Horloge temps réel (RTC) DS3231 et STM32 Nucleo

Le billet d'aujourd'hui pourrait vous être utile si vous travaillez sur un projet dans lequel il est important que votre carte STM32 Nucleo ait en tout temps accès à l'heure et/ou à la date.

Une horloge temps réel (RTC pour Real Time Clock) est un circuit intégré spécialement conçu à cette fin.  Un avantage de ce genre de dispositif, c'est que, grâce à une petite pile d'appoint, il peut continuer de maintenir l'heure correcte même pendant que le Nucleo n'est pas alimenté.

Le modèle DS3231 est tout à fait approprié, puisqu'il fonctionne très bien avec un niveau logique de 3,3 V.

La photographie ci-dessous montre le module DS3231 que je me suis procuré sur eBay (il en existe d'autres versions que vous devriez pouvoir utiliser sans problème même si elles ne sont pas rigoureusement identiques à celle-ci).

En plus du circuit intégré DS3231, le module comporte deux résistances pull-up de 4,3 kΩ pour la connexion I²C (nous n'aurons donc pas besoin d'en ajouter nous-mêmes) et un condensateur dont le rôle est de stabiliser l'alimentation.

L'autre côté comporte 5 connecteurs femelles pour la liaison avec la carte Nucleo, et un espace prévu pour la pile d'appoint.

Votre modèle comporte peut-être un support pour y insérer la pile, mais le miens n'en comportait pas, et j'ai dû en bricoler un en soudant deux fils sur les connecteurs prévus à cet effet, que j'ai reliés à la pile au moyen d'un peu de ruban gommé...  (attention de respecter la polarité:  le fil rouge va sur la borne positive de la pile).

Le circuit

On branche le module DS3231 à la carte Nucleo de la façon suivante:

• "+" du DS3231:  "3V3" du Nucleo
• "D" du DS3231: "SDA/D14" du Nucleo
• "C" du DS3231: "SCL/D15" du Nucleo
• "NC" du DS3231:  pas branchée
• "-" du DS3231:  "GND" du Nucleo

(le connecteur "NC", inutile pour une carte Nucleo, est présent pour faciliter le branchement du module sur les GPIO du Rasbperry Pi)

Script et bibliothèque

Pour piloter le DS3231, j'ai utilisé une bibliothèque et un programme d'exemple proposés sur mbed par nul autre que Maxim Integrated, fabriquant du DS3231.  On peut aussi accéder à ce script dans la section "Import" du compilateur mbed, en faisant une recherche pour "DS3231demo".  

Vous pouvez tester ce script avec un logiciel de communication série comme Putty ou le moniteur série de l'IDE Arduino.  On vous demande d'abord la date et l'heure, afin de régler le DS3231 (vous pouvez évidemment effacer cette partie si votre DS3231 est déjà réglé à la bonne heure).  Ensuite, la date et l'heure sont affichés dans différents formats, chaque seconde.

Il sera facile de modifier ce script pour qu'il réponde à vos besoins.

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Contrôle de deux moteurs avec L9110S et Arduino

Lorsque vient le temps de contrôler un ou deux moteurs à courant continu au moyen d'une carte Arduino, les pilotes les plus fréquemment utilisés sont probablement le L293D et le L298N.   À cause de son faible prix, un module basé sur le L9110S peut toutefois constituer une alternative très intéressante.

Vous pouvez facilement acheter trois modules L9110S pour le prix d'un seul module L298N.  Puisqu'ils comportent deux circuits intégrés L9110S, ces petits modules peuvent piloter deux moteurs à courant continu, ou un moteur pas à pas.

Contrairement au L293D et au L298N, le  L9110S ne comporte pas d'entrées distinctes pour l'alimentation des moteurs et celle du circuit intégré: une seule alimentation (située entre 2,5 V et 12 V) sert à alimenter à la fois le circuit intégré et les moteurs, avec un courant maximal de 800 mA.  On remarquera également l'absence de broches "enable":  afin de pouvoir modifier la vitesse de rotation d'un moteur dans les deux sens de rotation, vous devrez donc utiliser deux sorties PWM de votre microcontrôleur.

Circuit

Le module L9110S comporte 6 entrées (broches mâles) et 4 sorties (borniers à vis).

Nous connectons le module de la façon suivante:

Broche B -IA du L9110S: broche 3 de l'Arduino
Broche B -IB du L9110S: broche 9 de l'Arduino
Broche GND du L9110S: broche GND de l'Arduino et borne négative de l'alimentation des moteurs
Broche VCC du L9110S: borne positive de l'alimentation des moteurs (2,5 V à 12 V)
Broche A - IA du L9110S: broche 10 de l'Arduino
Broche A - IB du L9110S: broche 11 de l'Arduino

Chaque moteur est branché à un bornier à vis.

Sketch

Pour faire tourner le moteur "A" dans une direction, on soumet l'entrée A - IA à un signal PWM, pendant que l'entrée A - IB est à une tension nulle.  La vitesse de rotation du moteur dépend du rapport cyclique du signal PWM.

Pour faire tourner le moteur dans l'autre sens, c'est le contraire:  l'entrée A - IA est soumise à une tension nulle, et l'entre A - IB est soumise à un signal PWM dont le rapport cyclique déterminera la vitesse de rotation.

Le sketch de démonstration ci-dessous fait tourner les moteurs dans les deux sens, avec différentes vitesses de rotation.

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Contrôler les sorties d'un MSP430 Launchpad avec GUI Composer

Bienvenue dans ce troisième article sur l'utilisation de GUI Composer, un outil en ligne qui permet de construire une interface graphique pour interagir avec un Launchpad.  Dans les deux articles précédents, nous avons vu comment afficher à l'écran l'état d'une entrée numérique et nous avons étudié la façon d'afficher à l'écran l'état d'une entrée analogique.  Cette fois-ci, nous allons créer à l'écran de l'ordinateur des boutons sur lesquels il sera possible de cliquer afin d'allumer ou d'éteindre les deux LEDs intégrées à la carte MSP430 Launchpad.

Je continue d'effectuer mes tests avec un Launchpad MSP430G2553, mais GUI Composer devrait fonctionner avec n'importe quel type de Launchpad.

Sketch

Pour nos deux précédents projets, le rôle du Launchpad se limitait essentiellement à envoyer un message json par liaison série.  Cette fois, le Launchpad va recevoir un message json en provenance de l'ordinateur, et il devra faire la différence entre un message qui lui commande de modifier l'état de sa LED rouge et un message qui lui commande de modifier l'état de sa LED verte.  Ça rend le sketch un petit peu plus complexe.

Lorsqu'on cliquera sur les boutons à l'écran, les messages envoyés par GUI Composer seront de ce type:  {"Vert":1}, {"Vert":0} ,  {"Rouge":1} ou {"Rouge":0}.

Sur réception d'un message, le notre programme localise le symbole ":".  Pour faire la différence entre la LED verte et la LED rouge, il recule de deux caractères:  si ce caractère est "t" (dernière lettre du mot "Vert"), c'est la LED verte qui doit changer d'état.  Si c'est "e" (dernière lettre du mot "Rouge"), c'est la LED rouge.

Dans le script initial, je scrutait le caractère situé immédiatement après ":" pour savoir si c'était "1" ou "0", et j'ai constaté que c'était parfois "1" ou "0", et parfois "true" ou"false".  Bien entendu, vous pouvez construire vos conditions pour prévoir ces deux possibilités.  J'ai préféré ne pas tenir compte de la commande "1" ou "0" et de toujours modifier l'état de la LED.  J'envoie ensuite un message json du Launchpad vers GUI Composer pour m'assurer que l'état affiché à l'écran est le même que l'état réel des LEDs sur la carte.



Construction de l'interface

Je vais supposer qu'il ne s'agit pas de votre première utilisation des services cloud de Texas Instrument, et que vous avez donc déjà installé le TI Cloud Agent.  Sinon, référez-vous à mon premier article pour plus d'informations.

Une fois dans GUI Composer, nous créons un nouveau projet de type "Dashboard".

Après avoir cliqué sur le bouton "NEXT", on se retrouve dans la zone où on règle la communication avec la carte.  Cliquons sur le bouton "+" en haut à gauche, et choisissons "USB-UART".

Ensuite, on sélectionne notre modèle de Launchpad.  Le port dans lequel le Launchpad est branché devrait se mettre à jour automatiquement.

On peut maintenant cliquer sur "OK" afin de quitter le "New Project Wizard".

Grâce au bouton circulaire rouge situé en bas à droite de l'écran, on créé une "Toggle Switch", disponible dans la catégorie "Control Panel".

Nous cliquons sur le bouton "Properties", situé à droite de la case à cocher "value".

Puis nous écrivons le message qui sera envoyé chaque fois que nous cliquerons sur ce bouton: "Vert".

Il ne reste plus qu'à créer une deuxième toggle switch, qui enverra plutôt le message "Rouge".

Utilisation

Pour utiliser notre nouvelle interface graphique, il s'agit de cliquer sur le bouton "run".

Le tableau de contrôle apparaît dans un nouvel onglet de votre navigateur.  Vous pouvez maintenant allumer ou éteindre chacune des deux LEDs du Launchpad en cliquant à l'écran sur le bouton qui lui est associé.

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