Introducción a los módulos Xbee

Introducción.
Bienvenidos al mundo inalámbrico de XBee. Quizás hayas escuchado de él, o quizás no, de cualquier manera sigue leyendo para conocer los detalles de estos dispositivos. Los XBee´s son pequeñísimos chip azules capaces de comunicarse de forma inalámbrica unos con otros. Pueden hacer cosas simples, como reemplazar un par de cables en una comunicación serial, lo cual es genial cuando deseas crear, por ejemplo, un vehículo radiocontrolado.

Pero ¿Cuántos módulos se necesitan? ¿Cuál es la diferencia entre XBee Series 1 y Series 2? ¿Por qué hay tantos tipos de antena para los XBee? ¿Por qué algunos se llaman XBee PRO?, o los que no dicen PRO ¿Son inadecuados?

Existen muchos tipos diferentes de módulos los cuales vamos a repasar, pero una de las ventajas de estos XBee, es que todos, independiente del modelo o serie, tienen los pines similares. Alimentación, tierra y los pines de comunicación (TX/RX) se encuentran en el mismo lugar, haciendo que los chip sean totalmente intercambiables, para la mayoría de las aplicaciones más simples. Algunas de las características más avanzadas no son siempre compatibles, pero para principiantes no hay de qué procuparse. Ahora ya estás listo para comenzar a aprender sobre XBee y todos sus productos. Te presentamos aquí un desglose del Mundo XBee.

XBee: – De acuerdo a Digi, los módulos XBee son soluciones integradas que brindan un medio inalámbrico para la interconexión y comunicación entre dispositivos. Estos módulos utilizan el protocolo de red llamado IEEE 802.15.4 para crear redes FAST POINT-TO-MULTIPOINT (punto a multipunto); o para redes PEER-TO-PEER (punto a punto). Fueron diseñados para aplicaciones que requieren de un alto tráfico de datos, baja latencia y una sincronización de comunicación predecible. Por lo que básicamente XBee es propiedad de Digi basado en el protocolo Zigbee. En términos simples, los XBee son módulos inalámbricos fáciles de usar.

Zigbee: – Es una alianza y un estándar de redes MESH de eficiencia energética y de costos. XBee utiliza el estándar Zigbee y lo agrega y envuelve en un pequeño empaque elegante (http://www.zigbee.org/)
Series What?!
XBee Series 1 (también llamados XBee 802.15.4)  – Son la seria más facil para trabajar, no necesitan ser configurados, pero incluso así se pueden obtener beneficios. Debido a que son fáciles para trabajar, nosotros los recomendamos, especialmente si estás empezando en esto. Para comunicaciones Punto-a-Punto, estos módulos trabajan tan bien como los de la Serie 2, pero sin todo el trabajo de pre configuración previo. Un módulo Serie 1 no dirá Serie 1 en él, pero tampoco lo dirá uno de la Serie 2. Si no lo dice, entonces tu módulo es un Serie 1. El hardware de las Series 1 y las Series 2/2.5/ZB NO SON COMPATIBLES. No trates de mezclarlos.

XBee Znet 2.5 (Formalmente Series 2) Retirado – Estos son los divertidos. Los módulos Serie 2 deben ser configurados antes de ser usados. Pueden funcionar en modo Transparente o por medio de comandos API, pero todo esto depende de cual firmware se configure en los módulos. También pueden funcionar en una red mesh, creando unos módulos totalmente configurables e increíbles. Pero también son más difíciles que usar que los de la Serie 1. No existe una forma en que estos módulos sean compatibles con los de la Serie 1, por lo que se insistimos…no lo intentes!. Los módulos Znet 2.5 ya no se venden, pero han sido reemplazados con módulos ZB más compatibles.

ZB (el actual módulo Series2) – Básicamente es el módulo Znet 2.5, pero con un nuevo firmware. Esto significa que también funcionan en modo transparente o por medio de comandos API. También funcionan en redes mesh. Puedes tomar el nuevo firmware y actualizarlo tú mismo. El firmware entre ambos no es compatible (pero es fácilmente intercambiable) por lo que debes elegir cuál firmware deseas usar, y apegarte a éste para crear toda la red. Estos a menudo son llamados módulos de Serie 2, por lo que si escuchas a alguien hablar sobre esta serie, probablemente estén hablando de estos módulos. Puede que no sea el término correcto, pero se hace distinción de estos con los módulos de la Serie 1, los cuales son los más populares. Estos módulos no funcionarán de ninguna forma o manera con los de la Serie 1, por lo que la recomendación es nuevamente…..NO LO INTENTES!….

2B(el incluso más actual módulo Series2) – Son nuevos módulos que poseen mejoras en el hardware respecto de los de la Serie 2, , mejorando por ejemplo el uso de la potencia. Funcionan con el Firmware del módulo ZB, pero debido al cambio de hardware, ya no pueden funcionar con el firmware del módulo Znet 2.5. Por lo que ten cuidado si agregas uno de estos módulos a una red ya existente que utilice módulos Znet 2.5. Actualmente algunas de nuestras tarjetas son 2B y otras son ZB.

900MHz – Técnicamente no es una Serie, pero sí es una familia tal como los otros. Estos módulos pueden funcionar con dos diferentes tipos de firmware, el firmware DigiMesh y el firmware Point-to-Multipoint. Digi (quien fabrica los módulos) actualmente vende ambos módulos, el hardware es el mismo, pero con diferentes firmware. Estos módulos son más o menos Plug and Play pero por supuesto no se podría tener beneficio de todas las grandes características que en el módulo se pueden configurar.

XSC – Son, básicamente, módulos de900MHz, pero sacrifican velocidad de datos por el alcance. Los módulos 900MHz tienen una velocidad de datos de aproximadamente 156 Kbps (los otros de aproximadamente 250 Kbps), mientras que en los módulos XSC es de alrededor de 10 Kbps. Por otro lado, si colocas una antena de alta ganancia puedes tener un alcance de alrededor de 24 Km y de 9,6 Km con una antena regular. Estos módulos no requieren configuración externa y tienen otras diferencias incluyendo un set de comandos diferente a los anteriores por lo que se recomienda revisar con anterioridad la hoja de comandos.
Tipos de Antenas…
Chip Antenna – Básicamente es un pequeño chip que actúa como antena. Rápido, sencillo y barato.

Wire Antenna (Whip Antenna)– Es un pequeño cable que sobresale.

u.FL Antenna – Un conector pequeño para conectar tu propia antena. Esto es perfecto si tienes tu equipo en una caja y deseas la antena afuera de ésta.

RPSMA Antenna – Un conector más grande para conectar tu propia antena. Nuevamente, esto es perfecto si tienes tu equipo en una caja y deseas la antena afuera de ésta.

Regular, Pro y otras cosas.
Regular vs Pro – Hay pocas diferencias entre un XBee regular y un XBee PRO. Los XBee PRO son un poco más largos, consumen más potencia y cuestan un poco más de dinero. Eso es casi todo. El mayor consumo de potencia quiere decir también mayor alcance (1,6 Km en vez de 91,5 Mts) por lo que si prefieres el alcance o sólo te gusta gastar dinero, entonces usa los XBee PRO, de lo contrario usa los XBee regulares. Los dos modelos se pueden mezclar dentro de la misma red.

900 vs 2.4 – La mayoría de los módulos XBee operan a 2.4 GHz , pero hay unos pocos que operan a 900 MHz. Básciamente los de 900 MHz pueden llegar muy lejos con una antena de alta ganancia (hasta casi 24 Km). Además a menor frecuencia, la señal posee mayor penetración. Otro punto importante es que los módulos de 900 MHz no están permitidos en algunos paises (incluso Digi tiene versiones de 868 MHz que sí está permitido en la mayoría de los países). Estas dos versiones no se pueden mezclar en la misma red.
XBee Explorer, XBee Explorer Regulado, XBee shield, XBee breakouts…

- Necesitarás uno para los módulos de Series 2/2.5/ZB para conectarlos a un PC e instalar el firmware. También son útiles para cambiar la configuración, y te permite enviar y recibir información en tu PC. Viene tanto en una versión microB USB como en una para conectar directamente al puerto USB.

- Es ideal para incluir tu Xbee a tu propio circuito de 5V. Es básicamente un Breakout con un regulador de 3.3 V incluido.

- Esta tarjeta es ideal para incluir un módulo Arduino en conjunto con un módulo XBee a tu circuito. Tiene un regulador de 3.3 Volt incluido. La versión actual posee un switch que te permite conectar el XBee a los pines UART del Arduino, o a otro diferente.

Recursos básicos necesarios para comenzar a jugar con los XBee.
X-CTU software - Este programa te permite configurar los módulos XBee. El programa sólo está disponible en Windows .

XBee ZB product page – Página de productos de la actual Serie 2.

Government Regulations – La comunicación inalámbrica tiene diferentes restricciones dependiendo del país. Los que vendemos, no tienen problemas para usarse en Chile, pero para una mayor información, verificar la información de Digi sobre cuál XBee es aceptable dependiendo del país.