XBee API pour pilotage à distance

XBee API pour pilotage à distance
Extrait du PoBot
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XBee API pour pilotage à
distance
- Robopedia - Programmation - Apprendre - Communications - Réseaux ZigBee -
Date de mise en ligne : samedi 14 mars 2009
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XBee API pour pilotage à distance
Sommaire
• Principe
• Matériel et circuit
• TP n°1 : recevoir une informat
• TP n°2 : allumer une led
version mise à jour en avril 2011
Nous avons déjà utilisé précédemment les XBee très simplement pour faire une liaison série sans fil entre plusieurs
modules (voir cet article), mais maintenant on va s'attaquer au mode "API" pour piloter à distance les ports
entrée/sortie numérique ou analogique de plusieurs modules XBee sans utiliser de microcontrôleur supplémentaire.
Cet article est le résultat de nos ateliers hebdomadaires. Nous avons tout appris de zéro concernant les XBee grâce
aux différentes explications qu'on trouve sur Internet. Remercions tous ceux qui ont documenté leurs projets et qui
contribuent par des fichiers, des codes sources, des articles. Parmi eux :
Tom Igoe pour son livre "Making Things Talk [http://www.makingthingstalk.com]"
Daniel Menesplier pour sa doc en français sur son site web [http://daniel.menesplier.free.fr/documents.htm]
le wiki de l'ITP (NYU) pour son article [http://itp.nyu.edu/varwiki/BigScreens/XBee] similaire à celui-ci et qui m'a
bien aidé à terminer l'expérimentation.
Principe
On va tester les deux sens d'accès aux données connectées sur un XBee :
recevoir une information distante (patte en sortie du XBee)
contrôler une led à distance (patte en entrée du XBee)
Matériel et circuit
Voici le matériel nécessaire pour cette manip' :
Produit
Quantité
Fournisseur
Prix
modem RF XBee serie
2
Matlog [http://www.matlog.com/wireless/modules-zigbee-et-802154/]
2 x 18
1
Euros
adaptateur USB /
1
Matlog [http://www.matlog.com/wireless/modules-zigbee-et-802154/cartes-interfaces-pour-modules-xbee.html]
30 Euros
1
NKC Electronics [http://www.nkcelectronics.com/breadboard-power-supply-18v—5v-185.html]
$ 9.90
XBee
alimentation 3,3 volts
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breadboard
1
Gotronic [http://gotronic.fr/catalog/circuits/circuitframe.htm]
led, résistance, bouton
1
Gotronic
8,80
Euros
pression
La majorité de ces produits ont été offerts au club pour ses expériences pédagogiques, merci !
On a donc :
un XBee connecté par USB à un ordinateur
un XBee connecté à une led (sortie) et un capteur (entrée).
Voici le XBee installé sur une carte USB :
Adaptateur USB "sparkfun"
un des plus courants
Interface XBee/USB
Une autre version, cette fois de Droids.it, vendue en France par Matlog.
Voici le XBee distant avec une led, un bouton et une résistance variable :
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Circuit XBee
On utilise une résistance variable pour tester le XBee en réception d'une valeur analogique.
Notez qu'il faut une alimentation 3,3 volts. Il existe désormais de petites cartes qui permettent d'obtenir les tensions
fréquemment utilisées depuis une simple alimentation secteur universelle.
Alimentation 3,3 volts
Très important : tension de référence
Si vous souhaitez utiliser le convertisseur analogique/numérique d'un XBee, il faut absolument que vous
fournissiez une tension de référence sur la patte 14 : un simple fil entre la tension d'alimentation (3,3 volts) et
la patte 14 suffit.
TP n°1 : recevoir une information
Régler les paramètres radio
Nous avions déjà vu dans un précédent article comment modifier les paramètres des modules XBee. On va donc le
réutiliser pour spécifier les adresses d'émetteur, de récepteur et de réseau personnel, mais également pour régler les
paramètres des pattes d'entrée/sortie du XBee.
Côté PC, le XBee va tout d'abord recevoir des informations (détecteur de présence sur le XBee distant, ou
interrupteur). Il n'y a donc pas d'adresse de destinataire (DL 0) donc la configuration est très simple :
Commande
Explication
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+++
passage en mode configuration AT (sans retour chariot)
ATID5555
identifiant de réseau, commun à tous les modules
ATMY1234
adresse de cette carte, unique pour un même réseau
ATDL0
pas de destinataire dans ce TP, XBee juste receveur
ATDH0
pas de partie haute, adresse 16 bits
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ATWR
enregistrer
Côté platine d'essai, on va voir apparaitre des codes nouveaux : D0, IR, IU et IT. Il s'agit en fait de configurer le XBee
pour qu'il utilise les pattes d'entrées/sorties et les envoie sur l'UART (IU à 1) puis qu'il prenne une valeur en entrée
numérique sur une de ses pattes de données : D0, la patte de donnée (D) numéro zéro (0) toutes les IR
microsecondes (en hexa) et qu'il envoie la valeur au XBee dont il a l'adresse en destinataire (DL et DH si besoin) au
bout de IT échantillons.
IR
temps d'échantillonnage en millisecondes, toujours rédigé en hexadécimal
IT
nombre d'échantillons à envoyer (et à faire avant d'envoyer, ce qui multiplie d'autant IT par IR pour le délai entre deux envois
Dx
la patte utilisée et surtout le mode : 2 pour une entrée analogique, 3 pour une entrée numérique
Ce qui donne dans notre cas :
Commande
Explication
+++
passage en mode configuration AT (sans retour chariot)
ATID5555
identifiant de réseau, commun à tous les modules
ATMY5678
adresse de cette carte, unique pour un même réseau
ATDL1234
on enverra au XBee d'adresse MY 1 (celui du dessus bien sûr)
ATDH0
pas de partie haute, adresse 16 bits
ATD03
patte 0 en entrée numérique
ATIR64
échantillon toutes les 100 millisecondes
ATIT1
un seul échantillon envoyé
ATIU1
activer les envois sur l'UART des pattes I/O
ATWR
enregistrer
Premier test
Avec un simple logiciel d'écoute de la liaison série (ici, Docklight comme souvent), on peut voir que le module distant
est bien en train d'envoyer une trame (qu'on appelle bizarrement API, d'où le titre de cet article) à notre module
"base", et sans que le XBee base ne demande rien, ce qui peut être déroutant car on aurait pu penser que la mention
"API" signifiait justement qu'il y avait des commandes d'accès aux valeurs par question/réponse (polling). Et bien non,
c'est toute mon erreur et j'espère que vous n'aurez pas fait la même grâce (à votre grande intelligence ou) à cet
article.
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Récupération depuis un logiciel
Comme le XBee "base" est connecté au port USB par une liaison série, on peut récupérer la trame et commencer à la
traiter (i.e. découper et récupérer la valeur qui nous intéresse) dans un logiciel dans le langage de votre choix. J'ai
choisi Java et plus particulièrement l'environnement Processing.
Voici le résultat : on peut voir que j'ai déjà fait un test sur "7E" pour détecter un début de trame.
Analyse d'une trame API
On va analyser cette ligne :
007E 0000 000A 0083 0056 0078 0029 0000 0001 0002 0000 0003 00FF 0080
Bien sûr les 00 ne sont pas significatifs, ils sont ajoutés par la fonction Java qui transforme les caractères reçus en
valeurs hexadécimales.
Valeur
Signification
7E
octet de début de trame
00 0A
la longueur (ici, 10 car on ne compte pas la valeur 51 finale, le "checksum")
83
identifiant du mode API utilisé : ici, réception en mode d'adressage 16 bits
00 02
l'adresse d'origine, c'est bien le module d'adresse MY 2 qui nous parle
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24
la force du signal ou RSSI (24 en hexa = -36 dBm donc ça augmente en s'éloignant)
00
les options (pas utilisé ici)
01
il y a un échantillon
02 00
pas encore déterminé, aidez-nous !
03 FF
la valeur reçue : 3FF = 1024 = tension de référence
51
le "checksum" pour vérifier si tout a bien été envoyé correctement
Pour info, vous trouverez la documentation officielle dans ce document
[http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000982_B.pdf].
Si on fait varier la valeur de la résistance variable, on voit bien ces 2 octets varier :
Utilisation d'une bibliothèque
On peut également utiliser la bibliothèque décrite dans cet article car elle est dédiée à Processing même si on peut
aussi utiliser une librairie Java plus commune, comme celle-ci : Java XBee API [http://code.google.com/p/xbee-api/]
import processing.serial.*; import xbee.XBeeDataFrame; import xbee.XBeeReader; Serial port; XBeeReader xbee;
void setup() { println(Serial.list()); port = new Serial(this,Serial.list()[2],9600); xbee = new XBeeReader(this,port);
xbee.startXBee(); } void xBeeEvent(XBeeReader xbee) { XBeeDataFrame data = xbee.getXBeeReading();
if
(data.getApiID() == xbee.SERIES1_IOPACKET) {
int analogVal = data.frameData[8] * 256 + data.frameData[9];
println("A: "+analogVal);
} else { println("Non supporté"); } } void draw() { }
Je dois à la vérité dire que cette bibliothèque n'a pas très bien marché pour la lecture des valeurs analogiques, j'ai
donc simplement récupéré les 2 octets 8 et 9 du tableau de 10 (rappelez-vous, 0A), et je les ai ajouté avec une
multiplication par 256 pour l'octet le plus haut (2^8 = 256).
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