Transmission de données entre un Arduino et une Raspberry Pi 3 en utilisant des modules radio Nrf24L01

Il s’agit ici de faire une démo de transmission de données (température) entre un Arduino et un Raspberry Pi 3. C’est le protocole SPI qui est utilisé.

Liens utiles :

  • https://github.com/Michelgard/Capteur-DS18D20-Arduino-avec-emetteur-2.4Ghz
  • https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo#PP

ATTENTION : si Arduino alimenté via port USB PC alors il faut que le module radio émette à puissance minimale

Connexions :

Connexion nRF24L01+ sur l’arduino :
1 GND 2 VCC 3.3
3 D9 4 D10
5 D13 6 D11
7 D12 8 D2

Installer nRF24L01+ sur le Raspberry PI
NRFL01 Raspi
1 6 GND
2 1 VCC 3.3
3 22 CE
4 24 CSN
5 23 SCK
6 19 MOSI
7 21 MISO

Activer le SPI sur le Raspberry Pi (raspi-config)

Code Python pour le Raspberry Pi

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from nrf24 import NRF24
import time
from time import gmtime, strftime
import xml.dom.minidom
import sys

verbose = 0
if len(sys.argv) > 1:
    if sys.argv[1] == "-v":
        verbose = 1
    else:
        print "Argument non reconnu !  -v pour verbose"
        sys.exit(0) 


"""Variable de connexion R24"""
pipes = [[0xf0, 0xf0, 0xf0, 0xf0, 0xe1], [0xf0, 0xf0, 0xf0, 0xf0, 0xd2]]

""" init variable"""
temperExt = '0.0'

"""Initialisation connexion R24"""
radio = NRF24()
radio.begin(0, 0,25,18) #set gpio 25 as CE pin
radio.setRetries(15,15)
radio.setPayloadSize(52)
radio.setChannel(0x4c)
radio.setDataRate(NRF24.BR_250KBPS)
radio.setPALevel(NRF24.PA_MAX)
radio.setAutoAck(1)
radio.openWritingPipe(pipes[0])
radio.openReadingPipe(1, pipes[1])

radio.startListening()
"""fin initialisation R24"""

"""Fonction pour extraire de la variable receptionnée les différentes valeurs"""
def extract(raw_string, start_marker, end_marker):
    start = raw_string.index(start_marker) + len(start_marker)
    end = raw_string.index(end_marker, start)
    return raw_string[start:end]

if verbose:
    print
    print ("Attente réception du capteur")
    print

"""Boucle infinie de réception des données"""
while True:
    pipe = [0]
    """Si pas de réception on attends ..."""
    
    
    while not radio.available(pipe, True):
        time.sleep(1000/1000000.0)
    recv_buffer = []
    radio.read(recv_buffer) #Les données réceptionnées sont mise dans la variable
    out = ''.join(chr(i) for i in recv_buffer)#création d'une variable blobage avec les valeurs du tableu buffer

    """Création de la date et heure en francais et en SQL"""
    now = time.localtime(time.time())  
    year, month, day, hour, minute, second, weekday, yearday, daylight = now
    dateheure = "%02d/%02d/%04d" % (day, month, year) + "  " + "%02d:%02d:%02d" % (hour, minute, second)
    dateheureSQL = "%04d-%02d-%02d" % (year, month, day) + " " + "%02d:%02d:%02d" % (hour, minute, second)
    
    """"La variable out est décortiquée avec les données de numéro de capteur, température, humidité, tension pile """
    temperExt=extract(out,'E','E')

    """affichage des données recues pour es teste"""
    if verbose:
        print (dateheure)
    if verbose:
        print ("La température Ext : " + temperExt + "°C")
        print

Code Arduino :

#include <avr/sleep.h>
#include <avr/wdt.h>
#include
#include "nRF24L01.h"
#include
#include
#include // Inclusion de la librairie OneWire

#define DS18B20 0x28 // Adresse 1-Wire du DS18B20
#define BROCHE_ONEWIRE 7 // Broche utilisée pour le bus 1-Wire

OneWire ds(BROCHE_ONEWIRE); // Création de l’objet OneWire ds

//variables radio
RF24 radio(9,10); //création instance radio (pin ce,csn)
const uint64_t pipes[2] = { 0xF0F0F0F0E1LL,0xF0F0F0F0D2LL };

// Fonction récupérant la température depuis le DS18B20
// Retourne true si tout va bien, ou false en cas d’erreur
boolean getTemperature(float *temp){
byte data[9], addr[8];
// data : Données lues depuis le scratchpad
// addr : adresse du module 1-Wire détecté

if (!ds.search(addr)) { // Recherche un module 1-Wire
ds.reset_search(); // Réinitialise la recherche de module
return false; // Retourne une erreur
}

if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) // Vérifie que l’adresse a été correctement reçue
return false; // Si le message est corrompu on retourne une erreur

if (addr[0] != DS18B20) // Vérifie qu’il s’agit bien d’un DS18B20
return false; // Si ce n’est pas le cas on retourne une erreur

ds.reset(); // On reset le bus 1-Wire
ds.select(addr); // On sélectionne le DS18B20

ds.write(0x44, 1); // On lance une prise de mesure de température
delay(800); // Et on attend la fin de la mesure

ds.reset(); // On reset le bus 1-Wire
ds.select(addr); // On sélectionne le DS18B20
ds.write(0xBE); // On envoie une demande de lecture du scratchpad

for (byte i = 0; i < 9; i++) // On lit le scratchpad
data[i] = ds.read(); // Et on stock les octets reçus

// Calcul de la température en degré Celsius
*temp = ((data[1] << 8) | data[0]) * 0.0625;

// Pas d’erreur
return true;
}

// nrf24 debug
int serial_putc( char c, FILE * )
{
Serial.write( c );
return c;
}

void printf_begin(void)
{
fdevopen( &serial_putc, 0 );
}

void setup()
{
printf_begin();
Serial.begin(9600); //Debug

radio.begin();
radio.setChannel(0x4c);
radio.setAutoAck(1);
radio.setRetries(15,15);
radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
radio.setPayloadSize(32);
radio.openReadingPipe(1,pipes[0]);
radio.openWritingPipe(pipes[1]);
radio.stopListening();
radio.powerUp(); //alimente le module nrf24l01+
radio.printDetails(); //for Debugging
}

void loop (){
float txbuffer[1] = {0};
char SendPayload[32] = “RS1 :”;
char tempstr[10] = “”;

if(getTemperature(&txbuffer[0])) {
strcat(SendPayload, “E”);
dtostrf(txbuffer[0],2,2,tempstr);

Serial.println(“ok”);

strcat(SendPayload,tempstr);
strcat(SendPayload, “E”);

Serial.println(SendPayload);
// radio.powerUp(); //alimente le module nrf24l01+
delay(1000);
bool ok = radio.write(&SendPayload,sizeof(SendPayload));
delay(1000);
//Serial.println(“ok2”);

//radio.powerDown(); //arrêt de l’alimentation du module nrf24l01+
}
// else
// {
// Serial.println(“Error”);
// }
//for (int i = 0; i < 100; i++){
delay(3000);
//}
}

root@raspberrypi:~/nrf/Capteur-DS18D20-Arduino-avec-emetteur-2.4Ghz# python ./lecture-capteurRF24_KB.py -v

Attente réception du capteur

15/07/2018 12:32:23
La température Ext : 27.38°C

15/07/2018 12:32:32
La température Ext : 27.38°C