venerdì 5 novembre 2021

Setup server di ricezione dati IOT

 


Sistemati i test di collazione e quello di invio dei dati, come nei post precedenti, adesso vediamo come ho gestito il sistema lato server. Quindi , ricapitolando, il sistema prevede la raccolta dei dati da una macchina industriale attraverso  il protocollo ModBus. L'invio di questi dati attraverso una chiamata request in POST verso un server che si occuperà di ricevere e di registrare i dati raccolti su MySQL standard.

Qui di seguito descrivo la ricezione dei dati attraverso una pagina PHP che si occupa anche dell'invio verso MySql  dei dati stessi, quindi il nostro server dovrà avere caricato e funzionante il PHP, il MySql ed un web server con certificato SSL che possa ricevere chiamate https.

Ipotizziamo di ricevere dei dati da una macchina industriale, per esempio questi:


                "ser"

                "t1"

                "t2"

                "ai"

                "ah"

                "h1"

                "h2" 

                "h3"

                "h4"

                "i1" 

                "i2"

                "i3"

                "i4"

                "i5"

                "f1"

                "f2"

                "f3"

                "f4"

                "f5"

                "t1_max"

                "t1_min"

                "t2_max"

                "t2_min"

                "IS"

                "ai_max"

                "vers_soft"

                "mac"

                "eth0"

                "ipp"

                "gw"

                "sft_ver"

                "power_up_time"

                "wlan0"

                "O3_ppm"

                "temperature"

                "humidity"

Per poterli inserire in un  database, dobbiamo intanto creare una tabella che si aspetti di ricevere questi dati, oltre al timestamp per definire il tempo di ricezione ed il numero ID progressivo dell'operazione.

Quindi Creata la tabella ed inseriti i nomi dei campi sul server MySql (settati i vari parametri relativi al MySql), a questo punto dobbiamo costruire una pagina php che riceva la chiamata request POST dal nostro ESP32 e si preoccupi di prelevare i dati allegati al POST, e correttamente li inserisca in una query di INSERT nel database.

<?php


/*

  TecnoGeppetto

  Inserimento dati in DB 

  11/07/2020

*/

$servername = "localhost:3306";

$dbname = "NAME DB";

$username = "DB USERNAME";

$password = "DB PASSW"; 

// Change this value, the ESP32 sketch needs to match

$api_key_value = "YOUR API KEY";

//Build variables 

$api_key= $ser = $t1 = $t2 = $ai = $ah = $h1 = $h2 = $h3 = $h4 = $i1 = $i2 = $i3 = $i4 = $i5 = "";

if ($_SERVER["REQUEST_METHOD"] == "POST") {

    $api_key = test_input($_POST["API_KEY"]);

if($api_key == $api_key_value) {

$post = file_get_contents('php://input');

$post  = json_decode($post, TRUE);

echo var_dump($post);

        $ser = test_input($post["ser"]);

        $t1 = test_input($post["t1"]);

        $t2 = test_input($post["t2"]);

        $ai = test_input($post["ai"]);

        $ah = test_input($post["ah"]);

        

        // Create connection

        $conn = new mysqli($servername, $username, $password, $dbname);

        // Check connection

        if ($conn->connect_error) {

            die("Connection failed: " . $conn->connect_error);

        } 

        

        $sql = "INSERT INTO sensor_data (ser, t1, t2, ai, ah)

        VALUES ('" . $ser . "', '" . $t1 . "', '" . $t2 . "', '" . $ai . "', '" . $ah . "')";

        

        if ($conn->query($sql) === TRUE) {

            echo "New record created successfully";

        } 

        else {

            echo "Error: " . $sql . "<br>" . $conn->error;

        }

    

        $conn->close();

    }

    else {

        echo "Wrong API Key provided.";

    }


}

else {

    echo "No data posted with HTTP POST.";

}


function test_input($data) {

    $data = trim($data);

    $data = stripslashes($data);

    $data = htmlspecialchars($data);

    return $data;

}

?> 

Come potete leggere nel codice sopra per la fase di test ho deciso di inviare solo alcune delle variabili  (ser, t1, t2, ai, ah), le altre le ho omesse solo per praticità.

Il codice sopra dovrà essere inserito in un file .php  sul server web in cloud. Detto file verrà quindi chiamato dal codice che gira su ESP32 e che effettua la chiamata request POST.


Buon Lavoro

TecnoGeppetto

Come creare un flusso di dati con ESP32

 Dopo aver realizzato le esperienze con ModBus ed ESP32 descritte nel precedente post, avere cioè creato un device che in funzione Master interroga dei device Slave con il protocollo MobBus attraverso un collegamento seriale, si presenta il problema di trasmettere questi dati da qualche parte per poterli utilizzare, magari su Dashboard intelligenti.

Photo by Jorge Ramirez on Unsplash

Come fare?

La prima cosa che ho pensato è quella di rendere possibile la trasmissione dei dati raccolti attraverso una connessione ad un server in Cloud. I sistemi di  connessione più noti sono la classica GET o la sorella maggiore POST. La differenza tra i due metodi è molto semplice, la GET trasmette i dati aggiungendoli direttamente in chiaro , all'indirizzo di chiamata ( tipo : http//ilsitoRicevente.it?id=111&dato1=222)

Il metodo POST invece non passa i parametri direttamente nell'indirizzo, ma li allega come file e li trasmette a parte all'indirizzo del server ricevente. Questo metodo è più sicuro perchè è più difficile intercettare i dati così trasmessi e quindi viene usato quando è importante la privacy e l'integrità del dato.

Per costruire la chiamata POST al mio server utilizzo la libreria  urequest già presente nella configurazione di base del Micropython installata sul ESP32, quindi basta importarla nel programma.

Qui di seguito il programma di base che ho impostato per inviare i dai con una chiamata POST .


import urequests as requests

import ujson

url = "https://iot.sottosopraweb.com/register.php"


header = {'api_key': '***LA MIA API KEY****',

           'Content-Type': 'application/json'}


data = {"ser":"777", "t1": "22", "t2": "23", "ai": "24", "ah": "25"}

data = ujson.dumps(data)

r = requests.post(url, data=data, headers=header)

print(r.text)

Dopo aver importato le librerie  necessarie, costruisco l'header della chiamata, a cui aggiungo il codice ApiKey che servirà come chiave per far accettare il pacchetto al server. costruisco la variabile data , passo la variabile data alla libreria ujson per formattare il testo in modo "digeribile" dal sistema ricevitore ed in finale creo la request (faccio la chiamata al server) e mi stampo la risposta da parte del server.

 

Spero di essere stato utile a qualcuno 
TecnoGeppetto

mercoledì 28 luglio 2021

ESP32 esperienze con ModBus

 Nell'era di Industria 4.0 tutte le aziende stanno effettuando la conversione dei propri sistemi verso i nuovi metodi di  gestione dei dati. Oggi i nuovi macchinari sono tutti "intelligenti", cioè sono in grado di trasmettere il proprio stato e lo stato delle lavorazioni, verso dashboard di controllo sempre più avanzate, che rendono la gestione del tempo e delle lavorazioni sempre più efficacie e consentono anche la manutenzione preventiva, per evitare i malfunzionamenti ed eventuali onerosi blocchi macchina.


Anche i macchinari più anziani, però, possono essere resi Smart, con l'ausilio di sensori e metodi di trasmissione dei dati sempre più piccoli e facilmente integrabili.

In questi giorni sto aiutando un amico proprio in un progetto di questo tipo, cioè la conversione di un macchinario al quale è stato già integrato un sistema di trasmissione dei dati su modulo ModBus seriale RS485. Il sistema attualmente trasmette i dati via cavo seriale RS485, l'intenzione è quella di convertire il sistema per poter trasmettere via WiFi gli stessi dati.


La scelta naturalmente è stata quella di utilizzare i moduli ESP32, che sono economici e molto facili da utilizzare, veloci e sicuri.

Riporto qui a fianco lo schema della GPIO del modulo che ho utilizzato per fare i test. Ho scelto il modello Mini ESP32 in quanto per questo progetto non ci sono particolari necessità di piedinatura, ed il fattore forma, per semplificare la possibilità di integrazione è una delle variabili più importanti.

Per prima cosa, ho caricato sul mio ESP32 il Micropython, come descritto in questa veloce guida ed anche in questo post qui

Successivamente, come spiegato qui, ho collegato il modulo attraverso RSHELL che per lavorare con Micropython è lo strumento più utile in assoluto.

. Sempre attraverso RSHELL ho caricato la libreria che gestirà la comunicazione con il device già inserito nella apparecchiatura, la libreria uModBus che è molto essenziale e gestisce in modo corretto la conversione dei pacchetti con i device in modalità RTU.


Per fare i primi test ho caricato la libreria direttamente dentro la flash del ESP32, anche se la maniera migliore per lavorare con librerie specifiche sarebbe quella di compilare il Micropython direttamente con le librerie che servono, attraverso l'SDK che Espressif mette a disposizione. Lo farò sicuramente finiti i primi test.

A questo punto, per poter controllare il funzionamento o meno del sistema appena montato ho bisogno di un device slave che risponda a chiamate ModBus. Problema!. In casa non ho nulla di questo genere! Ho scoperto però, che esiste un programma linux che consente di simulare il comportamento di un device slave ModBus, proprio per poter testare sistemi come il mio..... Ottimo!

Diagslave funziona in diverse modalità, a me interessa che risponda a chiamate RTU seriali, quindi , caricato su una Raspberry Pi sulla quale sta girando un Debian appena aggiornato all'utlima versione, faccio partire il programma con :

arm-linux-gnueabihf/diagslave -a 1 -m rtu -b 4800 -d 8 -s 1 -p none /dev/ttyAMA0

chiamando l'help si ha la spiegazione di ogni parametro utilizzabile, per la mia configurazione io chiamo il nuovo device 1 con -a 1 (a = address), scelgo il modo RTU con -m rtu, scelgo la velocità di comunicazione con -b 4800 -d 8 -s 1 -p none   e scelgo la seriale sul quale inviare la comunicazione  /dev/ttyAMA0

che corrisponde ai pin UART0 della Raspberry Pi

Pin 8 e 10 come da schema GPIO qui a fianco riportato.

Infatti, proprio sui Pin 8 e 10 , rispettivamente TX e RX della seriale interna UART0 di Raspberry Pi mi sono collegato con i cavetti provenienti dall'ESP32. Sul ESP32 ho indirizzato la seriale sui Pin 12 e 4 (sono Pin non utilizzati da nessun servizio interno e sui quali avevo gia' saldato di Pin rigidi, quindi ho scelto questi per comodità, ma possono essere scelti due Pin qualsiasi, ovviamente liberi da altri servizi).

A questo punto, facendo una richiesta ModBus da ESP32 il programma che gira su Raspberry Pi e che è in ascolto sulla seriale ttyAMA0, dovrebbe rispondere regolarmente.

Per effettuare le richieste dal lato ESP32 ho creato queste  poche righe di codice Micropython:

from uModBusSerial import uModBusSerial as Seriale

seriale = Seriale(uart_id = 2, baudrate = 4800, data_bits=8, stop_bits=1, parity= None, pins=(12,4), ctrl_pin=None) # inizializzo la seriale e creo l'oggetto

seriale.write_single_register(1, 100, 111, True)    #Scrive un singolo registro  sullo Slave 1 nel registro 100 scrive il valore 111

seriale.read_input_registers(1, 100, 3, signed=True) #Legge 3 registri a partire dal 100 

seriale.read_discrete_inputs(1, 99, 3)[0:3] #Legge 3 registri a partire dal 99


Il codice sopra ovviamente è solo per testare la comunicazione e fa queste cose:

from uModBusSerial import uModBusSerial as Seriale

Carica la libreria, 

seriale = Seriale(uart_id = 2, baudrate = 4800, data_bits=8, stop_bits=1, parity= None, pins=(12,4), ctrl_pin=None)

crea l'oggetto "seriale " ,passando i parametri per la configurazione della seriale sui PIN scelti in fase di cablaggio.

seriale.write_single_register(1, 100, 111, True)

Crea una chiamata di scrittura  con seriale.write_single_register(device_ID, REGISTRO, VALORE, segno)

device_ID = il numero identificativo del device ( in una rete ModBus su seriale RS485 possono coesistere fino a 255 device, che avranno ID diversi in funzione della loro collocazione fisica (1, 2 3,......, 255) 

REGISTRO E VALORE sono parametri intuitivi

segno se settato = a True, mantiene il segno scritto nel registro, se settato a False, rende il valore del registro senza tenere conto del segno eventuale (elimina il segno meno davanti al valore del registro se esiste)

seriale.read_input_registers(1, 100, 3, signed=True)

Crea una chiamata di lettura di uno specifico registro (in questo caso il 100, quello su cui, alla riga precedente, avevo scritto il valore 111) il valore 3 indica al sistema di leggere 3 registri consecutivi, che nel nostro caso varranno 111 (l'unico valore che ho programmato alla riga precedente), 0, 0 (naturalmente i valori dei registri 101 e 102 saranno 0 in quanto non sono ancora stati scritti.

seriale.read_discrete_inputs(1, 99, 3)[0:3] 

Questo è un metodo di lettura alternativo, che consente di leggere il contenuto di uno o più  registri di un determinato device. Questo metodo ha bisogno della specifica dell'intervallo di lettura tra parentesi quadre, come riportato nel comando sopra.

Qui sotto il video dove e' possibile vedere le due finestre di terminale affiancate, una corrisponde al sistema Diagslave (quella in alto a DX) l'altra finestra, corrisponde alle chiamate effettuate dal modulo ESP32 utilizzato come Master in questa configurazione.



Buon Lavoro a tutti
TecnoGeppetto

domenica 25 luglio 2021

USB2serial PL2303 su Win 10

Con un laconico Deprecated Microsoft ha deciso di eliminare il driver  per le chiavette USB PL2303  definitivamente.


Seguendo questa guida si riesce a recuperare il device ed utilizzarlo regolarmente.

Grazie Windows !

http://www.ifamilysoftware.com/news37.html


forse anche qui 

http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=225&pcid=41



Istruzioni direttamente dal primo Sito elencato:


1. Download and Save the installer file at the link below:

https://www.ifamilysoftware.com/Drivers/PL2303_64bit_Installer.exe

You can just Save it to your Desktop to make it easier. Norton's 360 won't like it, so to save all the grief of dealing with that beast you might want to disable your anti-virus before running the installer.

2. Unplug all USB-To-Serial adapters and Double click on the installer "PL2303_64bit_Installer.exe". This file can be deleted later.

3. The "PL2303 Code 10 Fix" program will be installed along with a shortcut on your Windows Desktop.

4. Double click on the "PL2303 Code 10 Fix Shortcut"

5. Plug in one (1) of your USB-To-Serial adapters and click "Continue".

6. When it finishes, Reboot your computer.

7. Unplug the adapter and plug back in again. That's it! Donations are appreciated.:



A me ha funzionato subito.

Ciao a tutti

sabato 6 febbraio 2021

Trasmettere streaming audio da Microfono via ESP32

Era da un pezzo che volevo ottenere uno streaming audio da poter ascoltare attraverso la rete, oggi mi sono deciso a fare dei test, seguendo questo articolo di Julian .
Il sistema e' molto semplice da realizzare, basta collegare un microfono a condensatore al pin ADC1 canale 0 del nostro ESP32, stando attenti al fatto che il pin ADC del ESP32 puo' ricevere soltanto tensioni fino ad 1 volt, quindi se l'uscita del microfono ha dei valori maggiori, dobbiamo provvedere a livellarli con un partitore di tensione.




Di seguito il circuitino:



 

Quindi collegato il microfono tra ADC channel0 e GND del ESP32,  per ottenere lo streaming basta caricare il codice che ha fornito Julian, sostituire utente , password del nostro router e numero IP del computer che ricevera' il flusso audio.

/* Audio streamer with ESP32 and Adafruit elected microphone board. 
 * Created by Julian Schroeter.
*/
#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
#include <driver/adc.h>

#define AUDIO_BUFFER_MAX 800

uint8_t audioBuffer[AUDIO_BUFFER_MAX];
uint8_t transmitBuffer[AUDIO_BUFFER_MAX];
uint32_t bufferPointer = 0;

const char* ssid     = "YOUR SSID";
const char* password = "YOUR PASSWORD";
const char* host     = "YOUR SERVER IP ADDRESS";

bool transmitNow = false;

WiFiClient client;

hw_timer_t * timer = NULL; // our timer
portMUX_TYPE timerMux = portMUX_INITIALIZER_UNLOCKED; 

void IRAM_ATTR onTimer() {
  portENTER_CRITICAL_ISR(&timerMux); // says that we want to run critical code and don't want to be interrupted
  int adcVal = adc1_get_voltage(ADC1_CHANNEL_0); // reads the ADC
  uint8_t value = map(adcVal, 0 , 40960255);  // converts the value to 0..255 (8bit)
  audioBuffer[bufferPointer] = value; // stores the value
  bufferPointer++;
 
  if (bufferPointer == AUDIO_BUFFER_MAX) { // when the buffer is full
    bufferPointer = 0;
    memcpy(transmitBuffer, audioBuffer, AUDIO_BUFFER_MAX); // copy buffer into a second buffer
    transmitNow = true; // sets the value true so we know that we can transmit now
  }
  portEXIT_CRITICAL_ISR(&timerMux); // says that we have run our critical code
}


void setup() {
  Serial.begin(115200);

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("MY IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  adc1_config_width(ADC_WIDTH_12Bit); // configure the analogue to digital converter
  adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_0, ADC_ATTEN_0db); // connects the ADC 1 with channel 0 (GPIO 36)

  const int port = 4444;
  while (!client.connect(host, port)) {
    Serial.println("connection failed");
    delay(1000);
  }

  Serial.println("connected to server");

  timer = timerBegin(080true); // 80 Prescaler
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true); // binds the handling function to our timer 
  timerAlarmWrite(timer, 125true);
  timerAlarmEnable(timer);

}

void loop() {
  if (transmitNow) { // checks if the buffer is full
    transmitNow = false;
    client.write((const uint8_t *)audioBuffer, sizeof(audioBuffer)); // sending the buffer to our server
  }
}

Per poter ascoltare lo streaming audio, possiamo creare una connessione attraverso, per esempio, il programma nc in linux

nc -l 4444 | aplay -r 8000 -f U8

Io ho utilizzato una Raspberry Pi che ho sulla scrivania, per ricevere il segnale dall' ESP32.

Il tutto funziona anche se dobbiamo utilizzare delle accortezze per schermare le connessioni audio, altrimenti il sistema "raccatta" un sacco di disturbi e l'audio ottenuto non e' eccellente.

Buon divertimento
TecnoGeppetto



sabato 23 gennaio 2021

RSHELL un ottimo sistema per gestire ESP32 da terminale

Nel mio percorso di approfondimento della conoscenza dell'ESP32, ho incontrato questo interessante programma per Python; RSHELL  che consente una connessione tra una macchina Linux ed il nostro ESP32 tramite cavo USB e gestisce alla perfezione l'upload ed il download dei file sulla scheda.

Attraverso RSHELL si potranno caricare i file di programma sulla scheda ESP e scaricare eventuali file o log registrati sulla scheda stessa, direttamente da shell attraverso una macchina Linux.

Abbiamo gia' visto come connettere la ESP via WiFi attraverso WebRepl nel precedente post, adesso vediamo come poter fare lo stesso attraverso una semplice shell Linux. Sulla mia macchina in questo momento ho il sistema Win10,  e l'ambiente virtuale WSL che ho costruito per utilizzare Linux con i programmi per la programmazione in Python, non gestisce le porte seriali della macchina, o almeno non lo fa nelle impostazioni di base che attualmente girano sul mio sistema, quindi per poter testare RSHELL ho dovuto "passare" da una Raspberry Pi che, attraverso una shell remota, mi consente di "parlare" con l'ESP via seriale.

Quindi ho collegato ESP32 con il cavo USB alla Raspberry Pi. Ho connesso la Raspberry Pi via WiFi in SSH, ed ho cosi' ottenuto quando necessario per funzionare.


Installato rshell sul sistema Linux con 

$ pip install rshell

Collegato la ESP32 alla presa USB della Raspberry Pi  bisogna trovare il nome della seriale che e' stato assegnato al device, semplicemente leggendo con il comando:

$ ls /dev/tty*

Nel mio sistema il nome assegnato e' il solito  ttyUSB0

Quindi basta chiamare con il comando sotto, la connessione con il parametro -p e se tutto e' andato regolarmente, ci troviamo connessi alla nostra ESP32 

$  rshell -p /dev/ttyUSB0





Il manuale onlne del programma spiega con dovizia di particolari l'utilizzo di ogni comando, e se ne volete sapere di piu' vi consiglio di andare a leggere

Io per fare conoscenza ho testato il comando -d  che mette  RSHELL in modalita' debug, quindi la connessione e' molto piu' verbose, ma consente di capire meglio cosa succede dopo ogni comando

Adesso vediamo come mettere su il sistema in modo da far connettere in automatico il nostro ESP32 al router di casa, senza utilizzare il metodo gia' spiegato nel post precedente.

La prima cosa connettere con RSHELL e questi comandi:

$ rshell -p /dev/ttyUSB0 --buffer-size 30 -a -e nano

Il comando -e nano consente di scegliere l'editor nano anziche' il predefinito vi che come sappiamo e' molto piu' ostico !!

A questo punto possiamo andare a leggere il contenuto  della flash dell'ESP32 con il comando 

$ ls /pyboard     

nb. pytboard e' il nome che viene dato in automatico all'ESP se non e' settato in maniera differente dentro il file board.py  che contenga un attributo simile a :  name = "myboard"

A questo punto possiamo editare il file boot.py che risiede gia' di default sulla ESP32 con l'editor che abbiamo definito con il parametro -e (cioe' nano)

> edit /pyboard/boot.py    





Le istruzioni da inserire nel file sono le stesse del precedente post, cioe':

# This file is executed on every boot (including wake-boot from deepsleep)
import esp
esp.osdebug(None)
import webrepl
webrepl.start()
def do_connect():
    import network
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    if not wlan.isconnected():
        print('connecting to network...')
        wlan.connect('XXXXXXXXXXXXXXXXX''XXXXXXXXXXX')
        while not wlan.isconnected():
            pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
do_connect()

Al posto delle X dovete inserire i dati relativi al vostro router, naturalmente.

Per uscire e salvare da nano, i comandi sono Ctrl-X  e poi confermare il salvataggio delle modifiche effettuate.

Con queste semplici modifiche il ESP32 al successivo riavvio si colleghera' al router ed entrera' nella vostra rete locale.

Un'altra cosa che si puo' fare e' far partire REPL, chiamandolo direttamente dal prompt:

> repl pyboard         
 nb. il nome della scheda puo' essere omesso, serve solo se abbiamo piu' schede insieme, che possono essere collegate  chiamandole per nome

Qui ci troviamo direttamente nell'ambiente MicroPython del nostro ESP32


Buon divertimento.

TecnoGeppetto







ESP32 gestione di striscia Led indirizzabile Neopixel WS2812

 I miei test sul sistema MicroPython ed ESP32 vanno avanti di gran lena, oggi ho completato il montaggio di un semplice circuito con un ESP32 ed una barretta di Led WS2812 molto comoda e facilmente inseribile nei vari circuiti che possiamo costruire "sulla scrivania".

Ho montato il circuito come da schema qui sotto, ma ho avuto dei problemi allo startup del ESP, che "sente" il GPIO basso, e si mette in Dounload mode, cioe' pronto a ricevere il firmware, e non entra in posizione lavoro. Quindi ho deciso di utilizzare un'altra porta (ce ne sono tante!) per evitare l'inconveniente


La verisone di ESP sulla quale sto lavorando, probabilmente ha dei problemi di circuito, infatti non funziona il Pin dei 5V (il Vin, cioe' il pin che e' collegato all'alimentazione proveniente  dalla USB, di conseguenza sono sato costretto a collegarmi alla 3,3V per alimentare la barretta di Led ( siamo un po' sotto il limite della minima tensione ammessa, che e' di 4V, ma dai testi funziona ugualmente!!). Con questa configurazione pero' devo stare attento ad accendere i Led mai alla massima potenza, in quanto assorbirebbero tropo per il componente stabilizzatore di tensione installato sulla scheda (infatti , se funzionasse!, sarebbe certamente meglio usare l'alimentazione diretta dalla USB per alimentare la barretta di LED, questo modo che ho scelto io, passa attraverso lo stabilizzatore di tensione che si occupa di alimentare il microcontrollore ed il wifi, quindi ha gia' il suo bel da fare!)

Di seguito il codice uploadato sull ESP che fa accendere i led di un colorino arancione uno per volta fino ad accendere tutta la barretta, poi fa il percorso inverso e spenge tutti uno alla volta. Fa' questo di continuo, fino a che non riceve un break (Ctrl-C) da terminale.

from machine import Pin
from neopixel import NeoPixel
import time

pin = Pin(16, Pin.OUT)   # set GPIO16 to output to drive NeoPixels
np = NeoPixel(pin, 8)   # create NeoPixel driver on GPIO0 for 8 pixels
while True:
    for i in range(8):
        np[i] = (2555)      # set the first pixel to orange
        np.write()              # write data to all pixels
        time.sleep_ms(500)
    for i in range(80, -1):
        np[i-1] = (000)      # set the first pixel to orange
        np.write()              # write data to all pixels
        time.sleep_ms(500)


Buon divertimento 

TecnoGeppetto




venerdì 22 gennaio 2021

ESP32Cam gestione dei Led della scheda

 Continua la serie di articoli sulla scheda ESP32Cam che inquesto periodo e' sotto i miei riflettori; Con questo articolo parliamo della attivazione e della gestione del LED principale e del Led di servizio. Infatti la scheda ha un bel Led 5050 sulla parte frontale, molto luminoso, che risponde al GPIO 4 ed un Led Rosso sulla scheda interna, vicino al modulo ESP vero e proprio, che viene utilizzato anche dal sistema per messaggi di stato.

Il MicroPython ci consente di gestire piuttosto facilmente questi due led semplicemente alzando o abbassando il livello dei Pin relativi. Bisogna comunque fare attenzione al fatto che il GPIO 4 al quale e' collegato il Led principale Bianco, e' anche utilizzato per la gestione della scheda MicroSD, infatti sul GPIO 4 e' collegata anche il segnale DATA1 della comunicazione tra il microcontrollore e la MicroSD, quindi non e' possibile utilizzare le due periferiche contemporaneamente.


Per il LED Bianco

from machine import Pin
import time

LEDb = Pin(4, Pin.OUT) 
while True:
    LEDb.value(1)
    time.sleep_ms(500)
    LEDb.value(0)
    time.sleep_ms(500)


Per il LED Rosso

#gestione del LED di servizio Rosso della scheda sul GPIO33
LEDr = Pin(33, Pin.OUT) 
while True:
    LEDr.value(1)
    time.sleep_ms(500)
    LEDr.value(0)
    time.sleep_ms(500)

Nota che il LED Rosso funziona alla rovescia rispetto all'altro quindi si accendera' con il Pin 33 basso, mentre si spengera' con il Pin 33 tenuto alto.


Buoni esperimenti

TecnoGeppetto



ESP32Cam primi approcci

 Veramente orami e' qualche mese che ho ricevuto dalla Cina il mio primo ESP32Cam, un mostriciattolo che ha a bordo il ESP32 uno slot per MicroSD card, una telecamera ed una serie di pin a cui poter collegare il ....resto del mondo!



Ho gia' fatto un sacco di progettini con l'ESP32, tutti in C, utilizzando la IDE di Arduino e la modalita' "classica" di programmazione: upload via seriale del firmware compilato attraverso la Ide di Arduino .

Su questo sistema di operare, ci sono in rete migliaia di Tutorial anche blasonati, come per esempio quelli di Adafruit, mentre per quanto riguarda Python e MicroPython, ancora non si trova un granche'.

Considerato pero' che ho imparato a programmare con Python, vorrei imparare anche a sviluppare qualcosa di mio su ESP con questo linguaggio.


Quindi , vediamo un po' come fare per far diventare produttiva la giornata!

Intanto, primo consiglio, in rete si trovano diverse fonnti che vendono la scheda ESP32Cam, io consiglio quella completa  della sua basetta con presa USB e interfaccia seriale integrata, che e' molto comoda, viene riconosciuta subito dal sistema operativo, e ci evita di dover ricorre a fili volanti e interfacce seriali posticce, per poter lavorare. Costa pochissino (meno di 1 euro) e non ci sono motivi per non utilizzarla, almeno per la fase di prototipazione, quando fare l'upload del firmware e' una operazione frequente. Quando la parte di sviluppo sara' terminata, se volessimo utilizzare bene gli spazi, potremmo sempre sfilare la basetta seriale e, magari costruirne una apposita con i sensori di cui necessitiamo gia' previste e montati onboard.Quindi nel caso si volesse optare per la soluzione con scheda seriale esterna questi sono le connessioni da effettuare:


Il ponticello tra GPIO0 e GND e' indispensabile per "dire" al microcontrollore che siamo in flash mode e che stiamo per inviare il firmware.

Recuperare l'ultima versione del firmware dal sito 

Dal alto pc, se siamo su Linux, il comando per fare upload del sistema operativo MicroPython si deve utilizzare :

$ esptool.py –chip esp32 -p <nome_porta> write_flash -z 0x1000 <path_del_firmware>

Se siamo su windows ed abbiamo difficolta' ad installare il sistema di siluppo di Espressif (esptools), possiamo :

Scaricare il Flash Dowload Tools qui   ( questa e' l'ultima versione, prebdere ovviamente la versione piu' recente) basta scompattarlo in una cartella ed siamo  subito operativi.

Fare click sul file  flash_download_tool_3.8.5.exe e scegliere il tasto Developer Mode e nella successiva finestra il tasto relativo al modello di ESP che abbiamo a disposizione.

Si aprira' questa finestra:


All'interno della quale va soltanto caricato il path del firmware appena scaricato del MicroPython. Gli altgri parametri dovrebbero andare bene senza essere toccati.

 A questo punto fare ERASE per cancellare la memoria flash da alti eventuali upload.

Poi  START, per iniziare l'upload.

Se tutto e' andato bene. ci trovermo, al termine del processo, il nostro ESP32Cam che sara' pronto per essere programmato in Python. Bastera' quindi collegarlo con PuTTY (per esempio) sulla porta COM che windows gli avra' assegnato. nel mio caso la COM10.

Alla prima connessione il nostro ESP rispondera' con il prompt di Python e sara' gia' pienamente operativo.

Cosa fare adesso?

Adesso abbiamo il mostriciattolo che risponde ai comandi, ma ancora non e' collegato alla rete e non puo' essere collegato da remoto. Quindi la prima cosa da fare e' farlo collegare alla rete.

Ci viene in aiuto la documentazione ufficiale di MicroPython per ESP32

import network

wlan = network.WLAN(network.STA_IF) # create station interface
wlan.active(True)       # activate the interface
wlan.scan()             # scan for access points
wlan.isconnected()      # check if the station is connected to an AP
wlan.connect('essid', 'password') # connect to an AP
wlan.config('mac')      # get the interface's MAC address
wlan.ifconfig()         # get the interface's IP/netmask/gw/DNS addresses

ap = network.WLAN(network.AP_IF) # create access-point interface
ap.config(essid='ESP-AP') # set the ESSID of the access point
ap.config(max_clients=10) # set how many clients can connect to the network
ap.active(True)         # activate the interface

Fatta la connessione al router casalingo (modificare opportunamente essid e password nel codice sopra con quelli corretti per la connessione al proprio router)

Attiviamo il WEBREPL per poter effettuare la connessione da remoto ed utilizzare la funzionalita' di upload e download dei file dal sistema operativo del ESP32Cam ( si perche' il sistema che abbiamo caricato si comporta come un vero e proprio sistema operativo sul quale possiamo caricare, scrivere leggere e cancellare file.

PS Se utilizziamo Linux e' tutto piu' semplice, come sempre, esiste infatti una applicazione ampy che basta chiamare per fare direttamente l'upload da terminale cosi:

$ ampy -p dev/ttyUSB0 put boot.py

Ma stiamo utilizzando windows, mio malgrado, quindi , secondo me, la maniera piu' veloce per ottenere il buon funzionamento del ESP32Cam e' questo, cioe' passare da WEBREPL per fare l'upload dei file che ci interessa caricare sul sistema.

import webrepl_setup

Con questa riga, e poi seguendo le richieste del programma, si stabilisce una password e si abilita la partenza del WEBREPL ad ogni restart o reset del sistema.

Proviamo se tutto funziona a dovere:

Da un qualsiasi browser connettere: http://micropython.org/webrepl/#1p2.168.NUMERO_IP_ESP:8266/

Inserire naturalmente l' IP dell'ESP32Cam, ed utilizzare la porta 8266 come specificato. Dovrebbe rispondere il nuovo sistema con la richiesta diella password di accesso che abbiamo creato con la prima chiamata del WEBREPL. Dare la password corretta ed il sistema rispondera' con il prompt di MicroPython

Ok a questo punto che siamo connessi e abbiamo il WEBREPL attivato, non ci resta altro che rendere queste modifiche permanenti in maniera che ad ogni statup del sistema questo si connetta al router in automatico e renda disponibile l'interfaccia remota per poter essere contattato anche se non direttamente collegato al pc.

Dal WEBREPL scarichiamo il file boot.py e modifichiamo la parte relativa ala connessione, per renderla automatica cosi:

fare il get del file boot.py


modificarlo con :

<code>

# This file is executed on every boot (including wake-boot from deepsleep)
import esp
esp.osdebug(None)
import webrepl
webrepl.start()
def do_connect():
    import network
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    if not wlan.isconnected():
        print('connecting to network...')
        wlan.connect('essid''password')
        while not wlan.isconnected():
            pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
do_connect()

</code>

E fare l'upload del file appena modificato con l'apposita funzione disponibile sul browser



A questo punto siamo pronti. Basta resettare (anche togliendo l'alimentazione) il nostro ESP32Cam ed al riavvio, in automatico si collleghera' al router e sara' connettibile tramite interfaccia WEBREPL all'indirizzo : IP_del_ESP:8266 da un qualsiasi browser.

Buon divertimento 

TecnoGeppetto



 





mercoledì 13 gennaio 2021

Collegare un Encoder rotativo con switch a Raspberry Pi

 Alla ricerca di una soluzione valida per la costruzione della Radio Web, ma soprattutto per sperimentare nel senso piu' ampio del termine, mi sono imbattuto su questa libreria che gestisce tutte le fuinzionalita' del' encoder compreso lo switch a pulsante. Fa al caso mio!


L'Encoder consente di associare alla rotazione del suo asse a funzioni gestite da un programma, la funzione piu' comune e' quella di alzare o abbassare il volume, ma puo' essere anche utilizzato per spostarsi in un menu', per guidare un robot, per gestire lo spostamento della frequenza di un VFO di una radio, ecc..

La libreria che ho trovato consente di fare tutte queste cose con estrema facilita'.

La prima cosa che ho fatto e' cablare il mio Encoder con la Raspberry deputata al sacrificio di queste ultime prove.


Ho collegato  il segnale di CLOCK al PIN 18,il DATA al PIN 17 ed infine il PIN SWITCH al PIN 27, ma la disposizione dei PIN e' completamente arbitraria.

Le resistenze di pull-up che si vedono indicate nello schema qui accanto (se avete un encoder di questo tipo, sono gia' inserite nel circuito) invece non lo ho collegate, ma ho utilizzato la funzione di pull-up interna sui PIN della mia Raspberry Pi, per rendere ancora piu' semplice il circuito.



Nella foto qui accanto ho segnato i PIN che ho utilizzato nel mio circuito ed il positivo a 3,3 volts, non ho segnato il GND che e' presente in abbondanza sui PIN di Raspberry Pi.
A questo punto installiamo la libreria come indicato sulla documentazione:

Installation

  • Install the pigpio library (check pigpio documentation for alternative installation method)
  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get install pigpio python-pigpio python3-pigpio
  • Install the pigpio_encoder library
  • pip install pigpio_encoder (consider add --user option)
  • start pigpio daemon
  • sudo pigpiod

Con l'uso della libreria bastano solo poche righe di codice per ottenere un programma funzionante che rileva attraverso gli interrupt di sistem, il movimento dell'asse dell'Encoder o la pressione dello stesso che attivera' lo switch. Viene anche tenuto conte del tempo di pressione del tasto per consentire di associare due funzioni differenti alla pressione dell'asse dell'Encoder, come vedremo con le funzioni: sw_short() e sw_long()

Questo un semplice programma di test che se fatto girare consente di assicurarsi che tutto sia montato correttamente.

from pigpio_encoder import pigpio_encoder

def rotary_callback(counter):
    print("Counter value: ", counter)

def sw_short():
    print("Switch short press")

def sw_long():
    print("Switch long press")

my_rotary = pigpio_encoder.Rotary(clk=18, dt=17, sw=27)
my_rotary.setup_rotary(min=10, max=300, scale=5, debounce=200, rotary_callback=rotary_callback)
my_rotary.setup_switch(debounce=200, long_press=True, sw_short_callback=sw_short, sw_long_callback=sw_long)

my_rotary.watch()

Qui a fianco il montaggio su una basetta di legno

Buon divertimento

TecnoGeppetto