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lundi 14 février 2022

Raspberry Pi Pico et nRF24L01 (MicroPython)

Dans cet article, nous établissons une communication sans fil entre deux Raspberry Pi Pico munis d'un module nRF24L01. Les Raspberry Pi Pico seront programmés en MicroPython.


Les modules nRF24L01 sont conçus pour transmettre des informations à une fréquence radio de 2,4 GHz. Chaque module peut émettre et capter des signaux. La portée peut être de quelques dizaines de mètres (j'ai fait mes test avec deux modules distants d'environ 10 mètres et situés dans deux pièces différentes).

Connexions

Je possède deux paires de modules nRF24L01: des modules verts comportant 10 broches clairement identifiées, et des modules noirs comportant 8 broches qui ne comportent aucune identification.

Chaque Raspberry Pi Pico a été branché à un module nRF24L01 de la façon suivante:

  • Broche VCC du nRF24L01 : sortie 3,3 V du Raspberry Pi Pico
  • Broche GND du nRF24L01 : broche GND du Raspberry Pi Pico
  • Broche SCK du nRF24L01 : broche GP6 du Raspberry Pi Pico
  • Broche MOSI du nRF24L01 : broche GP7 du Raspberry Pi Pico
  • Broche MISO du nRF24L01 : broche GP4 du Raspberry Pi Pico
  • Broche IRQ du nRF24L01: pas branchée
  • Broche CE du nRF24L01 : broche GP12 du Raspberry Pi Pico
  • Broche CSN du nRF24L01: broche GP5 du Raspberry Pi Pico
De plus, il est souvent recommandé d'ajouter un condensateur de 10 µF entre les broches GND et VCC du module nRF24L01: c'est une solution à considérer si vous constatez un fonctionnement erratique.


Installation de la bibliothèque nrf24l01.py

Après avoir téléchargé la bibliothèque nrf24l01.py, il est important d'installer le fichier nrf24l01.py dans la mémoire flash du Raspberry Pi Pico (en utilisant, par exemple, le volet "Fichiers" de Thonny).


Cette bibliothèque est accompagnée d'un programme très bien fait intitulé "nrf24l01test.py". Pour l'utiliser avec le Raspberry Pi Pico, vous devrez toutefois modifier les numéros des broches au début du programme.

En me basant sur cet exemple, j'ai produit deux scripts distincts conçus pour être utilisés simultanément sur deux Raspberry Pi Pico différents: un script pour l'émetteur, et un script pour le récepteur.

Script de l'émetteur

Une fois par seconde, ce Raspberry Pi Pico incrémente un nombre entier et le fait émettre par le module nRF24L01. Il vérifie ensuite s'il reçoit une réponse de la part du récepteur.

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Script du récepteur

Si ce Raspberry Pi Pico reçoit un message en provenance de l'émetteur, il calcule le modulo du nombre reçu et retourne le résultat à l'émetteur (il retourne donc le nombre "0" lorsqu'il reçoit un nombre pair, et le nombre "1" lorsqu'il reçoit un nombre impair).

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À lire également:

D'autres projets impliquant le Raspberry Pi Pico:

D'autres projets impliquant le module nRF24L01:


Yves Pelletier (Facebook)


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samedi 12 février 2022

Alimenter un Arduino avec une lampe de poche à manivelle


Il y a quelques années, j'avais acheté chez Ikea une lampe de poche "Ljusa". Il s'agit d'une lampe qui fonctionne sans piles: vous tournez la manivelle pendant quelques secondes, et 3 LEDs blanches demeurent allumées pendant au moins une minute.


Cette lampe de poche était parfaite pour mes enfants, puisqu'elle n'était jamais à cours de piles. Mais les enfants sont devenus grands, et, bien qu'elle fonctionne encore parfaitement, la lampe n'est pas tout à fait assez lumineuse pour m'être utile lors de mes escapades nocturnes en forêt.

Je me suis donc demandé si la lampe de poche ne pourrait pas, par hasard, être légèrement modifiée afin de me servir à autre chose que produire de la lumière. Pourrait-elle, par exemple, alimenter une carte Arduino? 

Comment ça fonctionne?

La manivelle fait tourner un générateur qui produit un courant alternatif par induction électromagnétique.  Grâce à des engrenages, le rotor tourne plus rapidement que la manivelle. Le courant alternatif est transformé en courant continu par un pont de diodes, et sert à charger un supercondensateur de 1 F, qui alimente 3 LEDs branchées en parallèle. Un interrupteur est placé entre les LEDs et le condensateur.

(Je n'ai pas complètement démonté ma lampe, de peur de la rendre inutilisable, mais le youtubeur GrandadIsAnOldMan a démonté la sienne et a publié la vidéo intégrale de l'autopsie.)

1er test: on tourne la manivelle, ensuite on branche l'Arduino

Dans un premier temps, j'ai retiré l'extrémité de la lampe qui comporte les LEDs, ce qui m'a donné accès aux fils qui les alimentent. Au moyen d'un voltmètre, j'ai pu constater que, pendant que je tourne la manivelle rapidement, la tension peut s'élever à 7 ou 8 volts. Lorsque je cesse de tourner la manivelle, la tension peut atteindre, à la condition d'avoir tourné la manivelle rapidement pendant quelques dizaines de secondes, une valeur avoisinant 5,5 volts. 


Le graphique ci-dessous montre une tension initiale de 1,5 V. Pendant que je tourne la manivelle, la tension fluctue entre 3,5 V et 6,5 V,  puis elle se stabilise à 3 V lorsque la rotation cesse. On peut toutefois atteindre une tension plus élevée en tournant la manivelle plus longtemps.

Dans une première expérience, j'ai alimenté un Arduino Uno par son entrée USB. Puisque celle-ci n'est pas protégée par un régulateur de tension, il aurait été téméraire de tourner la manivelle pendant que l'Arduino est y branché! Ma procédure consistait donc à tourner la manivelle de façon à charger le condensateur, et ensuite brancher l'Arduino. Bien sûr, le condensateur se décharge progressivement, mais le dispositif a quand même fonctionné pendant environ une minute avant que la tension ne devienne trop faible.

2e test: ajout d'un régulateur de tension

Pour ce deuxième test, j'ai ajouté un régulateur de tension 7805 à la sortie de la lampe de poche, afin que la tension acheminée à l'entrée USB de l'Arduino ne dépasse jamais 5 V. Comme on peut le constater sur la vidéo ci-dessous, je peux faire fonctionner l'Arduino en tournant la manivelle. À cause de la baisse de tension provoquée par la présence du régulateur, toutefois, l'Arduino ne fonctionne que quelques secondes lorsque je cesse de tourner la manivelle.

3e test: utilisation du connecteur jack

Une troisième option consiste à alimenter l'Arduino par son jack d'alimentation, qui est protégé par le régulateur de tension de la carte. Les résultats sont similaires à ceux obtenus avec le régulateur 7805: l'Arduino fonctionne très bien pendant que je tourne la manivelle, mais cesse de fonctionner assez rapidement lorsque je cesse de la tourner.

Conclusion

Alimenter un projet Arduino au moyen d'une lampe de poche à manivelle n'est pas vraiment pratique, mais c'est possible!

Yves Pelletier (Facebook)

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dimanche 6 février 2022

Raspberry Pi Pico et carte SD (MicroPython)

Dans un précédent article, nous avons vu comment écrire et lire un fichier dans la mémoire flash interne du Raspberry Pi Pico. Mais dans certains cas, il est préférable d'enregistrer les fichiers sur une carte SD afin de bénéficier d'un plus grand espace de stockage, pour partager les fichiers avec un autre appareil, etc.

Dans le présent article, nous enregistrerons des données sur une carte SD au moyen d'un Raspberry Pi Pico programmé en MicroPython.


Connexions 

Voici comment j'ai connecté mon module carte SD au Raspberry Pi Pico:

  • Broche GND du module carte SD: GND du Raspberry Pi Pico
  • Broche +3.3 du module carte SD: sortie 3,3 V du Raspberry Pi Pico
  • Broche CS du module carte SD: broche GP9 du Raspberry Pi Pico
  • Broche MOSI du module carte SD: broche GP11 du Raspberry Pi Pico
  • Broche SCK du module carte SD: broche GP10 du Raspberry Pi Pico
  • Broche MISO du module carte SD: broche GP8 du Raspberry Pi Pico


Installation du pilote sdcard.py

Nous utiliserons le pilote sdcard.py pour MicroPython, qui doit donc être copié dans la mémoire flash du Raspberry Pi Pico.


Script MicroPython

Après avoir affiché la liste des fichiers déjà présents sur la carte, ce court programme écrit un nombre aléatoire à l'intérieur d'un fichier texte intitulé "hasard.txt". Le fichier sera automatiquement créé s'il n'existait pas déjà. Puisque j'ai utilisé l'argument "a" (append), le nouveau nombre est ajouté à la fin du fichier, dont le contenu initial demeure intact.

Le fichier est ensuite lu (notez l'utilisation de l'argument "r": read) et son contenu est affiché.

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Résultat

Voici ce qui s'affiche lors de la première exécution du script avec une carte SD qui contient déjà quelques fichiers:


Le programme a créé le fichier "hasard.txt" et y a écrit le nombre 61552.

Deuxième exécution du script:

On peut constater que le fichier "hasard.txt" s'est ajouté à la liste. Le nombre 11644 a été ajouté dans le fichier, et le nombre 61552 s'y trouve toujours.

Mais attention...

Sachez toutefois que le fonctionnement n'est pas garanti sur n'importe quelle carte SD. Sur les 6 cartes que j'ai essayées, 3 ont fonctionné correctement, alors que les 3 autres ont échoué le test en affichant 3 messages d'erreur différents: "No SD card", "Couldn't determine SD card version" et "[Errno 5] EIO". Si vous disposez déjà d'un certain nombre de cartes, vous devriez réussir à en identifier au moins une qui fera l'affaire. Mais si vous devez vous procurer une nouvelle carte spécialement pour ce projet, rien ne vous permet de savoir à l'avance si elle fonctionnera ou non!

À lire également:

D'autres projets impliquant le Raspberry Pi Pico:

D'autres utilisations du module carte SD:

Yves Pelletier (Facebook)


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