Kit Inicial Hologram Nova: Guía Completa de Configuración Raspberry Pi e Integración de Sensores

¿Nuevo en Nova? ¿Nuevo en Raspberry Pi? ¿Nuevo en Python? Este tutorial te guía a través de cada paso del Kit Inicial Hologram Nova.

Historia

Este tutorial es parte del Kit Inicial Hologram Nova oficial, disponible en Hologram.io.

Configurar una Raspberry Pi – Headless

Nota: Si ya tienes Raspbian en una tarjeta SD y puedes hacer SSH, salta a la siguiente sección.

Una configuración headless significa que la Pi arranca sin monitor, teclado ni ratón. Toda la configuración ocurre desde tu ordenador principal vía SSH.

1. Descargar y Grabar el SO Raspbian en la SD

Puntos clave a tener en cuenta:

• Raspbian es un derivado de Debian adaptado para la arquitectura ARM de Raspberry Pi.
• Tanto la versión Lite (sin escritorio) como la Full funcionan; Lite es suficiente para este tutorial.
• NOOBS es innecesario y añade pasos extra.
• Usa Etcher, una herramienta multiplataforma, para flashear la imagen del SO.

Descargar Raspbian: raspbian.org/downloads/raspbian

Descargar/instalar Etcher: etcher.io

Grabar Raspbian en tarjeta SD:

• Inserta la tarjeta SD en tu ordenador.
• Abre Etcher.
• Elige el archivo ZIP de Raspbian descargado como SO.
• Selecciona la tarjeta SD como unidad de destino.
• Haz clic en "Flash!".
• La interfaz de Etcher se verá similar a la captura de abajo.

2. Configurar Raspbian

Tras flashear, vuelve a montar la tarjeta SD en tu ordenador. Abre una terminal y navega a la partición de arranque.

cd /Volumes/boot

Habilita SSH creando un archivo vacío:

touch ssh

Pre-configura Wi-Fi para que la Pi se una a tu red al arrancar. La Pi solo soporta 2,4 GHz.

sudo nano wpa_supplicant.conf

Pega lo siguiente, reemplazando los placeholders con tus credenciales:

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**tu-wifi**"
    psk="**tu-contraseña**"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

Para redes sin seguridad:

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**tu-wifi**"
    key_mgmt=NONE
}

Guarda y sal de Nano con CTRL+X, luego Y y ENTER. Expulsa la tarjeta SD e insértala en la Pi.

3. Conectar a la Pi por Wi-Fi SSH

Alimenta la Pi usando el adaptador 5V 2,4A suministrado. Espera un minuto a que la red suba.

Desde tu ordenador host, abre una terminal y haz SSH:

ssh pi@raspberrypi.local

Contraseña: raspberry.

Solución de problemas:

• ¿Dispositivo no encontrado? Verifica credenciales Wi-Fi y asegura que la Pi está en red 2,4 GHz.
• ¿Múltiples Pi con mismo hostname? Haz SSH usando la IP local de la Pi: ssh [email@ip].

Una vez dentro, ejecuta la herramienta de configuración de Raspberry Pi:

sudo raspi-config

En el menú, realiza las siguientes acciones:

• 7 – Advanced Options → A1 Expand Filesystem
• 5 – Interfacing Options → SPI (habilita I2C si necesitas)
• 1 – Change User Password
• 2 – Hostname (elige un nombre memorable)
• Selecciona Finish y permite que la Pi reinicie.

Tras reiniciar, haz SSH de nuevo usando el nuevo hostname: ssh [email@nuevo-hostname].

4. Instalar Dependencias

Actualiza la lista de paquetes de la Pi:

sudo apt-get update

Instala paquetes esenciales:

sudo apt-get install git git-core build-essential python-dev python-openssl python-smbus python3-pip python-pip screen

Instala el SDK Python de Hologram:

curl -L hologram.io/python-install | bash

Verifica la versión del CLI:

hologram version

Deberías ver una versión superior a 0.6.0. ¡Felicidades —la Pi ya está lista!

Lección 1 – Parpadear un LED

Usaremos los pines GPIO de la Pi (numeración BCM). Para un repaso rápido, consulta la guía GPIO de StackOverflow. El siguiente pinout será referenciado.

Si eres nuevo en protoboards, mira este video de ScienceBuddiesTv.

En esta lección configuraremos un pin GPIO como salida para controlar un LED.

Diagrama de Cableado

Conecta el LED vía una resistencia de 220 Ω. La alimentación suele ser el cable rojo; tierra el negro. Desconecta siempre la alimentación antes de cablear.

Reconecta alimentación, espera un minuto, y reestablece SSH.

Ejecutar el Código

Clona el repositorio del kit inicial:

git clone https://github.com/benstr/nova-starter-kit.git

Verifica que la carpeta existe:

ls nova-starter-kit/

Ejecuta el script de parpadeo:

sudo python nova-starter-kit/01_blink/main.py

Introduce el número de parpadeos cuando se pida. El LED debería alternar según corresponda.

Ver los archivos fuente:

cat nova-starter-kit/01_blink/main.py
cat nova-starter-kit/01_blink/myLED.py

¡Sé Ambicioso!

Explora funciones adicionales en myLED.py editando main.py y volviendo a ejecutar el script.

sudo nano nova-starter-kit/01_blink/main.py

Lección 2 – Leer un Sensor Digital

Añadiremos un sensor de humedad/temperatura DHT11. La librería DHT de Adafruit simplifica la obtención de datos.

Más sobre sensores DHT en página DHT de Adafruit.

Diagrama de Cableado

Usa una resistencia pull-up de 10 kΩ.

Quita alimentación antes de cablear.

Reconecta alimentación, espera un minuto, y reestablece SSH.

Ejecutar el Código

Verifica la carpeta del sensor:

ls nova-starter-kit/02_digital_sensor/

Instala la librería DHT de Adafruit:

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
sudo python Adafruit_Python_DHT/setup.py install

Prueba el sensor:

sudo Adafruit_Python_DHT/examples/AdafruitDHT.py 11 21

Ejecuta el script de la lección:

sudo python nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py

El LED parpadeará tres veces y mostrará temperatura/humedad.

cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/myDHT.py

Lección 3 – Leer un Sensor Analógico

La Pi solo puede leer señales digitales. Para capturar datos analógicos usaremos un ADC MCP-3008 para convertir la salida de una fotorresistencia.

El MCP-3008 ofrece ocho canales; usaremos el canal 0. La librería MCP3008 de Adafruit manejará la comunicación.

Diagrama de Cableado

Asegura que la muesca del MCP-3008 mire a la izquierda. Verifica todas las conexiones.

Quita alimentación antes de cablear.

Reconecta alimentación, espera un minuto, y reestablece SSH.

Ejecutar el Código

Verifica la carpeta del sensor analógico:

ls nova-starter-kit/03_analog_sensor/

Instala la librería MCP3008:

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MCP3008.git
sudo python Adafruit_Python_MCP3008/setup.py install

Ejecuta el script del sensor analógico:

sudo python nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py

El LED parpadeará cuatro veces e imprimirá temperatura, humedad y luminosidad.

cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/myMCP.py

Lección 4 – Activar con un Botón

Para evitar sesiones SSH manuales, cablearemos un botón para activar lecturas de sensores y configuraremos el script para que se ejecute automáticamente al arranque.

Diagrama de Cableado

El cableado es sencillo –conecta el botón a un pin GPIO y resistencia pull-up.

Reconecta alimentación, espera un minuto, y reestablece SSH.

Ejecutar el Código

Verifica la carpeta del botón:

ls nova-starter-kit/04_button/

Ejecuta el script del botón:

sudo python nova-starter-kit/04_button/main.py

El script se queda en un bucle infinito, esperando una pulsación del botón. Pulsa CTRL+C para parar.

cat nova-starter-kit/04_button/main.py

Ejecutar el Código al Arranque

Edita /etc/rc.local para lanzar el script al arranque:

sudo nano /etc/rc.local

Añade la línea antes de exit 0:

sudo python /home/pi/nova-starter-kit/04_button/main.py &

Guarda, reinicia:

sudo reboot

Tras reiniciar, pulsar el botón debería activar cuatro parpadeos del LED.

Lección 5 – Enviar Datos por Wi-Fi

Ahora el script se ejecuta al arranque, pero queremos ver los datos localmente. Reenviaremos las lecturas de sensores al Data Engine de Hologram.

Si tu SIM no está activada, hazlo en dashboard.hologram.io/activate.

En el panel de Hologram, abre tu dispositivo Nova, navega a Configuración, haz clic en "Show Router Credentials", genera una clave de 8 dígitos y guárdala.

Edita el archivo de credenciales:

sudo nano nova-starter-kit/credentials.json

Reemplaza el placeholder con la clave generada.

Actualiza /etc/rc.local para lanzar el script cloud:

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/05_cloud/main.py &

Reinicia:

sudo reboot

Tras unos minutos, pulsar el botón enviará datos a la nube. Verifica resultados en dashboard.hologram.io.

Ver el script cloud:

cat nova-starter-kit/05_cloud/main.py

Lección 6 – Enviar Datos por Celular

Desplegar en entornos sin Wi-Fi es sencillo. Tras ensamblar la Nova e insertar la SIM, los dos LEDs en la Nova indican preparación de red.

Edita /etc/rc.local para usar el script celular:

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/06_cellular/main.py &

Reinicia:

sudo reboot

Verifica transmisión de datos en dashboard.hologram.io.

Ver el script celular:

cat nova-starter-kit/06_cellular/main.py

Ahora has construido un robot sensor meteorológico que puede operar mundialmente vía celular.

Fuente: Hologram Nova Starter Kit