnológica”, una esclavitud producida por la no utilización de estándares libres, por no poder modificar el sistema de control de las máquinas o por no ser dueños de nuestros datos como en el caso del Cloud Computing. Para no caer en esta esclavitud es necesario luchar con software y hardware libres y por supuesto con redes libres y neutrales.


Raspberry Pi en Tiempo Real

Vía BricoGeek me llega este fantástica prueba de comparación de Raspberry Pi con Arduino y la combinación definitiva que puede resultar de su unión. Realmente la respuesta de los pines del RasPi es bastante mala por los problemas que comenta Radical Desig. ¿Entonces debemos resignarnos a no utilizar los pines GPIO más que para encender y apagar algún mísero LED?Arduino y Raspberri Pi

Pues no, si están ahí es para usarlos y podemos encontrar soluciones para los problemas que encontremos, que por otra parte no son problemas nuevos y se solucionaron hace tiempo, veamos como lo podemos solucionar:

  • Nunca utilizar lenguajes interpretados para realizar tareas de control: esto sirve para cualquier plataforma, los lenguajes interpretados no son nada fiables además de su lentitud natural.
  • Utilizar un kernel RT: El nucleo de Linux típico no está preparado para realizar este tipo de tareas, el cambio de una tarea a otra se hace en un tiempo muy grande para estos sistemas. Los kernels en tiempo real acortan este tiempo para que los hilos que lo necesiten puedan ejecutarse en el momento justo. Esta es una solución muy utilizada en producción musical para utilizar el puerto MIDI en un PC, reduciendo su latencia al máximo.
  • Utilizar un lenguaje con acceso a bajo nivel: Si utilizamos un lenguaje que nos permita acceder directamente al hardware y que se encargue el mismo de realizar la planificación de las tareas y la elección de prioridad, podremos conseguir resultados mucho mejores. Un ejemplo de estos lenguajes es Ada, diseñado expresamente para sistemas en tiempo real.

Si después de aplicar estas medidas nuestro problema aun no está resuelto podemos descartar el uso de los puertos GPIO e incorporarle a nuestro Raspberry Pi un Arduino o lo que queramos, pero conviene mirar antes estas soluciones para ahorrarnos unos cuantos euros.


Open Circuits

Acabo de descubrir el repositorio de hardware libre más grande que he visto hasta la fecha, se trata de Open Circuits y no se como he tardado tanto en encontrarlo. Se trata de una wiki que recopila información sobre electrónica libre, desde los circuitos más básicos a complejos sistemas de hardware.

De esta forma se definen ellos mismos:

Open Circuits is a wiki for sharing open source electronics knowledge, schematics, board layouts, ports and parts libraries.

Y dentro de esta definición caben cosas tan dispersas como impresoras 3D, teléfonos móviles libres o microprocesadores de código abierto.

En definitiva un gran descubrimiento donde perderme entre proyectos libres.


Entrevista a Eben Upton sobre Raspberry Pi

Raspberry PiQue interesante la entrevista sobre éste pequeño ordenador que he encontrado en ieee spectrum, entrevistan en este caso al fundador de Raspberry Pi, Eben Upton, que además es diseñador de chips en Broadcom. Cosas que destacaría, la pregunta sobre como es de abierto Raspberry Pi, por ejemplo en comparación con Arduino, que se remarque el uso de estándares como el caso de la alimentación por microUSB y los nuevos usos que se le están buscando a la placa, ponen como ejemplo su uso en sistemas de control.

Personalmente Raspberry me gusta pero le hecho en falta un poco de esa libertad que si que demuestra Arduino, podrían empezar por compartir los esquemas de la placa, por otra parte y siguiendo con la comparación con Arduino, Raspberry demuestra una mayor utilización de estándares, en Arduino no son estándares ni siquiera los pines de entrada y salida.

Raspberry Pi aunque es una plataforma de desarrollo muy interesante por sus capacidades y su bajo coste, no se puede considerar una plataforma de hardware libre como Arduino, espero sinceramente que éste sea el primer paso para que aparezcan más plataformas hardware de este tipo que sí tengan una filosofía de libertad de base, este podría ser un gran salto para el hardware libre, que pasaría de dispositivos de hardware más o menos simples a algo tan complejo como un verdadero ordenador.


Radio Definida por Software

GNU Radio

La tendencia hoy en día es el paso de la electrónica analógica a electrónia digital y de ésta a software y esta tendencia se nota especialmente en el tema de la Radio Definida por Software (SDR), idealmente la SDR pretende digitalizar directamente las ondas de radio y trabajar con esos datos obtenido directamente por software, para una comunicación bidireccional se tendría además que realizar el proceso inverso, inyectar datos por la antena mediante un convertidor digital/analógico.

Pero dejando a un lado los detalles técnicos la Radio Definida por Software tiene muchas aplicaciónes que aún no se han puesto en práctica, la mas importante bajo mi punto de vista es la Radio Cognitiva, mediante esta técnica es posible aprovechar de una forma mucho más eficiente el espectro de radiofrecuencia, puesto que la radio para comunicarse salta a la banda de frecuencia que encuentra libre.

Aunque la Radio Definida por Software aún es una tecnología cara gracias a GNU Radio no es necesario que nos preocupemos por la parte del software, puesto que tenemos a nuestra disposición un conjunto de herramientas libres para el procesado de la señal.

Lo más caro para su implantación es el hardware que la hace posible. Junto con GNU Radio funciona USRP, desarrollado por Ettus Research, pero aún es excesivamente caro para una implantación masiva. Por otra parte se ha descubierto una forma mas sencilla y barata de acceder a esta tecnología, a cambio de acceder a un ancho de banda mas pequeño y de forma unidireccional, gracias al hackeo del chip Realtek RTL2832. De esta forma es posible introducir a muchos interesados en este mundo.

El problema para la implantación de estas tecnologías es lo limitado que está el uso libre del espectro radioeléctrico, los estados que aún funcionan sobre la lógica de la era industrial no permiten libertad en el uso del espectro radioeléctrico y solo unas estrechas bandas las puede utilizar la gente común, en contra de estas prácticas ya existen iniciativas como la Open Spectrum que buscan poner al alcance de todos el uso responsable de las ondas de radio.


También Red Libre

El siguiente paso lógico a seguir después apostar por el SHL, es respaldar las redes libres, abiertas y neutras. (más…)


Hardware no es Software

Precisamente por que el hardware no es igual que el software no podemos aplicarle las mismas libertades que al software. Además el software está bien definido por su código fuente, sin embargo para construir hardware podemos encontrar diversos tipos de código fuente. (más…)


Introducción al Hardware Libre

Una buena presentación que he encotrado sobre Hardware Libre
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