wiki:SujetTP5-2018

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Communication sans fil

Objectif

L'objectif de la séance est de lire des capteurs distants sur les RaspberryPi. Vous allez utiliser les modules de communication NRF24L01 abordés en cours. Chaque RaspberryPi en a un module NRF24L01. Les capteurs sont sur des Arduinos doté d'un module NRF24L01.

Vous n'allez pas aborder la programmation Arduino aujourd'hui. Vous verrez ça la semaine prochaine. Vous allez travaillez sur la RaspberryPi et continuer la construction des votre serveur WEB. Sur la RaspberryPi, vous devrez avoir votre serveur HTTP et une application gateway qui devra lire les valeurs envoyées par les capteurs et les enregistrer dans un fichier. Votre serveur HTTP devra lire ce fichier et afficher la dernière valeur lue.

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 RaspberryPi et !Arduino. C'est-à-dire que lorsque vous aurez compris comment l'utiliser avec la RaspberryPi, 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

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: 
    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.

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