Una introducción a IoT; o cómo construí una caja de arena para gatos IoT utilizando JavaScript

Hola. Bienvenidos a una introducción a IoT, paréntesis, Internet de los Inodoros. Esta será una charla sobre cómo construí una caja de arena para gatos conectada a Internet utilizando JavaScript y Node. Así que vamos a empezar. En primer lugar, mi nombre es Joe Carlson. Probablemente no les importe nada acerca de mí. Está bien. Pero soy un ingeniero de software y defensor del desarrollo y trabajo para una empresa llamada MongoDB. Es posible que ya hayan oído hablar de ella. Es un producto de base de datos bastante genial si me lo preguntan. Si quieren pasar tiempo conmigo en el futuro nuevamente, por favor háganlo. El mejor lugar para hacerlo es en Twitter. Pero si también están en TikTok, definitivamente deberían echarle un vistazo y hacer videos divertidos sobre programación allí. Si quieren seguir cualquier enlace, código fuente, grabación de este video, diapositivas, ejemplos de código, todo eso, pueden encontrarlo en el enlace allí. JoeCarlson.dev slash IOTkitty slash BF04B o si escanean el código QR en la esquina superior derecha del video, también los llevará allí. Por último, y esto es muy importante, cualquier cosa que diga en esta charla refleja mis propias opiniones y no las de mi empleador. ¿De acuerdo? Genial. Amo mi trabajo. No quiero ser despedido. Entonces, ¿de qué vamos a hablar hoy? En primer lugar, haremos una breve introducción a IoT, qué es y por qué creo que es tan genial. Luego hablaré sobre por qué deberían considerar JavaScript y Node para su próximo proyecto de IoT. Luego hablaremos de mi parte favorita aquí, que es mi caja de arena. Cómo la construí, les mostraré algo de código y cómo funciona. Y por último, haremos algunas generalizaciones amplias sobre el futuro de Internet de las cosas. Será divertido verlo dentro de cinco años juntos, podremos ver cuán equivocado estoy sobre todo. Pero bueno, lo importante es predecir y lo intentaré hacer lo mejor posible.

Bueno, ¿qué diablos es IoT? Bueno, estoy seguro de que ya lo saben, pero básicamente es cualquier cosa que se conecta a Internet. Es solo una cosa con un chip que tiene Wi-Fi o Ethernet o lo que sea, ¿verdad? Simplemente puede conectarse a Internet. Pero quiero hablar sobre mi interés particular en IoT. Creo que nosotros como ingenieros, somos

De hecho, me gusta tanto que organicé una masterclass llamada Stupid Shit and Terrible Ideas Hack-a-thon, donde simplemente hacíamos cosas estúpidas. Alguien hizo una cámara que solo toma fotos cuando la agitas, o un cubo de fidget de madera de seis pies, o una laptop hecha de cartón. Cosas divertidas, ¿verdad? Me encantan las tonterías estúpidas.

Ok, entonces IoT. Genial. Creo que todos sabemos qué es. Solo quería hablar sobre por qué me encanta. ¿Por qué deberías considerar JavaScript y Node para tu próximo proyecto de IoT? ¿Sabías que el 58% de los desarrolladores de IoT se identifican como desarrolladores de Node? ¿Hmm? Esta es solo mi opinión, pero creo que JavaScript es una excelente opción para nuevos desarrolladores. Muchas personas lo están aprendiendo cuando salen de bootcamps, fue mi primer lenguaje de programación. Es una buena herramienta para personas que están aprendiendo cómo, como, o quieren hacer cosas más visuales. Y no quiero decir que C o C++ sean malos lenguajes de programación, definitivamente aún tienen un lugar en la programación de dispositivos conectados a Internet. Eso no va a desaparecer pronto. Son más rápidos y más pequeños que JavaScript en este momento. Y a veces son más difíciles de desarrollar, ¿sabes? Al menos para mí lo son. Y si estás aprendiendo hardware, solo toma una cosa a la vez, aprende el componente de hardware. Ok. También es fácil de actualizar a través de una red. Tradicionalmente, con dispositivos integrados, cómo actualizar el firmware es que tienes que tomar ese dispositivo, conectarlo y volver a programar el código en él. Sin embargo, JavaScript es un poco más fácil. Todo lo que tienes que hacer es ejecutar Git pull y NPM install y listo. Estás actualizado. El internet ya habla JavaScript. Ya estamos hablando HTTP a través de la web. Ya estamos enviando este

Quiero señalar aquí que es una idea equivocada común que MongoDB es una base de datos sin esquemas. En realidad, puedes validar esquemas a nivel de base de datos con MongoDB. No necesitas un ORM como Mongoose. Y debes asegurarte de tener una base de datos que maneje bien los datos de series temporales. Puedes crear datos de series temporales con la mayoría de los SGBD, genial, no hay problema. Pero se vuelve confuso rápidamente. Te mostraré mis datos de series temporales de IoT que utilicé para mi proyecto y por qué creo que es superior a otros modelos. Puede que esté sesgado aquí ya que trabajo para MongoDB, pero MongoDB es una excelente opción porque hace todas estas cosas y más. Lo único que tengo que mencionar es que si estás considerando usar MongoDB para un proyecto de IoT en el futuro, definitivamente deberías considerarlo. De acuerdo, la presentación de ventas ha terminado, volvamos a lo bueno. Caja de arena para gatos IoT, vamos a sumergirnos. Esto es lo que terminé construyendo. Es una pequeña caja de mediados de siglo que compré. Sé que es un poco extra. No necesitas conseguir algo lujoso como esto. Podrías conseguir algo de plástico de $20 en Amazon o lo que sea, siempre y cuando tenga un recinto y pueda usar arena fría, eso es todo lo que necesitas.

Pensé que era una idea tonta, pero recientemente descubrí que esta caja de arena para gatos robot existe. Wired le dio una calificación de 8 sobre 10 y, lo que es más importante, la están vendiendo por $500. No estoy tratando de monetizar esto, pero si quisieras hacerlo, esta podría ser tu oportunidad.

¿Cómo funciona esta cosa? Tengo sensores de carga debajo de la caja. Básicamente son como una báscula de baño conectada a internet. Vamos a hablar primero de la otra parte. Tenemos un recinto en la caja y hay un interruptor en él para determinar cuándo está abierto o cerrado. Cuando abrimos esa caja, entramos en lo que llamo modo de mantenimiento. Ya sea que estemos eliminando desechos o agregando arena a la caja. El punto es que el peso base de esa caja cambia cada vez que entra en modo de mantenimiento. Una vez que la he limpiado, hecho mi trabajo en ella, la cierro de nuevo, sale del modo de mantenimiento, espero un poco a que se calme, luego reinicializamos el peso base de esa caja.

Después de que se haya determinado el peso base de esa caja, lo que hacemos es esperar a que entre un objeto del tamaño de un gato en la caja. Ahora no sé si es un zarigüeya, un mapache o una rata grande. No importa realmente. Solo estamos esperando algo que pese alrededor de 5 a 15 libras para que entre en esa caja. Una vez que se detecta un gato mediante las celdas de carga, esperamos un poco a que el gato se acomode. Luego tomamos una medida del peso de ese gato, para poder medir pasivamente el peso del gato a lo largo del tiempo, y registramos que se ha producido un evento de baño. Así que hace sus cosas y enviamos ese evento a una base de datos de MongoDB en la nube.

Bien, genial, el gato ha terminado sus cosas. Lo que hacemos es esperar a que las cosas se enfríen un poco, espero unos 5 minutos, y reinicializamos un nuevo peso base de la caja y esperamos un nuevo evento. Ya sea un evento de mantenimiento o un nuevo evento de entrada de gato en la caja. Bien, así que estamos esperando constantemente que ocurran todos estos eventos asíncronos. Y eso es todo, es bastante simple. Pero saltemos a un poco de código, ¿de acuerdo? Vamos a ver un poco de código, chicos. Si quieres seguir el código fuente, nuevamente todo ese código está disponible en ese enlace, o si escaneas ese código QR con tu teléfono.

De acuerdo, así que el primer paso para cualquier proyecto de IoT, si este es tu primer proyecto de IoT, el primer paso que debes hacer es hacer un LED. LED, en blanco. Básicamente, solo asegura que tus circuitos estén configurados, que tu placa esté bien, que puedas comunicarte con ella y hacer que haga lo que quieres. Y al igual que la programación, iteramos en eso y construimos. De hecho, puedes ver que tengo las celdas de carga preparadas al lado o al lado de eso.

Y simplemente hago que el LED se encienda y apague. Eso es todo. Bien, ¿cómo lo hacemos? Con Johnny-5, es bastante fácil. Johnny-5 funciona con muchas placas diferentes. Entonces necesitamos importar el paquete Raspberry Pi. Y volvemos a inicializar una nueva placa Johnny-5 y le decimos, hey, hoy vas a trabajar con una placa Raspberry Pi. Muy bien. Y luego esperamos a que esa placa esté lista para comenzar a escuchar. Y luego simplemente inicializamos un nuevo LED en el pin GPIO 13. No sé qué es eso. Tengo que buscarlo en Google cada vez que lo conecto. Y luego solo tiene una función incorporada que dice en blanco. Pero eso es todo. ¿Qué es eso? Son como, no sé, menos de 10 líneas de código para que nuestro hola mundo funcione con nuestro Johnny-5.

OK, veámoslo en la práctica. Te voy a mostrar la placa o cómo lo hago yo. Y puedes ver el pequeño interruptor allí, esa pequeña cosa blanca. Ese es el interruptor magnético. Hay uno en cada lado. Y a medida que abro y cierro esa caja, puedes ver que esos eventos se leen en tiempo real por mi Raspberry Pi y se determina en qué estado se encuentra la caja. Bastante, bastante sencillo.

Muy bien, las celdas de carga. Esta parte es un poco más complicada. Tengo que ser un poco creativo en cómo resuelvo este problema. Debería terminar usando, porque no pude encontrar una biblioteca con Johnny-5 que pudiera interactuar directamente con las celdas de carga que compré. Vaya figura, ¿verdad? Pero de hecho, encontré una biblioteca de Python que podía hacerlo. Así que terminé utilizando el proceso Spawn Child, que está integrado en Node Core, para crear un subproceso hijo que ejecuta un script de Python y envía los data de ese script de Python al proceso principal. Y luego puedo hacer lo que quiera con él en mi programa Node. Bastante simple. Es Node y JavaScript, pero también fui un poco creativo en ello.

Así que cada décima de segundo, simplemente lee el peso base de la caja y lo envía. Lo convierto en un número decimal, actualizo el promedio y luego solo espero que suceda ese evento del tamaño de un gato.

Muy bien, echemos un vistazo. Debajo de esa pieza de contrachapado, tengo las celdas de carga en cada esquina. Y es difícil porque no pude alejarme lo suficiente, pero estoy presionando sobre la tabla. Y verás aquí en un momento, esas presiones se están registrando en realtime en mi aplicación Node. Así que puedo registrar y ver en realtime lo que está sucediendo o, como, el peso de la caja en todo momento.

De acuerdo, te prometí que hablaría sobre mis IoT datos de series temporales aquí. Y todavía voy a cumplir esa promesa. Así es como se ve. Cada 24 horas, creo un documento nuevo en mi MongoDB database. Y allí tengo algunos metadatos sobre mí y el gato en caso de que quisiera ampliar esto a varias cajas, gatos y propietarios. Y tengo una matriz de eventos. Entonces, en mi matriz de eventos, cada vez que un gato entra en la caja o limpio la caja, agrego un documento o subdocumento nuevo a esa matriz de eventos. Lo diseñé de esta manera debido a cómo lo usamos, ¿verdad? Estoy leyendo estos data para mostrarlos en un panel de control. Y quiero mostrar todos los eventos por día de lo que está sucediendo. Así que diseñé mi esquema de IOT para que sea fácilmente legible para los informes que estoy haciendo sobre esto. Que es, como, la regla número uno del diseño del esquema de MongoDB. Solo design tu esquema en función de las necesidades de tu aplicación. ¿Cómo vas a utilizar esos data? Y así es como lo voy a utilizar. Puedes hacer esto, como, una vez a la semana, una vez al año. Pero para una caja pequeña como esta, tiene sentido hacerlo una vez al día.

Muy bien, genial. Asamblea de la caja. Armo toda la caja. Puedes ver el Pi montado en el interior allí. Tengo algunos cables. Y tengo un pequeño cable para enchufarlo. Y eso es todo. Es bastante simple.

Sabes, no se ve elegante cuando abres la caja. Pero funciona. Se ve bastante bien cuando está cerrada. Y ahí está mi gato. Tuve que sobornarlo con algunas golosinas para obtener esta foto.

De acuerdo, casi terminado aquí, lo prometo, el futuro de IoT. Hagamos algunas predicciones aquí. En primer lugar, creo que, por supuesto, los dispositivos serán más pequeños y más potentes en el futuro. Ya estamos viendo esto. Se integrarán en aún más cosas a medida que avancemos. De hecho, ya estamos viendo esto, pero JavaScript se está compilando en tamaños más pequeños para IoT y dispositivos integrables, ¿verdad? Son más simplificados. Y tienen un recolector de basura más pequeño para ser más eficientes en energía y memoria, por lo que son más efectivos en dispositivos más pequeños. Ya estamos viendo que esto sucede. Veremos un mejor soporte de hardware. Por cierto, te dije que tenía algunos problemas con los sensores de esas celdas de carga. Pude encontrar una biblioteca de Python. Pero en el futuro, creo que eso se solucionará. Y, por supuesto, las baterías son y seguirán siendo el cuello de botella. A medida que los dispositivos se vuelven más potentes, también generan más calor, lo que consume más energía, desafortunadamente, ¿verdad? Entonces, especialmente los dispositivos integrados que no están conectados las 24 horas, como mi caja, la energía es y sigue siendo un problema a medida que los vemos en más lugares.

De acuerdo. Entonces, si hoy los he inspirado a querer convertirse en maestros de IoT, JavaScript o MongoDB, ¿cómo lo hacen? Bueno, escuchar cómo hablo de esto es una cosa. La otra cosa que recomendaría hacer es simplemente salir y hacerlo. Elijan un proyecto. No tiene que ser genial. Hagan algunas tonterías en casa. Simplemente hagan algo divertido. Hagan un LED en blanco. Pueden conseguir una Raspberry Pi en la mayoría de las tiendas de informática por unos $25 a $35. Y también pueden conseguir un paquete de inicio de un pequeño dispositivo IoT en Amazon por unos $20. Simplemente jueguen.

Creo que no te preocupes por tener que monetizarlo o hacer algo que sea profesional o genial. Creo que es divertido simplemente explorar y ver qué obtienes. Y trata de compartirlo si puedes. Me encanta ver esas cosas. Me encantaría ver en qué estás trabajando.

De acuerdo. Estoy en el chat si alguien tiene alguna pregunta. De lo contrario, definitivamente puedes contactarme en Twitter en Joe Carlson1. Y, sí, me encantaría conectarme contigo de todos modos, incluso si no tienes preguntas. Todos los enlaces para esta charla, video diapositivas, ejemplos de código, todo está disponible en el enlace allí o si escaneas ese código QR.

Muchas gracias a todos. Han sido increíbles. Me lo he pasado genial aquí. Adiós.

Ahora hablemos de la encuesta. La pregunta es, ¿cuál es tu experiencia con IoT? Sin juicios. Solo curiosidad. Ninguno dijo que el 50% de ellos no tiene experiencia. Solo interesados en potencialmente ingresar algún día. Un poco. Con un 34%. Un poco, he hecho uno en blanco una vez. El 16% respondió que tengo un par de proyectos en mi haber. Y el 0% dijo que trabajo a tiempo completo en IoT. Nadie lo hace a tiempo completo. Pero la mayoría de ellos sí lo ha hecho. Eso es más o menos lo que esperaba. Eso es más o menos lo que esperaba. Quiero decir, esta es una introducción suave a los inodoros de Internet. Espero que incluso si has sido un maestro, aún puedas aprender algo nuevo.

Pero sabes que este es un gran momento para los principiantes. Eso es genial. Increíble. Vamos a la sesión de preguntas y respuestas.

Así que tenemos. Cuéntame sobre otros proyectos geniales de IoT en los que hayas estado trabajando. Oh, gran pregunta. Sí. Un montón. No inventé este proyecto, pero recientemente hice el proyecto del espejo mágico, que básicamente consiste en colocar un monitor detrás de un espejo bidireccional y luego conectarlo a una Raspberry Pi y ejecutar una pequeña aplicación web con Electron. Es muy divertido, honestamente es lo más útil que he hecho. Es tan divertido. También hice unas hojas nano. Esas hojas geniales y elegantes que se iluminan y se pueden colocar en la pared. También son muy caras, pero hice las mías propias conectadas a Internet, al menos con la impresora 3D y algunos LEDs y una pequeña aplicación web para controlarlas. Fue muy divertido. Fue un proyecto muy divertido. Y luego, ¿he hecho algo más? No, esos son los dos. Esos son los grandes, y mi caja de arena conectada a Internet, creo que son simplemente divertidos. Oh, también hice una pizarra digital de graffiti hace un par de semanas. Sí, la idea era como una obra de arte o como algo que podría tener en el fondo cuando estoy dando una charla como esta, y la gente podría unirse y dibujar en ella con sus teléfonos, interactuar con ella en la vida real. Gracias Liz, soy parcial pero estoy totalmente de acuerdo contigo. Son realmente divertidos e increíbles. Mi pregunta es, ¿algún experimento pequeño que sea fácil de comenzar con IoT y JavaScript? Sí, hablé un poco de esto en la charla, pero mi recomendación si eres nuevo en la programación de IoT, consigue una Raspberry Pi, es como un entorno basado en UNIX, así que si estás acostumbrado a programar en una Mac o en Linux, es lo mismo. Sí, obtén un entorno Node completo en él y simplemente juega, lo más fácil de hacer es hacer que un LED parpadee, encenderse y apagarse, como, sí. Ni siquiera sé, en realidad, uno de mis primeros proyectos fue una aplicación web que podía traducir texto a código Morse, así que simplemente parpadeaba código Morse para el mensaje que estuvieras haciendo. Sí, no sé. Me gusta, quiero decir, ese fue un circuito tan fácil, pero hacer un divertido proyecto web con él fue muy divertido. Sí, ya no está en funcionamiento.

Sí, creo que todos los que comienzan con IoT siempre comienzan con el roster, es el más común y sí. Oh, totalmente. Y como no puedes meterte en ello, yo me metí en los chips embebidos más avanzados y cosas más pequeñas y geniales, pero si estás comenzando, ¿por qué complicarte la vida? simplemente haz lo que sabes, sabes, estoy de acuerdo.

Entonces, la pregunta es, en tu opinión, ¿cuáles son algunos otros proyectos prácticos o cotidianos de IoT que has encontrado? Um, quiero decir, cualquier cosa que tenga un chip. Personalmente, me gustan un montón de proyectos privados geniales que son proyectos de IoT, como mi pie hole, es una de las cosas más geniales que uso actualmente. No hice pie hole, es como un bloqueador de anuncios en toda la red que funciona en el DNS, lo cual es súper genial. Hice un NOS o almacenamiento conectado a la red con Raspberry Pi, lo cual es genial. Pequeños proyectos de arte. La idea es que puedes hacer cosas prácticas para tu hogar, puedes hacer proyectos de arte tontos, puedes hacer cosas inútiles. Depende de lo que quieras hacer. Solo búscalo en Google como proyectos para principiantes de Raspberry Pi, encontrarás un montón de cosas geniales para hacer. Ese es un gran consejo. Gracias, Joe.

Parece que no tenemos más preguntas, pero por favor únete a Joe en sus salas de conferencias en Spatial Chat. El enlace para unirse está en la línea de tiempo. Gracias Joe. Nos vemos más tarde. Gracias. Adiós. Adiós.