Communication sans fil

Préambule : Récupération de la bibliothèque du NRF24L01

Si nous voulons continuer à cross compiler, il faut installer la librairie qui va permettre de contrôler le module NRF24L01. Il existe plusieurs librairies. Celle choisie à le mérite d'être disponible dans l'environnement raspberry et arduino. C'est-à-dire que lorsque vous aurez compris comment l'utiliser avec la raspberry pi, le passage sur Arduino sera facile.

• Aller sur le site ​https://github.com/tmrh20/RF24
• Récupérer le .zip de la branche master (bouton clone and download -> Download ZIP)

  $ unzip RF24-master.zip
  $ cd RF24-master
  $ mkdir $HOME/rf24
  $ ./configure --prefix=$HOME/rf24 --soc=BCM2835 --c_compiler=bcm2708hardfp-gcc --cxx_compiler=bcm2708hardfp-g++ --driver=SPIDEV --ldconfig=''
  $ make
  $ make install
  

• Vérification que la library est installée.

  $ ls $HOME/rf24
    include  lib
  

La bibliothèque a été installée sur les cartes raspberry pi car la bibliothèque est dynamique et non pas statique, donc il faut la bibliothèque sur la raspberry pi.

Documents de référence du module NRF24L01

• ​Site Nordic nRF24L01Plus
• ​Spéicification nRF24L01plus
• ​Repository API TMRh20/RF24

Communication nRF24L01+ : le matériel

• Vous allez commencer par faire un schéma du noeud.
  Les composants nécessaires à un noeud sont :
  • un Arduino nano
  • deux modules nRF24L01
  • une raspberry pi (CE est connecté sur le GPIO15 et CSN sur CE0)

Communication entre le capteur et la base

La documentation de la bibliothèque est ​ici dont voici un résumé :

• RF24 (uint8_t _cepin, uint8_t _cspin)
  Configuration du module radio et du SPI, reçoit les numéros de broche cepin (radio) cspin (SPI Slave Select)
• bool begin (void) Démarrage du module radio
• void startListening (void)
• void stopListening (void)
• bool available (void)]
• void read (void *buf, uint8_t len)
• bool write (const void *buf, uint8_t len)
• void openWritingPipe (const uint8_t *address)
• void openReadingPipe (uint8_t number, const uint8_t *address)

• sensor (sur l'Arduino)

  #include <SPI.h>
  #include "RF24.h"
  #include "printf.h"
  
  RF24 radio(9,10); // radio(CE,CS)
  
  byte addresses[][6] = {"0Node"};
  
  void setup() {
    Serial.begin(115200);
    printf_begin();
    radio.begin();
    radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);
    radio.openWritingPipe(addresses[0]);
    radio.printDetails();
    delay(1000);
  }
  
  
  void loop() {
    Serial.println(F("Now sending !"));
  
    unsigned long start_time = millis();                             // Take the time, and send it.  This will block until complete
    if (!radio.write( &start_time, sizeof(unsigned long) )){
       Serial.println(F("failed!"));
    }
    
    delay(1000);
  }
  

• baseSensor (sur la raspberry pi)

  #include <cstdlib>
  #include <iostream>
  #include <sstream>
  #include <string>
  #include <unistd.h>
  #include <RF24/RF24.h>
  
  typedef uint8_t byte;
  
  using namespace std;
  
  RF24 radio(15,0);
  
  byte addresses[][6] = {"0Node","1Node","2Node","3Node","4Node","5Node"};
  
  void setup() {
    radio.begin();
    radio.setRetries(15,15);
    radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);
    radio.openReadingPipe(1,addresses[0]);
    radio.printDetails();
    radio.startListening();
  }
  
  void loop() {
    unsigned long got_time;
  
    if( radio.available()){
       radio.read( &got_time, sizeof(unsigned long) );             // Get the payload
       cout << got_time << endl;
     }
  }
  
  int main(int argc, char** argv){
      setup();
      while (1) loop();
      return 0;
  }
  

• Makefile sur la raspberry pi

  RPI?=20
  SRC=src
  APP=NRF24L01_base
  DST=lacas/nrf
  
  CROSSDIR        = /users/enseig/franck/peri
  CROSS_COMPILE   = $(CROSSDIR)/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/bcm2708hardfp-
  
  INC=$(HOME)/rf24/include
  LIB=$(HOME)/rf24/lib
  CFLAGS=-Wall -Wfatal-errors -O2 -I$(INC)
  LDFLAGS=-L$(LIB) -lrf24
  
  all:  $(APP).x
  
  $(APP).x: $(APP).cpp
      $(CROSS_COMPILE)g++ -o $@ -I$(INC) $<  -O2 $(LDFLAGS)
  
  upload: $(APP).x
      scp -P50$(RPI) $(APP).x pi@peri:$(DST)
  
  clean:
      rm -f *.o *.x *~
  

Travail demandé

• Le but initial est de lire la valeur envoyée par l'Arduino et de l'afficher sur le terminal de la raspberry. Il y a donc au moins 2 noeuds, un émetteur (l'arduino) et un récepteur (la raspberry).
• Ensuite, l'idée est de faire une communication entre deux raspberry pi. Il va falloir que vous lisiez la documentation du NRF pour comprendre comment numéroter les noeuds. Une raspberry allume la led de sa voisine.
• Comme, il n'y a pas assez de raspberry, nous allons ajouter des arduinos.
• ​Langage Arduino

Programmation des Arduinos

Vous devez utiliser la dernière version d'arduino qui se trouve /opt/arduino-1.6.8/arduino. Vous commencerez par compiler le programme blink qui fait clignoter la led 13 présente sur l'arduino. Pour pouvoir compiler un programme sur le NRF24, il faut ajouter la bibliothèque.

L'usage des bibliothèques Arduino

• Ce qu'il y a de bien dans l'écosystème Arduino, c'est la volonté de faire simple. En effet, pour presque tous les "périphériques" existants il existe un et même souvent plusieurs bibliothèques de fonctions écrites par des "amateurs" souvent très doués. En plus, les sources sont ouvertes, et il est donc possible d'adapter ces codes pour des besoins spécifiques.

• Les bibliothèques sont trouvées, en général, en tapant sur un moteur de recherche, la requête "nom-du-module Arduino". Les projets sont souvent sur github. Pour faire court,
  • Vous téléchargez la bibliothèque (un RF24-master.zip)
  • Vous ajoutez la bibliothèque dans l'environnement Arduino (import Library)
  • Vous lancer l'IDE Arduino et dans le menu file/exemples vous avez un exemple (souvent plusieurs) de la nouvelle bibliothèque.
  • Vous en choisissez un, vous le chargez, vous le compilez, vous l'uploadez, vous le testez :-)

L'idée sera d'allumer la led de l'arduino depuis la raspberry pi ou l'inverse.