Como instalar un servidor FTP en una Raspberry Pi

En ocasiones necesitamos ubicar archivos en algún lugar y además queremos que estos archivos estén accesibles desde cualquier lugar que este en red,  para estos casos lo ideal es tener un servidor FTP.  Existen varias opciones para tener tu propio servidor FTP, en este tutorial vamos a ver como instalar un servidor FTP en una Raspberry Pi.

Existen varios software para instalar un servidor FTP en nuestra Raspberry Pi, uno de los más usados es el proFTPd, este Software es muy fácil de instalar y muy fácil de configurar, primero trataremos las instalación del mismo y a continuación veremos el archivo de configuración del servidor FTP en nuestra Raspberry PI.

Instalando proFTPd

La instalación de proFTPd, es muy simple y se realiza como cualquier otra instalación, para ello necesitamos abrir un terminal y descargar el paquete con el comando

Sudo get-apt install proftpd

Durante la instalación del servidor ftp proftpd, se nos preguntará que tipo de instalación queremos, “from inetd” o “standalone” , la diferencia entre ambas es que la instalación de proFTPd standalone configura el servidor para estar ejecutándose 24/7 mientras que la opción inetd solo ejecuta el servidor ftp cuando un cliente se conecta con lo que ahorra recursos de la Raspberry Pi.

Si vamos a disponer de varios usuarios que se pueden conectar simultáneamente y con cierta frecuencia, es recomendable utilizar la instalación de  proFTPd standalone.

FOTO1

Una vez instalado proFTPd, solo nos queda configurarlo  y crear y dar permisos a los usuarios que queramos.

Configurando proFTPd

Antes de comenzar con la configuración, vamos a hablar de los usuarios, básicamente, existen 3 tipos de usuarios:

  • Root
  • Usuario
  • Anonimus

proFTPd, puede actuar de diferente manera según el usuario que intente acceder al servidor, por ejemplo podemos denegar el acceso a los usuarios anónimos, permitir el acceso a una carpeta de usuario específica y permitir el acceso a todas las carpetas a los usuarios root. Por defecto proFTPd utiliza la lista de usuarios y passwords de la Raspberry Pi.

El usuario y password para root por defecto de Rasberry Pi son:

User: Pi

Password: Raspberry

Adicional mente si queremos crear un usuario simple sin derechos de administrador, lo creamos con el comando:

sudo adduser usuario1

y le añadimos un password con el comando:

sudo passwd  usuario1

Creamos la carpeta destino donde podrán acceder los usuarios normales

Sudo mkdir FTPfolder

Ahora que ya tenemos creados los usuarios, vamos ver como configuramos proFTPd y permitir o denegar el acceso a los diferentes usuarios.

La configuración del servidor FTP, se realiza a través del archivo de configuración  proftpd.conf, para editarlo, ejecutamos el comando:

sudo nano /etc/proftpd/proftpd.conf

Este archivo configura el propio servidor y por otro lado la gestión de los usuarios,  es recomendable dejar la configuración por defecto del servidor,  aunque podemos cambiar el nombre del servidor, el tipo de servidor, el timeout etc…

Para asignar la carpeta que hemos creado al usuario que hemos creado, añadimos la línea:

DefaultRoot /home/FTPfolderusuario1 

Con la línea anterior asignamos al usuario1 la carpeta destino FTPfolder, pero permitimos al usuario root el acceso a todas las carpetas.

Para no permitir las conexiones de usuarios Anonymus, nos aseguramos que no hay código entre las etiquetas <Anonymous ftp> y </Anonymous> o directamente borramos el bloque entero.

Si quieres saber más sobre la gestión de los usuarios te recomiendo que visites la página de los creadores proFTPd

Una vez realizados los cambios oprtunos guardamos el archivo y volvemos a cargarlo para que se apliquen los cambios

sudo service proftpd reload

Ya tenemos nuestro servidor FTP funcionando…

Accediendo al servidor FTP.

Para verificar que todo está en orden y funciona correctamente, abrimos un navegador de internet y escribimos la dirección de nuestro servidor FTP

ftp://<IP-Rapsberry> 

Si todo ha funcionado, el navegador nos debería mostrar nuestra carpeta destino, según el usuario con el que estemos logeados en la Raspberry

Para poder subir ficheros desde cualquier ordenador se puede utilizar cualquier cliente FTP disponible como FILEZILLA, WinSCP, etc…

Como conectarnos a un módulo ESP32-CAM desde Python

Hoy en día la difusión multimedia está muy extendida e integrada en nuestras vidas sin que seamos consciente de ello, el termino stream lo relacionamos con la reproducción de información de audio o video. Esta información puede estar disponible en forma de archivo como puede ser un archivo de video o audio almacenado en el disco de un servidor o bien puede ser una cámara IP a la cual podemos acceder para ver la imagen en tiempo real.

Una de las grandes ventajas del streaming es que la información se muestra en tiempo real, es decir, no es necesario descargar el archivo completo para poder verlo o escucharlo.

Existen varios protocolos para poder hacer streaming, algunos son más avanzados como puede ser RSTP, que da la posibilidad de pausar, la reproducción y otros más simples que no ofrecen ningún control.

En este tutorial, vamos ver como conectarnos a un módulo ESP32-CAM desde Python con la librería OPENCV, mediante Http.

Es necesario que en el IDE que utilices tengas instaladas las tarjetas ESP32, si no las tienes, en el IDE de arduino ves a archivo–> preferencias  y en el gestor de URLs adicionales de tarjetas pega la siguiente dirección:

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json 

Ahora vamos a Herramientas–> Placa –> Gestor de tarjetas y buscamos ESP32 (expressif) e instalamos la última versión disponible.

Seleccionamos la placa AI Thinker ESP32-CAM (aunque sea el clon de china) y el puerto serie correspondiente, seleccionando esta placa, no es necesario realizar nada más, las particiones ya se configuran solas.

Lo primero que hacemos será cargar en el módulo ESP32-CAM el software de ejemplo para la cámara,  recordar que tenemos que introducir el SSID de nuestra red y el Password.

Este módulo viene sin una interface para poder subir el SW, por lo que para poder subir el SW al módulo necesitaremos un conversor USB a TTL y conectarlo al ESP32-CAM tan y como se ve en la imagen.

Solo nos queda compilar y subir el SW al ESP32-CAM, una vez se ha subido el software, eliminamos el puente entre  D01 y GND y apretamos el botón de Reset. Si lo hemos hecho bien, en modulo se conectará a nuestra red Wifi y por la consola nos indicará la IP asignada y los puertos asignados para Web Server y para el Streaming de video, será el puerto 81.

Necesitamos apuntar la IP y toda la ruta para que desde Python podamos acceder a la cámara, esta ruta debería ser algo:

http://<tu_ip_asignada>:81/stream 

Para verificar que es la url correcta, cópiala  en el navegador y deberías tener acceso directo al video, si no es así, hay algo que no tienes bien.

Es hora de ponernos con Python, para ello hemos de tener instaladas las librerías OpenCV y numpy.

Accederemos a la cámara mediante su dirección IP, para ello abrimos la url y buscamos el inicio y final de la imagen enviada, una vez sabemos la ubicación y la longitud de la imagen, la decodificamos y la mostramos en una ventana.

import cv2
from urllib.request import urlopen
import numpy as np

stream = urlopen('http://192.168.43.6:81/stream')
bytes = bytes()
while True:
    bytes += stream.read(1024)
    a = bytes.find(b'\xff\xd8')
    b = bytes.find(b'\xff\xd9')
    if a != -1 and b != -1:
        jpg = bytes[a:b+2]
        bytes = bytes[b+2:]
        if jpg :
            img = cv2.imdecode(np.fromstring(jpg, dtype=np.uint8), cv2.IMREAD_COLOR)
            cv2.imshow('ESP32 CAM', img)
    if cv2.waitKey(1) & 0xff == ord('q'):
        break
stream.release()
cv2.destroyAllWindows()

En la variable img tenemos la imagen que nos envía el ESP32-CAM, podemos guardar, reenviarla, tratarla, buscar algún objeto, etc…  a partir de aquí es cosa tuya….

Puedes descargar el script para Python 3 desde mi repositorio.

Sensor de temperatura con Arduino y Termistor

Hoy en día es posible hacer un medidor de temperatura de varias maneras, aquí os explicaré como hacer un sensor de temperatura con Arduino y un termistor.  Un termistor es un componente pasivo bastante barato comparado con sensores digitales para medición de temperatura. Para poder interactuar con los sensores digitales, arduino necesita las librerías específicas, las cuales las podemos encontrar por la red o las podemos programar con ayuda de los datasheet…

Básicamente un termistor es una resistencia que varía su valor en función de la temperatura del entorno. Existen 2 tipos de termistores que se categorizan en PTC (Positive Temperature Coefficient) y NTC (Negative Temperature Coefficient), la diferencia es que las PTC aumentan su resistencia con el aumento de temperatura y las NTC disminuyen su resistencia  con el aumento de temperatura.

En este tutorial, vamos a utilizar el típico termistor  que utilizan lasimpresoras 3D en el extrusor, son muy baratos y muy fáciles de encontrar. El modelo que utilizaré es de 100K y un coeficiente B 3950, estos dos valores son básicos para poder hacer los cálculos y conversiones a temperatura.

Termistor NTC 100K 3950 Arduino

Los 100K es el valor de la NTC que nos indica el fabricante para una temperatura ambiente de 25ºC, y el parámetro B y una constante que define la curva de temperatura del termistor, este parámetro nos lo da el fabricante.

Circuito básico del termistor

Como he dicho anteriormente, un termistor es un elemento pasivo resistivo,  que varía su resistencia en función de la temperatura, por lo que si sabemos el valor de la resistencia del termistor, podremos calcular la temperatura.

Para conocer el valor del termistor, 

colocamos una resistencia en serie con el termistor y medimos la caída de tensión en el termistor, una vez conocemos la caída de tensión en el termistor, conoceremos la caída de tensión en la resistencia y con un  simple divisor de tensión conoceremos el valor resistivo de la NTC.

Divisor de tension Arduino

En el circuito de la figura anterior la salida VOUT viene dada por la fórmula:

Vout=\frac{R2}{R1+R2}*Vcc

Si consideramos que VOut, la mediremos con el ADC (VADC) de arduino, R1 = 100K y VCC = 3v3 y su valor en el ADC 1023, podemos despejar R2 para conocer el valor del termistor:

R2=\frac{Vout*R1}{Vcc-Vout}= \frac{Vadc*100k}{1023-Vadc}

R2=\frac{Vadc*R1}{1023-Vadc}

Conversión a temperatura

Y ahora que ya conocemos el valor resistivo del termistor que hacemos?, pues solo nos hace falta aplicar las ecuaciones de Steinhart–Hart, para ello utilizamos la siguiente formula:

\frac{1}{T}=\frac{1}{T0}+\frac{1}{B}*\ln \frac{R}{R0}

T –> Temperatura que queremos conocer (grados Kelvin)

T0–> Temperatura nominal de la NTC para esta NTC 25º

B –> Constante de la NTC para este modelo 3950

R –> Resistencia nominal de la NTC para este modelo 100K

R0 –> Resistencia que hemos calculado anteriormente

Una vez calculado el valor de T lo pasamos a grados centígrados simplemente restándole 273,15 y ya conocemos la temperatura de ambiente donde se encuentra la NTC

Si queremos saber el valor en grados Fahrenheit aplicamos la siguiente formula de conversión:

F=\frac{C*9}{5}+32

Conectando el termistor a Arduino

En este punto nos toca realizar el montaje final del divisor de tensión con el termistor a Arduino, para ello conectamos la salida VOut al pin A0 de Arduino y alimentamos nuestro divisor de tensión mediante la salida estabilizada de 3v3 que dispone Arduino Nano.

Conectamos la entrada Aref de Arduino a 3v3, con esta conexión le indicaremos a Arduino que el valor máximo del ADC (1023) corresponde a una tensión de 3v3.

analogReference(EXTERNAL);
Termistor divisor de tension arduino

Sensor de temperatura con Arduino y un termistor, el software de Arduino

Hora de implementar en Arduino toda la teoría que he explicado anteriormente, el sketch básico para leer la temperatura y mostrarla por la consola es el siguiente:

#define termistorPin A0
#define termistorNominalRes 100000
#define termistorNominalTemp 25
#define termistorBValue 3950
#define VoltageDividerResistor 100000
float termistorRes = 0.0;
float steinhart;
void setup() {
    Serial.begin(115200);
    analogReference(EXTERNAL);
}

void loop() {
  termistorRes = ((float)analogRead (termistorPin)* VoltageDividerResistor)/(1023 - (float)analogRead (termistorPin));
  steinhart = termistorRes / termistorNominalRes;     // (R/Ro)
  steinhart = log(steinhart);                         // ln(R/Ro)
  steinhart /= termistorBValue;                       // 1/B * ln(R/Ro)
  steinhart += 1.0 / (termistorNominalTemp + 273.15); // + (1/To)
  steinhart = 1.0 / steinhart;                        // Invert  
  steinhart -= 273.15;                                // convert to C
  Serial.print("Temperature "); 
  Serial.print(steinhart);
  Serial.println(" *C");
  delay(1000);
}

Podéis descargar el software dese mi repositorio en este link.

CNC, La electronica

La electrónica de este CNC está basada en una placa arduino uno con el software GRBL 1.1 instalado. A nivel de HW consta del Arduino Uno, los drivers para los motores de pasos, fuentes de alimentación, algún regulador PWM para los Spindlers y un módulo Bluetooth para poder conectarme desde el PC. Adicionalmente le instalé una Raspberry Pi para poder operar el CNC insitu.

Los drivers de los motores de pasos pueden ser cualquiera de los que comercialmente se venden, solo hay que asegurar que serán capaces de aguantar la intensidad que consuma el propio motor.  Yo opté por instalar 2 motores de pasos en los ejes X e Y, por lo que el consumo de intensidad es el doble, y debido a esto tome la decisión de instalar unos drivers de 3A basados en el TB6560, son más que suficientes para controlar un par de motores de 0,5A y por otro lado ya tengo la electrónica dimensionada para futuros proyectos donde requiera motores más grande tipo Nema 23 o Nema 34.

Los finales de carrera, son sensores inductivos de 8mm de diámetro, al instalar este tipo de sensor, es necesaria una fuente de alimentación o instalar algún tipo de DC-DC que nos proporcione una alimentación de 6V para alimentar este tipo de sensor. Hay que decir que la instalación de finales de carrera no es obligada, aunque yo personalmente lo recomiendo. Tampoco es obligado instalar este tipo de sensores, se pueden instalar unos finales de carrera mecánicos como los de toda la vida, si escoges esta opción, no es necesario el DC-DC ya que los finales de carrera nos darán 0 cuando sean alcanzados.

En esta tabla tenéis el ruteado de las conexiones entre la placa Arduino, los drivers, sensores, pulsadores etc…

Señal Pin Arduino Uno Tipo Destino
Reset A0 IN Pulsador
Feel Hold A1 IN Pulsador
Start A2 IN Pulsador
Coolant Enable A3 OUT Rele
       
Probe A5 IN Entrada Sonda
       
Step X D2 OUT Driver X
Step Y D3 OUT Driver Y
Step Z D4 OUT Driver Z
Dieccion X D5 OUT Driver X
Direccion Y D6 OUT Driver Y
Direccion Z D7 OUT Driver Z
       
Stepper Enable D8 OUT Driver X,Y,Z
Limite X D9 IN Salida Sensor inductivo
Limite Y D10 IN Salida Sensor inductivo
PWM Spindle – Laser D11 OUT Salida PWM 3Khz
Limite Z D12 IN Salida Sensor inductivo
Spindle Direcion D13 OUT Direccion giro

El modulo Bluetooth, es una simple pasarela Bt–>Uart conectada directamente a los pines Rx y Tx del Arduino, basta con emparejar el BT con el PC y seleccionar el Puerto serie correspondiente para poder comunicarnos con la máquina.  Tener en cuenta que las conexiones son cruzadas, es decir el pin Rx de Arduino, irá conectado al pin Tx del módulo bluetooth y el pin Tx del Arduino irá conectado al pin Rx del Bluetoth.

La instalación de la Raspberry PI, no tiene más, lo único que nos debemos asegurar es conectar la Rasberry Pi con el Arduino mediante un cable USB para poder conectar con la maquina e instalar el SW de control GRBL que más nos guste.

Router CNC / Laser CNC

Uno de los primeros proyectos que desarrollé en 3D fue un pequeño CNC muy funcional. El diseño esta hecho en Fusion 360 de Autodesk, un SW con un uso muy intuitivo.  Este CNC está diseñado para utilizar perfilería de aluminio 2020, muy versátil, económica y fácil de localizar en el mercado.

Una de las principales características es la posibilidad de variar las dimensiones del área de trabajo con relativamente pocos cambios, solo es necesario ampliar los perfiles, la guía lineal y la correa.

Todas las estructuras necesarias para la construcción de este CNC se pueden imprimir con una impresora 3D de sobremesa, al final de esta página están los enlaces para descargar los modelos y poder imprimirlos. Yo suelo imprimir en ABS, aunque cada cual es  muy libre de imprimir en el material que más le guste.

Otra de las características de esta máquina CNC es su capacidad multifunción para realizar varias operaciones, en función de la herramienta que se instale en el eje Z puede realizar una tarea u otra.  En el eje Z se pueden instalar un pequeño laser, una pequeña fresadora y un pequeño taladro.

Como productos, con este diseño, se pueden realizar impresiones laser sobre materiales como madera, cuero, cristales, piedra, corte laser de materiales blandos como cartón, papel, goma eva, etc… Como fresadora, hay que tener en cuenta las limitaciones mecánicas del diseño, no hay que olvidar que los soportes de fijación son piezas impresas en plástico con  todo lo que conlleva, algunos de los materiales que se pueden fresar es madera, hace uso grabados impresionantes, y con la velocidad y herramienta adecuada se puede grabar y fresar aluminio.

El soporte multifunción.

El soporte multifunción es una de las piezas más importantes de este CNC, esta pieza tiene una doble función, por un lado la utilizo para fijar la perfileria de aluminio y por el otro sirve para la fijación del motor de pasos o para instalar un tensor de correa.

Puedes descargar el modelo listo para imprimir en este enlace.

La ubicación del motor puede ser por ambos lados y está pensada para alojar motores nema 17 con una polea GT02.

Por el otro lado se puede instalar un sistema de tensor de correa, para ello diseñé el tensor donde se monta una polea ciega GT2 y la tapa donde se instala un tornillo para poder regular la tensión de la correa.

En imprimir un solo soporte en la 3D se tarda alrededor de 5 horas, con un relleno del 80%, ármate de paciencia que se necesitan 6 piezas ¡!

Continua con la electronica del CNC