lunedì 27 agosto 2018

BSFrance LoRa43u4

Una scheda di sviluppo con un 32u4 (tipo Arduino) ed una radio LoRa RA-02 SX 1276 a 433 MHz

Non si vede completamente ma si intuisce che dal vertice in basso a sinistra esce l'antenna


Questo e' il pinout... la cosa interessante e' nell'angolo in basso a destra ovvero come sono connessi i pin della radio con il 32u4. Questo per poi programmare la scheda con Arduino IDE


Per aggiungere la scheda all'Arduino IDE si deve fare a mano scaricando questo file
https://quadmeup.com/wp-content/uploads/2017/10/bsfrance.zip

Questa e' invece la libreria per gestire la radio
https://github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa

Un aspetto interessante e' che il dispositivo puo' essere alimentato con una Lipo ed ha un circuito di ricarica dal lato USB (alimentando la USB quindi si puo' ricaricare la LiPo)...inoltre il pin subito al di sotto del connettore JST denominato BAT puo' essere usato da sketch per minitorare la carica della batteria (e' necessario comunque un divisore di tensione perche' una LiPo puo' arrivare al oltre 4 V mentre i pin digitali possono reggere fino a 3.3V)

Lo sketch contenuto negli esempi della librerie deve essere modificato come segue (sia per quanto riguarda i pin che la frequenza di trasmissione)

La radio puo' essere configurata attraverso i seguenti comandi

LoRa.sleep(); spenge la radio

LoRa.setTxPower(txPower);
  cambia la potenza di trasmissione (da 0 a 20 default 17)

LoRa.setSpreadingFactor(spreadingFactor);  (da 6 a 12 default 7)

LoRa.setSignalBandwidth(signalBandwidth);

LoRa.enableCrc(); abilita il CRC sui dati


-------------------------------------------------------------
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

const int csPin = 1;         
const int resetPin = 4;       
const int irqPin = 7;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  Serial.println("LoRa Receiver");
  LoRa.setPins(csPin, resetPin, irqPin);// set CS, reset, IRQ pin


  if (!LoRa.begin(433E6)) {
    Serial.println("Starting LoRa failed!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  // try to parse packet
  int packetSize = LoRa.parsePacket();
  if (packetSize) {
    // received a packet
    Serial.print("Received packet '");

    // read packet
    while (LoRa.available()) {
      Serial.print((char)LoRa.read());
    }

    // print RSSI of packet
    Serial.print("' with RSSI ");
    Serial.println(LoRa.packetRssi());
  }
}

giovedì 23 agosto 2018

FFT su Arduino

Era da tanto che volevo provare ad elaborare i dati di un accelerometro in FFT con Arduino. Ora grazie a questo post ne sono venuto a capo.

Ho usato un accelerometro GY-61 con l'uscita Z connessa ad A0 ed uno schermo Oled I2C per visualizzare i dati (collegamento VCC 5V , GND, SDA -> A4, SCL -> A5).
Al momento di compilare il codice completo Arduino IDE ha segnalato che lo sketch era troppo grande ed ho dovuto eliminare l'output dei dati sulla porta seriale

Di seguito un video di esempio con la registrazione dei passi e battendo sul tavolo con la mano





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#include "arduinoFFT.h"

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

Adafruit_SSD1306 display(4);

#define SAMPLES 128             
#define AMPLIFICA 10

arduinoFFT FFT = arduinoFFT();

unsigned int sampling_period_us;
unsigned long microseconds;

double vReal[SAMPLES];
double vImag[SAMPLES];

void setup() {
    sampling_period_us = round(1000000*(1.0/100));
    display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
}

void loop() {
   
    display.clearDisplay();
    
    for(int i=0; i<SAMPLES; i++)
    {
        microseconds = micros();    
        vReal[i] = analogRead(0);
        vImag[i] = 0;
        while(micros() < (microseconds + sampling_period_us)){
        }
    }

    /*FFT*/
    FFT.Windowing(vReal, SAMPLES, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
    FFT.Compute(vReal, vImag, SAMPLES, FFT_FORWARD);
    FFT.ComplexToMagnitude(vReal, vImag, SAMPLES);

      
    for(int i=2; i<(SAMPLES/2)-2; i++)  //se si fa partire i da zero si prende anche la parte continua del segnale
    {
        display.drawLine(i, 0, i, AMPLIFICA*vReal[i]*(5.0/1023.0), WHITE);
    }
    display.display();
    delay(1);  
}

PMII 34 - Mac Book Air 2009

La prima versione di Mac Book uscita (qui in versione UK con disco a piatti rotanti invece che SSD)

Quando usci' rimasi scioccato dal fatto da quanto costava e per il fatto che avesse pochissime porte (e si'...anche per il peso)...lo ho utilizzato in questi giorni e non ricordavo di quanto scaldasse..praticamente non si puo' tenere sulle ginocchia





martedì 21 agosto 2018

PMII 33 - Game Boy Color GBC

Game Boy Color. Da notare che lo schermo era talmente piccolo che esisteva un accessorio lente ingrandimento di circa X2




Could not find Developer Disk Image

Ecco un buon motivo per non usare Mac.
Sto usando un vecchio portatile MacBook Pro con installato El Capitan 10.11.6 (piu' recente sistema installabile). Per adesso lo ho usato quasi solo  come macchina da scrivere ma adesso volevo provare ad usare Cordova ed avevo la necessita' di installare XCode
Primo problema: XCode per le versioni "vecchie" non si installa da Apple Store. Si deve scaricare il pacchetto a parte (e bisogna sapere quale e' il pacchetto giusto...nel mio caso XCode 7.3.1) ma per fare cio' bisogna anche essere sviluppatori registrati e quindi aver pagato l'abbonamento

Fatto cio' ho provato a compilare un semplice codice e ad installarlo sul telefono (un iPhone SE con iOS 11.4.1) ed e' saltato fuori l'errore Could not find Developer Disk Image...e quindi ??? . Tutto cio' nonostante avessi esplicitamente messo come target IOs 9.3 ovvero il massimo per XCode 7




Dopo un bel po' di giri su Internet ho scoperto che si possono scaricare le Developer Disk Image in modo non ufficiale (ma firmate) da questo sito

https://github.com/xushuduo/Xcode-iOS-Developer-Disk-Image

e poi devono essere copiate nella cartella

/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/DeviceSupport

ed alla fine funziona

Bluetooth LE cached name scan

Lavorando ad un progetto in cui un beacon BLE cambia spesso il proprio nome ho scoperto che la funzione ScanResult (vedi qui per esempio) non aggiorna i nomi dei beacon una volta scoperti (come se avesse una cache interna). Usando invece la funzioen ScanRecord, come nel codice sottostante, tutto funziona in modo corretto


-----------------------------
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    package="com.blescan.lucainnocenti.blescan">

    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>



    <uses-feature        android:name="android.hardware.bluetooth_le"        android:required="true" />

    <application        android:allowBackup="true"        android:icon="@mipmap/ic_launcher"        android:label="@string/app_name"        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"        android:supportsRtl="true"        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>
-----------------------------


-----------------------------
package com.blescan.lucainnocenti.blescan;

import android.Manifest;
import android.app.AlertDialog;
import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
import android.bluetooth.BluetoothDevice;
import android.bluetooth.le.BluetoothLeScanner;
import android.bluetooth.le.ScanCallback;
import android.bluetooth.le.ScanRecord;
import android.bluetooth.le.ScanResult;
import android.bluetooth.le.ScanSettings;
import android.content.DialogInterface;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.os.Handler;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter  = null;
    private BluetoothLeScanner mBluetoothLeScanner = null;

    public static final int REQUEST_BT_PERMISSIONS = 0;
    public static final int REQUEST_BT_ENABLE = 1;

    private boolean mScanning = false;
    private Handler mHandler = null;

    private Button btnScan = null;



    private ScanCallback mLeScanCallback =
            new ScanCallback() {

                @Override                public void onScanResult(int callbackType, final ScanResult result) {
                    super.onScanResult(callbackType, result);
                    final ScanRecord scanRecord = result.getScanRecord();


                    if (scanRecord.getDeviceName() != null) {
                        Log.d("BLE", scanRecord.getDeviceName());
                    }

                }

                @Override                public void onScanFailed(int errorCode) {
                    super.onScanFailed(errorCode);
                    Log.d("BLE", "error");
                }
            };






    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        btnScan = (Button) findViewById(R.id.btnScan);

        new Handler().postDelayed(new Runnable() {
            @Override            public void run() {
                if (mScanning){
                    mScanning = false;
                    scanLeDevice(false);
                    btnScan.setText("STOP");
                } else {
                    mScanning = true;
                    scanLeDevice(true);
                    btnScan.setText("SCAN");
                }
            }
        }, 30000);




        btnScan.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override            public void onClick(View view) {
                onBtnScan();
            }
        });
        this.mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
        this.mBluetoothLeScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
        this.mHandler = new Handler();

        checkBtPermissions();
        enableBt();
    }

    public void onBtnScan(){
        if (mScanning){
            mScanning = false;
            scanLeDevice(false);
            btnScan.setText("STOP");
        } else {
            mScanning = true;
            scanLeDevice(true);
            btnScan.setText("SCAN");
        }
    }

    public void checkBtPermissions() {
        this.requestPermissions(
                new String[]{
                        Manifest.permission.BLUETOOTH, Manifest.permission.BLUETOOTH_ADMIN                },
                REQUEST_BT_PERMISSIONS);
    }

    public void enableBt(){
        if (mBluetoothAdapter == null) {
            // Device does not support Bluetooth        }
        if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
            Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_BT_ENABLE);
        }
    }

    public void scanLeDevice(final boolean enable) {
        // ScanSettings mScanSettings = new ScanSettings.Builder().setScanMode(ScanSettings.SCAN_MODE_BALANCED).setCallbackType(ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES).build();
        if (enable) {
            mScanning = true;
            Log.i("Scanning", "start");
            mBluetoothLeScanner.startScan(mLeScanCallback);
        } else {
            Log.i("Scanning", "stop");
            mScanning = false;
            mBluetoothLeScanner.stopScan(mLeScanCallback);
        }
    }
-----------------------------

venerdì 17 agosto 2018

ESP 32 Bluetooth Beacon

Avevo gia' comprato da diverso tempo una scheda da sviluppo di ESP32 (ESP-VROOM-32) ma non avevo avuto modo di trovarle un utilizzo serio.
Adesso l'ho tirata fuori per creare una sorta di beacon bluetooth programmabile. In pratica il sistema deve consumare il meno possibile (e quindi deve utilizzare lo sleep mode del processore) fino a quando viene premuto un pulsante; fino a che il pulsante e' mantenuto premuto deve attivarsi il bluetooth, al momento del rilascio del pulsante il dispositivo deve segnalare per 10 secondi che si sta spengendo (o meno che sta andando in sleep mode) e poi deve addormentarsi



Il pinout della scheda e' il seguente


Per poter programmare la scheda con Arduino IDE (su Mac) si deve eseguire il seguente comando

mkdir -p ~/Documents/Arduino/hardware/espressif && \
cd ~/Documents/Arduino/hardware/espressif && \
git clone https://github.com/espressif/arduino-esp32.git esp32 && \
cd esp32 && \
git submodule update --init --recursive && \
cd tools && \
python get.py
Si devono installare i driver USB to UART VCP scaricabili da qui


Queste le impostazione dell'Arduino IDE. E' consigliato di usare una Flash Frequency di 40 MHz ed una Upload Speed di 115200

Ho trovato un problema (che a quanto pare e' piuttosto comune) ovvero che non sempre e' possibile caricare lo sketch via Arduino sul modulo ESP a causa dell'errore


Timed out waiting for packet header
Non so quale e' la soluzione...a forza di provare, premendo i tasti boot e reset, la scheda ritorna a funzionare




----------------------------------
#include "SimpleBLE.h"
SimpleBLE ble;

const int buttonPin = 14;    
int buttonState = 0;     
int prevState = 0;   

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

  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.println("Start");

  esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_14,1); //1 = High, 0 = Low
  

}

void loop() {
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  if ((buttonState == HIGH)  && (prevState == 0)) {
    Serial.println("Start BLE");
    prevState = 1;
    ble.begin("ESP32");
  }

  if ((buttonState == LOW)  && (prevState == 1)) {
    Serial.println("Stop BLE");
    ble.end();
    delay(2000);
    ble.begin("ESP32 OFF");
    delay(10000);
    ble.end();
    Serial.println("Sleep Mode");
    delay(1000);
    prevState = 0,
    esp_deep_sleep_start();
  }
----------------------------------

martedì 14 agosto 2018

PMII 32 - Cisco router 2500 series

Due router CISCO inizio anni 2000. Erano utilizzati per connessioni ISDN

Cisco CPA 2503


Cisco 2511




Olivetti Logos 62

Ho trovato questa Olivetti Logos 62 in pessime condizioni. Connessa alla corrente si sente un ronzio di fondo ma non si accende nessun led sul display. La macchina e' di fine 1985 a vedere le etichette di controllo qualita' dentro alla scocca



La cosa piu' sorprendete e' che tutta l'elettronica e' praticamente contenuta in un solo chip, un NEC D1260C (Calculator on a chip) usato da Olivetti su altre calcolatrici da tavolo dalla fine degli anni 70



L'organizzazione interna del PCB e' simile ad altre calcolatrici da tavolo Olivetti (vedi Logos 49)





La tastiera presentava dei tasti che non tornavano indietro. Pensando che ci fossero problemi alle molle ho smontato il tutto per scoprire che non ci sono molle ma una tastiera a membrana con delle capsule celesti elastiche


martedì 7 agosto 2018

Quater square multiplication

Un metodo per effettuare moltiplicazioni usando somme e sotttrazioni ed una tabella di lookup

La tabella di lookup e' formata dalla parte intera della divisione per 4 di quadrati dei numeri interi

---------------------------------
for i in range (20):
print (int(i*i/4))
-----------------------------------------

lookup = [0,0,1,2,4,6,9,12,16,20,25,30,36,42,49,56,64,72,81,90]

si usa la seguente identita'


per esempio se si vuole moltiplicare x=7 per y=5 si calcola la differenza (2) e la somma (12). Si guarda nella tabella di lookup le posizioni 2 e 12 che corrispondono ai valori 1 e 36 (in pratica dalla tabella si ricavano (x +y)^2/4 e (x -y)^2/4 . A questo punto basta effettuare la sottrazione (36-1) per avere il risultato della moltiplicazione

---------------------------------
lookup = [0,0,1,2,4,6,9,12,16,20,25,30,36,42,49,56,64,72,81,90]

m1 = 7
m2 = 5
diff = m1 - m2
somma = m1 + m2
a1 = lookup[diff]
a2 = lookup[somma]

risultato = a2 - a1
print (risultato)
---------------------------------

Una accortezza: i valori dei moltiplicatori devono essere ordinati con m1>m2

lunedì 6 agosto 2018

CORDIC

Quando a scuola mi hanno spiegato le serie di Taylor hanno aggiunto che le calcolatrici elettroniche usavano questo sistema per calcolare il valore delle funzioni trigonometriche...ho scoperto solo in questi giorni che l'algoritmo realmente impiegato e' CORDIC . Il metodo e' preferito alle serie di potenze perche', con la giusta formulazione, puo' essere sviluppato solo con "shift and add" binari e quindi implementabile anche su microprocessori/microcontrollori di bassa potenza di calcolo

Una delle pagine piu' esaurienti per il metodo si trova a questo indirizzo. Di fatto si tratta di eseguire una rotazione di un vettore

Per una implementazione del metodo si puo' usare il seguente codice in Python 3

La tabella di lookup serve solo per capire dopo quante iterazioni di i si puo' terminare il calcolo e quindi puo' essere omessa nel caso si sappia a priori il valore. In ogni caso la tabella di lookup si puo' ricavare da
------------
import math

for i in range(20):
print (i)
print (math.atan(2**(-i)))
print ("--------")
------------

in z si deve mettere il valore in radianti dell'angolo di rotazione desiderato (in questo caso 70°)
in x,y si trovano le proiezioni del vettore e quindi anche i valori del coseno e del seno della rotazione

in generale si puo' usare una base della potenza diversa da 2. L'utilizzo della base 2 e' utile perche' permette in un calcolatore binario di evitare le moltiplicazioni potendo effettuare dei semplici shift bit

importanti sono anche i valori di inizializzazione dell'algoritmo. Con x=1,y=0 si ottengono come risultati tangente,seno e coseno ma con altre impostazioni si possono calcolare funzioni iperboliche e
----------------------------
import math

lookup = [0.7853981633974483,
0.46364760900080615,
0.24497866312686414,
0.12435499454676144,
0.06241880999595735,
0.031239833430268277,
0.015623728620476831,
0.007812341060101111,
0.0039062301319669718,
0.0019531225164788188,
0.0009765621895593195,
0.0004882812111948983,
0.00024414062014936177,
0.00012207031189367021,
6.103515617420877e-05,
3.0517578115526096e-05,
1.5258789061315762e-05,
7.62939453110197e-06,
3.814697265606496e-06,
1.907348632810187e-06]

K = 0.6072529350088812561694

z = 1.22173 # 70° cos(70°)=0.342 sin(70°)=0.9396
x = 1
y = 0
k = 1

for i in range(19):
if z <= 0:
di = -1.0
else:
di = 1.0
k = k*math.cos(math.atan(di * 2.0**(-i)))
newx = x - (y * di * 2.0**(-i)) 
newy = y + (x * di * 2.0**(-i))
x = newx
y = newy
z = z - (di * lookup[i])
print("{0:2d}".format(i),end=' ')

print("{0:f}".format(x),end=' ')
print("{0:f}".format(y),end=' ')
print("{0:f}".format(k),end=' ')

print("{0:f}".format(z))

print ()
print ("Tangente : " + str(y/x))
print ("Coseno   : " + str(x*K))
print ("Seno       : " + str(y*K))
----------------------------
Per calcolare la tangente e' sufficiente dividere y per x
i valori di x ed y, devono essere invece moltiplicati per un valore che deriva da

k = k*math.cos(math.atan(di * 2.0**(-i)))

e converge abbastanza rapidamente al valore di 0.6072529350088812561694
Visto che tale valore e' costante ed indipendente dalla rotazione lo si puo' inserire come una costante senza necessariamente ricalcolarlo ogni volta 

Di seguito l'output del programma

----------------------------
 n      x         y         k        z
 0 1.000000 1.000000 0.707107 0.436332
 1 0.500000 1.500000 0.632456 -0.027316
 2 0.875000 1.375000 0.613572 0.217663
 3 0.703125 1.484375 0.608834 0.093308
 4 0.610352 1.528320 0.607648 0.030889
 5 0.562592 1.547394 0.607352 -0.000351
 6 0.586770 1.538603 0.607278 0.015273
 7 0.574749 1.543187 0.607259 0.007461
 8 0.568721 1.545433 0.607254 0.003554
 9 0.565703 1.546543 0.607253 0.001601
10 0.564192 1.547096 0.607253 0.000625
11 0.563437 1.547371 0.607253 0.000136
12 0.563059 1.547509 0.607253 -0.000108
13 0.563248 1.547440 0.607253 0.000014
14 0.563154 1.547474 0.607253 -0.000047
15 0.563201 1.547457 0.607253 -0.000016
16 0.563225 1.547449 0.607253 -0.000001
17 0.563236 1.547444 0.607253 0.000007
18 0.563230 1.547447 0.607253 0.000003

Tangente : 2.7474483008390256

Coseno   : 0.3420233441629116
Seno     : 0.9396914557676728
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Per concludere l'algoritmo dovrebbe riscritto in matematica intera per avere i massimi benefici in termini di velocita'

venerdì 3 agosto 2018

Roccia lunare Milano "Goodwill Moon Rock"

Questo e' l'esemplare di roccia lunare donata da Nixon all'Italia all'interno del programma Goodwill Moon Rock (pietra dell'amicizia)

Dopo aver visto questa, il campione di Milano e' ridicolo, e' talmente piccolo che non si osserva nessuna struttura


Olivetti ELEA 9003

Museo della Scienza di Milano
In fase di restauro




mercoledì 1 agosto 2018

Moltiplicazioni binarie solo con addizioni e bit shift

Una delle cose che mi ha piu' spiazzato nell'imparare l'assembler per C64 e' l'assenza nel set di istruzione del 6502/6510 di un opcode per moltiplicare. anche i soli interi

La soluzione per fare una moltiplicazione con soli addizioni e bit shift e' in realta' molto semplice usando la matematica binaria

Si parte da un esempio semplice 9 (1001b) x 8 (1000b). Se si usa la regola della moltiplicazione in colonna che si impara alle elementari

            1001x 
       1000=
      ------
       0000
      0000
     0000
    1001
    ------------
    1001000   (72d)

Come si vede quando si ha un bit zero e' inutile effettuare la moltiplicazione, se si ha un bit 1 basta ripetere il valore dell'altro moltiplicando con lo shift bit di tante posizioni quanto e' il bit del primo moltiplicatore. Un algoritmo ritrovato a questo sito  riporta una variante....invece di spostare l'indice del bit di test viene effettuato sempre il testo sul bit alla posizione 0 (quella piu' sinistra) ma ogni volta viene fatto un bit shift a destra per scorrete tutto il numero. Se il bit in posizione zero e' nullo si fa uno shift a sinistra dell'altro operatore ed uno shift a destra del moltiplicatore. Se il bit alla posizione zero e' 1 allora il valore viene sommato ad una variabile accumulatore