Collegare un display I2C alla Raspberry Pi

 Molto spesso nello sviluppo dei progettini con Raspberry si rende necessario visualizzare lo stato di esecuzione dei comandi o lo stato dei pin, insomma abbiamo bisogno di "vedere" a che punto ci stiamo trovando nell'esecuzione del nostro sistema. La maniera piu' veloce ed economica e' quella di utilizzare un display 1602 con integrata l'interfaccia I2c.

Il display in questione costa circa 2 euro su Aliexpress e consente di visualizzare 2 righe di 16 caratteri totalmente gestibili dal nostro programma. L'utilizzo della interfaccia I2C velocizza la comunicazione tra Raspberry e Display e fa risparmiare un po' di cavetteria che crea solo confusione e aumenta il rischio di malfunzionamenti.

Effettuati i collegamenti come da schema, non ci resta che utilizzare una libreria per cominciare a comunicare con il Display.

Ho trovato questa libreria  che aiuta nella gestione del Display e che e' molto facile installare ed utilizzare.

Cominciamo: (da Github)

Installation

• Install git

  sudo apt install git
  

• Clone the repo in your pi home directory

  cd /home/pi/
  git clone https://github.com/the-raspberry-pi-guy/lcd.git
  cd lcd/
  

• Run the automatic installation script with sudo permission

  sudo ./install.sh
  

• After rebooting, try one of the demos

  cd /home/pi/lcd/
  ./demo_clock.py

Ecco il risultato:

Questo e' il circuito completo che ho montato per farlo diventare una Radio Web.

Display 1602 con adattatore seriale I2C

Per uno dei tanti progetti che ho iniziato (non posso dire terminato perche' buona parte dei miei progetti rimangono incompleti.... accidentaccio ho il segno dei gemelli come ascendente e mi rovina la produttivita'!!).
Allora, dicevo:
Sto construendo un sistema di stampa su Display a matrice di LED, vedi il post precedente.
Per poter controllare il menu di gestione del marchingegno (ps. si chiamera' Talking Car) ho bisogno di avere a disposizione un display con il menu per le scelte di visualizzazione, quindi ho prima collegato la shild apposita di Arduino, ma questa occupa troppi PIN e non mi lascia disponibili quelli di cui ho bisogno per far funzionare il tutto.Allora ho pensato di collegare un display semplice e l'interfaccia I2C (che consente di utilizzare fino a 8 display in cascata) ma soprattutto utilizza solo 2 PIN per la comunicazione.
I PIN sono A4 e A5 perche' sto utilizzando Arduino UNO Rev3
Con gli Arduino precedenti i piedini sono diversi (ho sulla scrivania un Arduino 2009 e sono diventato matto per un pomeriggio intero perche' non funzionava!!!)

Qui la libreria e gli sketch di prova

Sketch di test
/*
Progetto di TecnoGeppetto - by AEnima
Novara 02/02/2014
Parte del progetto Talkin'Car
***********

Collegamento di LCD 1602 con Convertitore I2C
la libreria setta i
PIN
A4  SDA e
A5  SCL
*/

#include 
#include 
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  //    16x2 e il tipo del lcd -

                        //address si puo settare attraverso i jumper della scheda
char motd0[16] = "   Talkin' Car ";
char motd1[16] = "   by AEnima  ";
void setup()
{
  lcd.init();                      // inizializza  lcd
 
  // Stampa il messaggio su LCD.
  lcd.backlight();

  lcd.home();

  lcd.print("Hello, world!");

  delay(1000);

  lcd.clear(); 

  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print(motd0);
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print(motd1);

 }
void loop()
{
}

RTC e Beaglebone Black

 

Beh, e' un po' che non aggiorno piu' il sito, ma  questo non significa che sono rimasto fermo senza fare nulla, anzi!
In questo periodo ho messo le mani su tanti progetti nuovi, dei quali, uno per volta, vi rendero' partecipi.
Per oggi parliamo di aggiungere la RTC alla Beaglebone.
Verso le 11,30 di oggi, come sempre durante i sabati degli ultimi mesi, ero in chat su Skype con il mio compagno di avventura Simone e stavamo procedendo sul nostro progetto piu' importante di questo periodo che utilizza la Beaglebone Black come "cervello".
Durante la stesura del progetto, ci siamo accorti che poteva verificarsi la possibilita' che, in assenza di rete,  ci fosse un reboot del sistema, che avrebbe prodotto,  senza un adeguato circuito di mantenimento dell'ora, la perdita del date-time ed il suo reset alla data di sistema (alla data cioe' di quando e' stato generato il sistema).
 Questo ovviamente non va bene e deve essere corretto.
Da qui la scelta di montare una scheda RTC sul nostro sistema per far si che l'ora e la data di sistema venga mantenuta anche a sistema spento o fuori linea.
RTC, acronimo di Real Time Clock, e' una scheda con pochissimi componenti che utilizza un semplice integrato il DS1307     che funziona come orologio di sistema, ed al quale la macchina si riferisce per mantenere l'ora di sistema aggiornata al boot.
Quindi mi sono messo a rovistare nei cassetti ed ho tirato fuori la scheda RTC che sapevo di avere, quella della foto qui sopra.
 Il primo problema da risolvere per il collegamento della RTC in questione con la Beaglebone Black e' stato in ordine ai livelli di tensione in gioco, in quanto la Beaglebone Black lavora a 3 volt mentre la RTC che ho a disposizione e' fatta per lavorare a 5 volt. Non sarebbe un problema grave di per se, in quanto i livelli alto - basso sarebbero comunque compatibili, infatti lo stato "alto" sui pin SCL e SDA viene ottenuto con un a tensione che va da 2,2 a Vcc+0,3 Volts, quindi si potrebbe provare,  se non fossero previste le resistenze di pull-up  che mantengono lo stato delle porte sempre a 5Volts, la cui costanza pregiudicherebbe il funzionamento e potrebbe anche far danni irreparabili sulla nostra Beaglebone. Quindi altra ricerca frenetica nel fondo dei cassetti per individuare delle schedine che non ho mai utilizzato, ma che so' di avere.... vediamo..... ah, eccole,  ecco due bei  convertitori di livello. Queste schede sono proprio quelle che fanno al caso mio, servono per poter utilizzare, come nel mio caso, schede che funzionano a 5Volts con altre che invece hanno 3 volts come tensione di riferimento. Proprio quello che ci vuole.
Allora, montato il circuito con i jumper da test, ecco come si presenta la mia costruzione odierna:

A questo punto non resta che vedere se funziona.
Spento scollegato dalla alimentazione la Beaglebone Black, sono passato a cablare i cavi di alimentazione delle due schede collegate, i 5v per la la RTC e i 3v3 di alimentazione della scheda convertitore di livello, il GND e' in comune ( le tensioni sono tutte disponibili sulla GPIO della Beaglebone, come riportato sullo schema qui di fianco).

I segnali SDA ed SCL invece si trovano sui piedini numero 19-SCL e 20-SDA della GPIO. Appena collegato e alimentato il tutto sono andato a vedere se la BeagleBone "vede" la RTC e se riesce a ricevere i dati di date e time corretti facendo cosi:

Il comando per "vedere" se la periferica I2C comunica correttamente col sistema e'

i2cdetect -y -r 1

Tale comando che va dato con i poteri di root, fa parte di un pacchetto chiamato i2c-tools che in Arch linux (che e' il sistema che sto utilizzando in questo momento sulla BBB ) si istalla cosi:
pacman -S i2c-tools
Questo funziona in Arch, mentre in debian potrebbe gia' essere residente o, comunque, se previsto si potra' istallare con apt-get che e' il relativo gestore di pacchetti. Ma mi sto allontanando dal discorso iniziale, e torno subito in carreggiata.
Con il comando di cui sopra si ottiene uno specchietto dove all'indirizzo 68 si dovrebbe trovare la nostra periferica. Se si verifica questa situazione, la RTC comunica regolarmente con la BBB.

 A questo punto :
hwclock --debug   e' il cmando per vedere come il sistema recepisce l'ora dalla RTC, come si puo' vedere nella foto a fianco l'ora impostata in origine e' dell'anno 2000.

a questo punto con il comando      /usr/bin/ntpdate -b -s -u pool.ntp.org si aggiorna l'ora di sistema attraverso la lettura del server NTP

E poi  con     hwclock -w -f /dev/rtc0   si ottiene la scrittura dell'ora ricevuta dal server NTP nella eprom della RTC

Richiedendo quindi la lettura dell'ora all' hardware collegato, si ottiene adesso la corretta impostazione del date-time anche nella nostra RTC.