LPWAN.es

LPWAN - Todo sobre las redes LoRaWAN, Sigfox, NB-IOT

Helium

Pycom lanza su primer hotspot Helium a un precio muy competitivo

El HotSpot de Pycom es muy compacto al igual que económico / Imagen Copyright 2022 Pycom Ltd

Pycom es un fabricante de SoC y hardware integrado con LoRa, LoRaWAN, Sigfox, … desde casi el comienzo de la proliferación de las tecnologías LPWAN.

Entre sus artículos más exitosos se encuentra el Wipy, LoPy, … y desde ahora su primer HotSpot Helium.

Resulta curioso que una fabricante que lleva prácticamente desde el principio en el mundo LPWAN, no se haya animado hasta ahora a tener su propio hotspot. Suponemos que tendrían sus dudas respecto al proyecto Helium (sí, comentario 100% de opinión, no fundamentado).

Sea como fuera, ahora si se han lanzado a la aventura Helium con un primer batch de 4.000 unidades que se espera entregar en Junio de 2.022.

Lo más sorprendente es su precio: sólo 275€ (envío e impuestos no incluidos).

Si lo comparamos con otros hotspots del mercado, vemos que el precio es muy muy competitivo.

Principales características

Está disponible para Europa (868 MHz) y EEUU (915 MHz).

Como la mayoría de fabricantes de HotSpots, para el «cerebro» del mismo utilizan una Raspberry PI 4 en formato CM (módulo).

Para la parte de comunicaciones LoRa han reutilizado su producto PyGate, un gateway LoRa con soporte simultáneo de 8 canales gracias al uso del SX1308 (concentrador LoRa de Semtech) y 2 módulos de radio LoRa SX1257.

Incluye 2 GB de RAM (quizás algo pequeño para la situación actual de la red) y tarjeta SD de 64 GB.

Descripción del PyGate / Copyright 2022 PyCom Ltd

Más información y compra

El hotspot se puede pre-comprar ya desde la web de Pycom.

Si queréis saber más, aquí está el datasheet del producto.

El HotSpot se compone 3 módulos principales: CM4, PyEth y PyGate / Copyright 2022 PyCom Ltd.

Votaciones en Helium, HIP 54 y HIP 55

Landing de helliumvote.com / Captura de pantalla

No hay proyecto basado en crypto que se precie cuyo gobierno y control no esté en mano de los propios participantes de la misma. Es el principal fundamento en el que se basa los proyectos descentralizados como las cryptos.

La red tiene valor porque se entiende que está descentralizada y nadie (persona/empresa) controla más del 51% de la misma.

Helium no es una excepción.

¿Qué es un HIP?

HIP es el acrónimo de Helium Improvement Proposal (propuesta de mejorara para Helium).

Todo comienza con el diseño de una propuesta de cambio que se llama HIP. En ella los desarrolladores o alguien de la propia comunidad, plasma en una propuesta un problema o mejora que Helium debería acometer.

Esa propuesta pasa por un proceso de discusión, principalmente en el canal de Discord, y si finalmente cuenta con el suficiente apoyo de la propia comunidad presente en Discord, se somete a votación por parte de toda la comunidad.

Heliumvote.com

Con el objeto de facilitar las votaciones, el equipo de Helium ha lanzado un nuevo sitio web, donde se recogen los últimos HIPs, explicando en qué consisten y habilitando enlaces para poder votar.

La votación se puede realizar con la propia app de Helium (iOS/Android) y para ello se realiza una pequeña transacción que tiene un coste simbólico de $0,35.

La única observación es que los votos van ponderados, a esto se le conoce como Vote power.

Este Vote power viene determinando por la cantidad de HNT que se tiene en el momento de emitir el voto y el HNT en la cartera (wallet) al final de la votación.

La votación se cierra en un determinado bloque elegido con antelación. Una vez la red procese dicho bloque, ya no se puede votar y se computará el resultado definitivo.

Normalmente las opciones de votación son: «a favor» o «en contra».

Basta con escanear el código QR de una u otra para que la app de Helium nos permita «quemar» el $0.35 de HNT y emitir el voto. Así de simple.

HIP 54 y HIP 55

Probablemente hayas escuchado mucho hablar de estos dos HIPs.

En el momento de escribir este post, la votación de ambos está a punto de finalizar.

Las 2 votaciones activas (en el momento de redactar este post)

HIP 54: H3Dex-based PoC Targeting

Esta propuesta persigue cambiar la forma en la que se realiza la prueba de cobertura (PoC).

Actualmente para la pruebas de cobertura se usa todos los HotSpots listados. Esto es un problema en una red que no para de escalar a gran velocidad. Además, en esa lista también están aquellos hotspots que llevan tiempo apagados o fuera de servicio.

La idea es esta propuesta es adaptar esa PoC solo a un área determinada y eliminar de la PoC aquellos HotSpots que no se hayan activado recientemente.

La medida entrará en vigor si alcance el 2/3 de los votos.

Puedes obtener más información y votar aquí.

HIP 55: Validator Challenges

Esta HIP ha suscitado mucha polémica entre los dueños de HotSpot.

Esta relacionada con la entrada en funcionamiento de los Light HotSpot.

Los Light Hotspot son hotspot que no realizan ni tareas de minado ni de sincronización del block chain.

Lo que se persigue es que los Light HotSpot solo encarguen de la gestión de comunicaciones LoRaWAN/5G y se conecten con los nodos validadores que sí minaran y validan.

Con esto se pretende abaratar los costes, y previsiblemente aumentar la oferta, de HotSpots, además de quitar problemas como el relayed, fallos de tarjeta SD, mala conectividad, etc.

El gran contra que tiene que es las recompesas por PoC, respecto a la generación de la pruebas, ahora recaen en los validadores. Eso supone una potencial pérdida del 0.9% del todo Helium generado por la red.

No vamos a entrar en valorar si esta propuesta es buena o mala.

La medida entrará en vigor si alcance el 2/3 de los votos.

Pero si te animamos a que te informes en detalle y votes lo que creas conveniente.

¿Qué antena es mejor para mi Hotspot Helium?

La antena es la pieza clave

Es habitual entrar en el mundo de Helium por referencias de amigos o familiares que ya tienen HotSpots operativos y están «minando» $HNT con ellos.

Uno de los primeros impulsos es hacer una orden de pre-compra sobre algunos de lo más vendidos (Bobcat Miner 300, SenseCAP, …) y luego empezar a comprender en qué fascinante mundo acabas de poner pie y medio.

Si todavía no lo has comprado o reservado, te recomendamos leer este artículo.

Helium: todo lo que debes saber antes de montar tu HotSpot (minero)

Si ya llegas tarde o quieres ir directo al grano, veamos.

Dime dónde lo vas a colocar y te dire que antena usar

Probablemente habrás escuchado ya comentarios como «esta antena tiene 2 dBIs», «mejor pon una 5 dBIs». La cuestión es, ¿qué demonios son los dBIs?

Supongamos que tenemos una antena que emite y recibe por igual en todas direcciones. Si visualizamos esos «campos» de captación electromagnética, serían como capas perfectamente esféricas.

Archivo:Sphere wireframe.svg
En una esfera, el rendimiento es igual a la misma distancia del centro

A esta antena ideal o canónica, le llamamos «isotrópica«. En la práctica es imposible obtener una antena isotrópica, es solo un modelo ideal… pero sí nos sirven para comparar diferentes tipos de antenas.

dB viene de decibelio y es una escala logarítmica que nos permite medir de una forma más sencilla las fuerzas de señal.

La ganancia es la capacidad de captar una señal respecto a la antena isotrópica en el punto de mejor recepción.

Se dice que la ganancia de una antena isotrópica es de 0 dbi.

¿Qué significa que una antena tenga una ganancia de 2 dBis?

Si 0 dBi indica que no hay una zona por la que recibimos o podamos enviar mejor la señal (esfera), con 2 dBis indicamos que existe una zona donde mejoramos en 2 dB la ganancia isotrópica. ¿En qué zona? Pues depende del tipo de antena.

En comunicaciones sub 1-GHz, como ocurre en LoRa, lo normal es usar antenas monopolo o dipolo. Es la típica antena «palo». En este caso los 2 dBis se obtienen en la circunferencia central en el punto medio en altura.

A misma potencia, tenemos mejor recepción por el ecuador que en los polos

En este caso, en las proximidades a la vertical del «palo», dejaremos de tener señal, o más bien, muy bajo dBi.

Por regla general, a mayor dBi, obtendremos mejor alcance en horizontal, pero menor en vertical.

Esto es fácil de comprender si pensamos en la zona de ganancia como su fuera un donuts. Un «donut» de ganancia 2dBi es mucho más parecido a un donut convencional, mientras que uno de 4dBi es mucho más aplastado pero con mayor diámetro.

Vale, ¿Qué antena necesito?

Depende, como ya te has podido imaginar.

Tenemos que responder a varias preguntas.

  • La ubicación se encuentra en: ¿meseta? ¿valle? ¿pico?
  • ¿Tienes cerca más HotSpots? (recuerda, como mínimo al menos 300m siempre)
  • ¿Está es un gran nucleo urbano? ¿Pueblo quizás?

Teniendo las respuestas, podemos tener una mejor estimación de la antena que necesitamos.

En el mercado, es habitual encontrar los siguientes tipos de antena atendiendo a los dbi.

  • 1.2 dbi: esta antena es la típica que viene con HotSpot de interior como los SenseCap.
  • 3-4 dbi: este tipo de antena puede ir bien en zonas urbanas muy concurridas con cierta elevación.
  • 5.8 dbi: esta es ideal cuando nos encontramos en una meseta o zona uniforme y queremos llegar lejos en el horizonte pero a una altura similar a la ubicación de nuestra antena.
  • 8 dbi: esta puede ser ideal si nuestro hotspot se encuentra alejado de un grupo de hotspots y estamos prácticamente a la misma altura. El ángulo es muy pequeño, luego al más mínimo error, no tendrá conexión con ninguno.

¿Dónde las puedo comprar?

Existen multitud de fabricantes y distribuidores. Las de RAKwireless suelen ir muy bien aunque no son la más baratas. Os dejamos algunos enlaces.

Si tienes alguna duda a la hora de comprar, no dudes en contactar con nosotros.

Usando la red Helium para tus proyectos IoT con LoRaWAN

Helium es a día de hoy la red LoRaWAN más grande del planeta.

Con más de 500.000 Hotspots por todo el planeta, ya existe cobertura LoRaWAN en la mayoría de las principales capitales. De hecho, en algunos sitios saturados disponemos de varios Hotspots para nuestras comunicaciones.

Helium es conocida por su capacidad para generar tokens crypto que pueden operar en mercados de criptodivisas.

Pero a menudo nos solemos olvidar del verdadero propósito de Helium: crear una red para las personas.

Se dice que es una red para y por las personas, porque cualquiera puede montar un hotspot y dar servicio a la red. Normalmente una red LoRaWAN suele estar proporcionada por empresas privadas o instituciones como Universidades o Ayuntamientos.

La cuestión es: ¿cómo podemos usar esa enorme red para nuestros proyectos IoT?

La consola de Helium

Helium está poniendo muchos esfuerzos en tener una plataforma sencilla que nos permita conectar rápidamente nuestra flota de dispositivos IoT.

Para ello desarrolla la consola Helium, un servicio en la nube desde donde podemos dar de altas nuestros dispositivos y asociar acciones cuando se reciben datos.

Supongamos que tenemos un sensor que mide el polen en el aire. Por otro lado, tenemos un servicio de AWS IoT corriendo en AWS. Necesitamos que esos datos lleguen a nuestro servicio en la nube.

Veamos paso a paso cómo hacerlo.

Paso 1 – Registro y/o acceso a la consola

La consola de Helium está disponible bajo https://console.helium.com.

Podemos registrarnos con usuario/contraseña o directamente usando el servicio de login/registro de Google.

Formulario sencillo para login en Helium Console

Una vez dentro, podemos ver las principales secciones de la consola.

Pantalla de inicio de la consola con los 10.000 DC de gratitud

Como cortesía para las nuevas cuentas, Helium nos regala 10.000 DC.

¿Qué son los DC?

Los DC son los token necesarios para poder utilizar la red y enviar/recibir datos.

Un DC nos permite enviar o recibir un paquete de datos (unos pocos bytes de datos útiles).

Sin DC, no podemos operar en Helium.

La pregunta es, ¿cuánto nos cuesta los DC? Quédate con esta expresión, 1 DC = $0.00001.

Esto quiere decir que con $10 podríamos comprar 1 millón de DC. Si suponemos que nuestro sensor comunica cada 10 minutos un paquete de telemetría (1 DC),

¡por sólo $10 podríamos hacer funcionar nuestro dispositivo por algo más de 19 años!

Paso 2 – Alta de dispositivo

Lo primero que debemos hacer es dar de alta nuestro dispositivo.

Durante la alta, obtendremos los 3 valores que necesitamos para que nuestro dispositivo se pueda registrar en la red LoRaWAN de Helium de forma automática mediante Over-the-Air Activation (OTAA).

Para ello pulsamos en «Devices» desde el menú lateral y luego en el botón ((+)).

Ahora solo tenemos que darle un nombre y apuntar los valores de Dev EUI, App EUI y App Key para programar nuestro dispositivo y que sea reconocido por la red Helium.

Una vez tengamos apuntados los valores, pulsamos en «Save device» y nuestro dispositivo quedará registrado.

Paso 3 – Configuración del dispositivo

Es hora de programar nuestro dispositivo con los valores OTAA anotados anteriormente.

Esta parte depende mucho de cada dispositivo, fabricante, etc.

En el ejemplo de abajo se ve cómo establecer los valores para un dispositivo LoRaWAN en Arduino.

Nuestros valores OTAA listos para ser flasheados

Flasheamos nuestro dispositivo y ya lo tendremos listo para conectar con Helium.

Normalmente la activación en la red Helium puede tardar hasta 30 minutos. Pero una vez esté operativo, funciona sin ningún tipo de retraso.

Paso 4 – Creando flujos

Después de un tiempo y si nuestro dispositivo intenta conectar con la red, deberíamos ver mensajes de tipo «Join request» y «Join response» en la sección «Event Log» de nuestro dispositivo (Ir a «Devices» y hacer click sobre el dispositivo).

Ejemplo de eventos

Visto que nuestro dispositivo se comunica bien es hora de conectarlo con algún servicio en la nube para poder explotar la información reportada.

Clicamos sobre «Integrations» y luego en el icono de la «nube con un más en el interior».

Ya existe un amplio repertorio de integraciones plug&play

Para nuestro ejemplo, vamos a usar la integración de «AWS IoT Core«. Pulsamos en el icono.

Especificamos los datos de nuestra conexión con AWS IoT Core (previamente creada, no vamos a entrar en eso).

Pulsamos en «Add Integration«, y ya tenemos todo lo necesario para terminar nuestra aplicación, sólo nos falta el «pegamento».

Para ello vamos a la sección de flujos, «Flows«, y pulsamos sobre «Nodes» para añadir un nodo tipo dispositivo, nuestro dispositivo.

Arrastramos nuestro dispositivo y soltamos en mitad del lienzo. Luego repetimos lo mismo pero con la integración.

Una línea que aporta muchísimo valor

Por último, sólo tenemos que enlazar nuestro dispositivo con la integración añadiendo una línea entre ambos. Tan sencillo como arrastrar desde el círculo pequeño de uno hacia la otra.

¡Voilá! Nuestro dispositivo ya está usando Helium

Desde ese momento, cada vez que el dispositivo envíe un paquete de datos (uplink) deberá ser enrutado por la red Helium y ser recibido por nuestro servicio de AWS IoT Core.

Fácil, ¿verdad?

Taller Maker – Sensor de calidad del aire para Helium

El sensor en plena operación de superpoderes / Imagen del repositorio del proyecto / Apache License 2.0

Cada vez son más los proyectos y aplicaciones que buscan sacar partido al gran despliegue de la red Helium con LoRaWAN.

Hoy hablamos de un proyecto maker open source muy interesante que acabamos de descubrir: Sensor de calidad del aire conectado a Helium.

La idea es muy sencilla: tener monitorizado la calidad del aire de una habitación en la nube gracias a la red LoRaWAN via Helium.

Pero, ¿es necesario partir todo esto desde cero? Para nada…

Ikea VINDRIKTNING: sensor de calidad de aire

Por unos 14€ puedes hacerte con el sensor de calidad de aire de Ikea: Vindriktning (sin duda tiene nombre de contraseña de WiFi).

VINDRIKTNING Sensor calidad aire

Este sensor está preparado con 3 puntos de test (5V, masa y datos) que son utilizados para pasar la información y alimentación a nuestro dispositivo comunicador LoRaWAN.

Es importante destacar que el sensor seguirá funcionando como siempre, salvo que ahora también transmitirá el valor por Helium.

¿Qué más se necesita?

Una vez te hayas pasado por Ikea o hayas comprado online el «Vindriktning«, lo siguiente que necesitas es una placa CubeCell.

En concreto este proyecto usa Heltec CubeCell HTCC-AB01. Una placa de desarrollo para LoRaWAN muy extendida que puedes adquirir por poco menos de 20€ (Comprar en Amazon).

Heltec CubeCell HTCC-AB01

Una vez tengamos tanto el sensor de Ikea como como nuestro CubeCell, estamos listos para hacer la integración.

Básicamente necesitamos realizar 3 soldaduras: cable de 5V, cable de masa y cable de datos (RX). Esto tres pines están conectados a un puerto serie que el dispositivo de Ikea lleva de fábrica.

board
Soldaduras a realizar en la PCB del dispositivo de Ikea / Fuente: proyecto en Github
cubecell-wiring-back.png
Soldaduras a realizar en nuestra placa CubeCell / Fuente: proyecto en Github

Programación

Con el cableado hecho, ya solo falta la programación con el firmware.

Lo más sencillo es utilizar la plataforma de desarrollo IoT PlatformIO y programar el CubeCell con el código fuente que se encuentra en el repositorio.

Antes de programarlo, es necesario que demos de alta a nuestro dispositivo desde la consola de Helium (en este post te contamos cómo hacerlo).

La activación es LoRaWAN será por OTAA y debemos reemplazar los valores de DevEui, AppEui y AppKey con nuestros valores obtenidos de la consola en al archivo CubeCell-Helium-vindriktning-particle-sensor.ino

Esto es lo único que debemos modificar del código fuente /

Una vez programado, llega la hora de colocarlo dentro del sensor. La gran ventaja de este sensor es que tiene bastante espacio en el interior. De hecho, se recomienda imprimir una pieza 3D (incluida en el repositorio del proyecto) para una mejor colocación.

Renderizado de la pieza 3D a imprimir

Si no dispones ni de impresora 3D ni de forma de conseguir dicha pieza, creemos que un par de bridas harán el apaño.

¡Listos para el despegue!

Ya solo nos falta cerrar el sensor y conectarlo para que empiece a funcionar.

Importante comentar que por defecto el dispositivo notifica su valor cada minuto. Es posible configurar la frecuencia mediante el envío de un paquete downlink de configuración. Ver más en el README.md del proyecto

ACTUALIZACIÓN: Han sacado un video tutorial de cómo se hace (es el propio autor del hack, gracias Alex Corvis por la confirmación 🙂

Webminar/Taller Maker

Helium alcanza los 500.000 HotSpot

!Más de 500.000 HotSpots en tiempo record!

El 30 de Septiembre Helium alcanzó la cifra de 200.000 HotSpots conectados. Para alcanzar esa cifra Helium necesitó 2 años… ahora ha duplicado de lejos esa cifra… ¡en solo 3 meses!

Esta cifra podría ser mucho más si no estuviéramos en una crisis por la escasez mundial de chips y microcontroladores tras (durante) el COVID.

¿Podrá Helium seguir aguantando el ritmo… todavía?

A finales de Septiembre ya planteamos los problemas a los que Helium debe hacer frente para poder mantener este crecimiento.

Estos meses no han sido nada fáciles para el equipo de ingeniería de Helium. Han tenido que hacer frente a las caídas de la red debido al crecimiento.

Además del propio crecimiento, para este 2022 se espera que por fin entre en juego los light spots.

Si todo va bien, supondrá una revolución, pues se separa la red del procesamiento duro de minado como tal.

Crecimiento vs Uso de red

Otro tema que Helium tiene encima de la mesa es el uso de la red. Como sabemos, conforme la red de Helium se consolide, las recompensas por «estar» (tener un HotSpot en linea) comienzan a bajar, además de que probablemente haya que compartir hexágono entre varios.

La idea es que en ese momento exista un tráfico del Internet de las Cosas que pague por usar la red y esas recompensas lleguen a los propietarios de los HotSpots.

La cuestión es: ¿habrá suficiente tráfico? ¿serán las recompensas los suficientemente rentables? Esta es la pregunta que tanto comunidad como los críticos con Helium se hacen sobre la viabilidad de Helium

En fin, por lo pronto ya van 500.000 hotspots en línea.

Ahora la pregunta es, ¿en cuántos meses alcanzará el 1.000.000 de HotSpots?

PD: nuestra apuesta, 3 meses 🙂