mercoledì 29 giugno 2016

Modulo Radio 433 MHz HM-TRP con SIK

Volevo provare a sostituire i moduli XBee con qualcosa di piu' perfomante, piu' che altro alla ricerca di allargare il raggio di trasmissione
Su consiglio di un amico mi sono comprato i trasmettitori 433 MHz 500 mA della Drotek che dovevano essere basati sul firmware open source Sik


Si tratta di moduli radio nati per essere montati sui droni ed hanno gia' i connettori predisposti per PiHawk ma di fatto sono solo dei trasmettitori che si comportano come delle seriali virtuali



Il dispositivo e' arrivato senza nessun tipo di documentazione (CD, Libro), sul sito non ci sono riferimenti alla documentazione. Ho provato a contattare direttamente Drotek e devo ammettere che questa ditta non ha assolutamente nessuna assistenza clienti (la prossima volta compro in Cina...tanto e' uguale a parte il prezzo)

Sulla base delle poche informazioni fornite dal mio amico mi sono rimboccato le maniche ed ho cercato di prendere il controllo del dispositivo.

Connesso il trasmettitore ad una CentOs 7 via microUsb il dispositivo compare come seriale virtuale.
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Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: new full-speed USB device number 3 using ehci-pci
Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: New USB device found, idVendor=10c4, idProduct=ea60
Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: Product: CP2102 USB to UART Bridge Controller
Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: Manufacturer: Silicon Labs
Jun 29 15:31:31 localhost kernel: usb 1-1.2: SerialNumber: 0001
Jun 29 15:31:31 localhost mtp-probe: checking bus 1, device 3: "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:1a.0/usb1/1-1/1-1.2"
Jun 29 15:31:31 localhost mtp-probe: bus: 1, device: 3 was not an MTP device
Jun 29 15:31:32 localhost kernel: usbcore: registered new interface driver cp210x
Jun 29 15:31:32 localhost kernel: usbserial: USB Serial support registered for cp210x
Jun 29 15:31:32 localhost kernel: cp210x 1-1.2:1.0: cp210x converter detected
Jun 29 15:31:32 localhost kernel: usb 1-1.2: cp210x converter now attached to ttyUSB1

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a questo punto rimane il problema di programmarlo e ricevere/inviare i dati
Se si cerca il firmware Sik si attiva a questa pagina su GitHub. Nella sottocartella Firmware/Tools ci sono dei comodi script Python ed in particolare leggendo il codice del programma show_regs.py sembra quello utile a capire se il dispositivo risponde

per fare funzionare questo script si devono soddisfare le dipendenze con PySerial (pip install pyserial) e Pexpect. Per questa seconda libreria ho avuto qualche problema con pip ed ho usato l'installazione standard partendo da http://pexpect.sourceforge.net/doc/#download ed installando con python setup.py install

A questo punto digitando
[root@localhost tools]# ./show_regs.py /dev/ttyUSB1

si hanno le seguenti risposte
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showing registers on /dev/ttyUSB1
+++
ATI
OK
ATI5

ATI
SiK 1.9 on HM-TRP
ATI5
S0:FORMAT=25
S1:SERIAL_SPEED=57
S2:AIR_SPEED=64
S3:NETID=25
S4:TXPOWER=11
S5:ECC=1
S6:MAVLINK=1
S7:OPPRESEND=1
S8:MIN_FREQ=433050
S9:MAX_FREQ=434790
S10:NUM_CHANNELS=10
S11:DUTY_CYCLE=100
S12:LBT_RSSI=0
S13:MANCHESTER=0
S14:RTSCTS=0
S15:MAX_WINDOW=131
ATI6
ATI6
silence_period: 404
tx_window_width: 6978
max_data_packet_length: 118
ATI7
ATI7
L/R RSSI: 54/0  L/R noise: 66/0 pkts: 0  txe=0 rxe=0 stx=0 srx=0 ecc=0/0 temp=-276 dco=0
ATO

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La spiegazione dei parametri ripresa da qui e' la seguente

  • FORMAT - this is for EEPROM format version. Don’t change it
  • SERIAL_SPEED - this is the serial speed in ‘one byte form’ (see below)
  • AIR_SPEED - this is the air data rate in ‘one byte form’
  • NETID - this is the network ID. It must be the same for both your radios
  • TXPOWER - this is the transmit power in dBm. The maximum is 20dBm
  • ECC - this enables/disables the golay error correcting code
  • MAVLINK - this controls MAVLink framing and reporting. 0=no mavlink framing, 1=frame mavlink, 2=low latency mavlink
  • MIN_FREQ - minimum frequency in kHz
  • MAX_FREQ - maximum frequency in kHz
  • NUM_CHANNELS - number of frequency hopping channels
  • DUTY_CYCLE - the percentage of time to allow transmit
  • LBT_RSSI - Listen Before Talk threshold (see docs below)
  • MAX_WINDOW - max transmit window in msecs, 131 is the default, 33 recommended for low latency (but lower bandwidth)
i codici sulla potenza di trasmissione sono

Power (dBm)Power (milliWatts)
11.3
21.6
53.2
86.3
1112.5
1425
1750
20100


quindi il modulo radio utilizza effettivamente un firmware SiK e si chiama HM-TRP.
La velocita' di download di default e' 57600

A questo punto ho provato a collegare il secondo modulo via USB ma nessuna risposta (led spenti).. Dronetek non mi ha spiegato il motivo di tale configurazione (ad occhio il modulo da collegare non via Usb e' quello che si monta sul drone mentre l'altro, via Usb, e' da connettere al PC/Tablet di controllo del drone)

Ho provato allora ad alimentare il modulo tramite una Arduino ed il connettore DF13



Visto che il modulo si e' acceso ho caricato un semplice sketch di SoftwareSerial sulla Arduino per mandare una stringa ed ho messo in ascolto con Minicom (57600 8N1) il secondo modulo sulla Linux Box collegato via serial

--------------------------------------------
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

void setup()
{
  mySerial.begin(57600);
}

void loop() // run over and over
{
  mySerial.println("Prova trasmissione");
}
--------------------------------------------

Si e' quindi acceso il led rosso se entrambi i dispositivi radio ed sono riuscito a vedere il flusso dati

Per configurare i moduli radio (per esempio per cambiare il baud rate oppure la potenza di trasmissione) si puo' utilizzare il software Mission Planner

Si seleziona la porta seriale, si seleziona Inital Setup, Sik Radio, Local., Carica Settaggi.





Una soluzione alternativa e' APM Planner

lunedì 27 giugno 2016

Accedere da Arduino a Yocto su Intel Edison

Un altro sistema (dopo quello via seriale visto qui) per scambiare dati tra il lato Arduino ed il lato Edison e' quello di sfruttare il fatto che Arduino IDE espone il file system.

tramite il comando system e' possibile lanciare dei comandi sulla shell di Yocto e potendo creare file. Nel banale esempio sottostante si appende il valore 1 al file /home/root/luca.txt...forgiando la stringa in modo adeguato si possono per esempio salvare i valori letti  da un sensore o le stringhe GPS

mini sketch Arduino
--------------------------
void loop()
{
system("echo '1' >> /home/root/luca.txt");
delay(1000);
}
--------------------------

E' possibile oltre che a scrivere anche leggere i file sul parte Yocto da sketch Arduino

Scambio seriale tra Arduino Expansion Board e Intel Edison

Scambiare dati tra il lato Arduino (via Expansion Board) ed Intel Edison non e' immediato perche' in Yocto non sono predisposte porte seriali.(ripreso da questo link)

Per aggirare il problema si deve installare prima socat, con le istruzioni sotto indicate
----------------------------
wget http://www.dest-unreach.org/socat/download/socat-2.0.0-b8.tar.gz 
tar xvf socat-2.0.0-b8.tar.gz 
cd socat-2.0.0-b8 
configure 
make 
make install
----------------------------
Una volta installato il programma si creano delle interfacce seriali virtuali

nohup socat pty,link=$HOME/tty0,raw,echo=0 pty,link=$HOME/tty1,raw,echo=0 &

(viene generato un messaggio ma non si tratta di un errore)
Si vedra' che in /home/root/ sono comparsi di due dispositivi tty0 e tty1

Adesso si puo' caricare su Arduino IDE lo sketch sottostante che di fatto usa una seriale virtuale che punta su /home/root/tty0
----------------------------------------------
RingBuffer rx_buffer_S1;
TTYUARTClass mySerial(&rx_buffer_S1, 3, false);

void setup() {
  mySerial.init_tty("/home/root/tty0");
  mySerial.begin(115200);
}

void loop()
{
  mySerial.write("luca");
  delay(500);
}
---------------------------------------------

Per leggere i dati inviati dal lato Arduino (in questo caso una semplice stringa) e' sufficiente puntare minicom (o altro terminale seriale) su /home/root/tty1 con i parametri 115200 8N1

Intel Edison e Xbee

Connettere una Intel Edison ha una rete Xbee e' piuttosto semplice ed automatico
Dopo aver montato uno shield Arduino Xbee con il relativo modulo radio (gia' programmato) si invieranno e riceveranno i dati sulla connessione seriale /dev/ttyMFD1 (che di fatto cortocircuita i pin Rx/Tx 0 ed 1 di Arduino verso Yocto)



giovedì 23 giugno 2016

Programmare Arduino Expansion Board su Intel Edison

Edison Intel non e' una vera Arduino (nel senso che non monta un microcontrollore ATMEGA328) ma ha comunque un buon grado di compatibilita' anche per gli shield Arduino

Per la programmazione dei pin Arduino si puo' utilizzare Python o C++ mediante la libreria MRAA ed UPM

Blink led con Python
-----
 import mraa
 led = mraa.Gpio(13)
 led.dir(mraa.DIR_OUT)
led.write(1)
led.write(0)
exit()

-----

Lettura della porta analogica 0
-----
import mraa 
porta = mraa.Aio(0)
while 1: 
     valore = float(pot.read())
     print valore
-----

usando la libreria UPM sono gia' disponibili molti esempi su diversi sensori a questo indirizzo

Si puo' utilizzare anche Arduino IDE per controllare i pin. In questo caso si deve in modo preliminare configurare la scheda andando in Strumenti/Scheda/Gestore Schede installando Intel i686 Boards (Edison)

Utilizzando Arduino IDE l'upload degli sketch avviene in modo tradizionale. L'unica differenza fondamentale e' che gli sketch vengono salvati in /tmp per cui al successivo riavvio non sara'  piu ' disponibile. Per ovviare a questo problema si deve procedere come

cp /tmp/nome_sketch /sketch/sketch.elf
chmod 755 /sketch.sketch.elf


L'Expansion Board puo' essere programmata anche tramite C/C++. Per fare cio' si usa Intel System Studio IoT Edition (sostanzialmente una versione modificata di Eclipse)


Per lanciare il programma si usa ./iss-iot-launcher


Di fatto si tratta di programmazione remota perche' il file viene compilato sul PC e poi inviato ed eseguito sulla Edison via SSH (WiFi, Ethernet-over-Usb). Si deve quindi, prima di procedere, creare una connessione con Edison

I file compilati vengono copiati sulla /tmp di Edison. Per questo motivo non saranno disponibili dopo un riavvio a meno di non  copiare il file eseguibile in un'altra posizione

Blink in C++
----------------------------------------------
/*
 * Author: Jessica Gomez <jessica.gomez.hernandez@intel.com>
 * Copyright (c) 2015 - 2016 Intel Corporation.
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
 * a copy of this software and associated documentation files (the
 * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
 * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
 * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
 * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
 * the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be
 * included in all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
 * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
 * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
 * LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
 * OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
 * WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 */

#include "mraa.h"

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

/*
 * On board LED blink C example
 *
 * Demonstrate how to blink the on board LED, writing a digital value to an
 * output pin using the MRAA library.
 * No external hardware is needed.
 *
 * - digital out: on board LED
 *
 * Additional linker flags: none
 */

int main()
{
// select onboard LED pin based on the platform type
// create a GPIO object from MRAA using it
mraa_platform_t platform = mraa_get_platform_type();
mraa_gpio_context d_pin = NULL;
switch (platform) {
case MRAA_INTEL_GALILEO_GEN1:
d_pin = mraa_gpio_init_raw(3);
break;
case MRAA_INTEL_GALILEO_GEN2:
d_pin = mraa_gpio_init(13);
break ;
case MRAA_INTEL_EDISON_FAB_C:
d_pin = mraa_gpio_init(13);
break;
default:
fprintf(stderr, "Unsupported platform, exiting");
return MRAA_ERROR_INVALID_PLATFORM;
}
if (d_pin == NULL) {
fprintf(stderr, "MRAA couldn't initialize GPIO, exiting");
return MRAA_ERROR_UNSPECIFIED;
}

// set the pin as output
if (mraa_gpio_dir(d_pin, MRAA_GPIO_OUT) != MRAA_SUCCESS) {
fprintf(stderr, "Can't set digital pin as output, exiting");
return MRAA_ERROR_UNSPECIFIED;
};

// loop forever toggling the on board LED every second
for (;;) {
mraa_gpio_write(d_pin, 0);
sleep(1);
mraa_gpio_write(d_pin, 1);
sleep(1);
}

return MRAA_SUCCESS;
}
----------------------------------------------

Node.JS

nonostante sia possibile programmare Edison con Node:JS non sono riuscito a far funzionare XKD Iot su Centos. Si puo' comunque usare Node. direttamente da shell senza usare la programmazione remota

Blink led con Node.JS
-----
var mraa = require('mraa'); 
console.log('MRAA Version: ' + mraa.getVersion());
var myOnboardLed = new mraa.Gpio(13); 
myOnboardLed.dir(mraa.DIR_OUT); 
-----

Lettura della porta analogica 0
-----
var mraa = require('mraa'); 
console.log('MRAA Version: ' + mraa.getVersion()); 
var analogPin0 = new mraa.Aio(0); 
var analogValue = analogPin0.read(); 
console.log(analogValue);
-----

Ethernet-over-USB per Intel Edison su Linux

La Intel Edison oltre alla connessione della consolle via Seriale e via WiFi dispone anche della possibilita' di stabilitre una connessione TCP anche via cavo Usb con il protocollo Ethernet-over-USB (su Windows prende il nome del protocollo proprietario RNDIS)

Se si collega Edison con la porta USB-OTG e si digita sul Pc il comando
ip a

si ottiene un nuovo dispositivo che nel mio caso specifico e' enp0s26u1u1uc2.
Intel Edison ha un Ip statico sulla connessione USB (192.168.2.15). Per ottenere una connessione SSH via USB e' sufficiente impostare l'ip della connessione lato PC con

ifconfig enp0s26u1u1uc2 192.168.2.2

a questo punto si puo' lanciare la sessione ssh con
ssh root@192.168.2.15

questa configurazione puo' essere utile nel caso si voglia programmare il dispositivo utilizzando iss-iot-linux (l'ambiente di sviluppo Linux/Eclipse per Edison) senza la necessita' di attivare un access point

Flash firmware su Intel Edison

E' passato un paio di settimane che gioco con Intel Edison e sono gia' nella necessita' di flashare il firmware (cercando di installare un dongle USB-Ethernet ho incasinato la connessione WiFi)




Per ripristinare il sistema operativo di Edison si parte scaricando il file
iot-devkit-prof-dev-image-edison-2010606.zip

p
Prima di procedere oltre si deve installare il programma dfu-util.
La sequenza e' la seguente

git clone git://git.code.sf.net/p/dfu-util/dfu-util
cd dfu-util
./autogen.sh
./configure
make
make install

a questo punto si puo' lanciare il file ./flash_all.sh

Si vedono scorrere i seguenti messaggi (il tempo e' di circa 5 minuti)
------------------------------------------------------
[root@localhost immagine]# ./flashall.sh
Using U-Boot target: edison-blankcdc
Now waiting for dfu device 8087:0a99
Please plug and reboot the board
Flashing IFWI
Download    [=========================] 100%      4194304 bytes
Download    [=========================] 100%      4194304 bytes
Flashing U-Boot
Download    [=========================] 100%       237568 bytes
Flashing U-Boot Environment
Download    [=========================] 100%        65536 bytes
Flashing U-Boot Environment Backup
Download    [=========================] 100%        65536 bytes
Rebooting to apply partition changes
Now waiting for dfu device 8087:0a99
Flashing boot partition (kernel)
Download    [=========================] 100%      6144000 bytes
Flashing rootfs, (it can take up to 5 minutes... Please be patient)
Download    [=========================] 100%   1373149184 bytes
Rebooting
U-boot & Kernel System Flash Success...
Your board needs to reboot to complete the flashing procedure, please do not unplug it for 2 minutes.


------------------------------------------------------

Al reboot si collega il cavo USB alla porta seriale per ottenere una consolle

screen /dev/ttyUSB1 115200

(per terminare una connessione screen CTRL+A CTRL+D)

di default l'utente root non ha password. Al login basta digitare root e si entra in shell
Per ottenere la connessione SSH si deve prima configurare la password del dispositivo con

configure-edison --password

a questo punto si configura la connessione WiFi con
configure-edison --wifi

il dispositivo, oltre all'Ip, puo' essere anche richiamato come edison.local

per terminare e' sufficiente installare gli aggiornamenti di sistema

opkg update
opkg upgrade

Facendo cio' si genera il seguente errore
Failed to download http://iotdk.intel.com/repos/3.5/intelgalactic/opkg/i586//Packages

l'errore e' generato dal fatto che la directory non esiste: Guardando al sistema precedente (il 3.0) nella directory http://iotdk.intel.com/repos/3.0/intelgalactic/opkg/i586/ sono contenuti gli aggiornamenti per la libreria mraa e upm ma questi nel sistema 3.5 sono contenuti in http://iotdk.intel.com/repos/3.5/iotdk/edison/core2-32/

Per questo motivo credo si tratti solo di un refuso nel file dei repository nel passaggio da 3.0 a 3.5