vendredi 22 septembre 2017

Afficheur 8 chiffres, 8 LEDs, 8 boutons TM1638 et ATTiny85

Un défi auquel nous devons fréquemment faire face lorsque nous développons des prototypes impliquant l'ATTiny85, c'est le faible nombre d'entrées/sorties.  Par exemple, un afficheur LCD conventionnel muni d'un pilote HD44780 accapare à lui seul 6 sorties, alors que l'ATTiny85 n'en comporte que 5.

Il y a quelques semaines, je vous présentais un module comportant 8 chiffres, 8 LEDs et 8 boutons pilotés par un TM1638, et qui n'utilise que 3 entrées/sorties de votre microcontrôleur. J'en ai fait l'essai avec un ATTiny85, et ça fonctionne parfaitement bien.

Notez tout d'abord que je programme l'ATTiny en utilisant une carte Arduino Uno comme programmateur (Arduino as ISP).  Si vous n'avez jamais programmé un ATTiny de cette façon auparavant, vous trouverez une marche à suivre détaillée ici.  J'utilise le core de David A. Mellis, avec une fréquence d'horloge de 1 MHz.

Installation de la bibliothèque

Si vous n'avez jamais utilisé ce genre de module avec une carte Arduino, vous devrez d'abord installer la bibliothèque conçue par Ricardo Batista.

Modification de la bibliothèque

Si vous tentez de compiler un sketch pour votre ATTiny85 en utilisant la bibliothèque TM1638, la compilation échoue avec un message d'erreur de ce genre:

error: 'Serial' was not declared in this scope 
Serial.println(values); 
exit status 1 
Erreur de compilation pour la carte ATtiny25/45/85

Le remède n'est pas très compliqué:

Ouvrez le document "TM1638QYF.cpp" avec un éditeur de texte (le fichier se trouve dans le dossier de votre bibliothèque TM1638, qui se trouve lui même à l'intérieur du dossier "libraries" de votre sketchbook Arduino).

Localisez la commande "Serial.println(values);" (ligne 119) et commentez-là (ou effacez-là).

Votre bibliothèque peut maintenant être utilisée pour programmer un ATTiny.


Exemples de sketch

À titre d'exemple, voici un sketch qui affiche un nouveau nombre aléatoire de 8 chiffres chaque seconde.  Pour d'autres exemples, et plus d'informations sur les fonctions disponibles, vous pouvez vous référer à cet article.



Connexions

Une fois l'ATTiny programmé, vous pouvez le connecter au module TM1638 de la façon suivante:

  • La broche STB du module TM1638 est branchée à la broche 7 du ATTiny85
  • La broche CLK du module TM1638 est branchée à la broche 6 du ATTiny85
  • La broche DIO du module TM1638 est branchée à la broche 5 du ATTiny85




Yves Pelletier   (TwitterFacebook)

mardi 19 septembre 2017

Déboguer l'ATTiny85 avec le moniteur série

Si vous êtes un tant soit peu familier avec la programmation d'une carte Arduino, vous savez à quel point le moniteur série peut s'avérer utile pour débusquer les erreurs dans votre sketch:  on affiche le contenu des variables à l'écran, ce qui permet souvent de trouver ce qui ne fonctionne pas correctement.

Lorsqu'on programme un ATTiny85 en utilisant une carte Arduino comme programmateur (Arduino as ISP), cette option n'est pas directement disponible puisque l'ATTiny85 ne dispose pas de ports UART hardware. Il est toutefois possible d'utiliser la bibliothèque "software serial" qui est distribuée par défaut avec l'IDE Arduino.

Je vais supposer que vous savez déjà comment utiliser une carte Arduino Uno comme programmateur de carte ATTiny (si ne n'est pas le cas, vous pouvez vous référez à cet article que j'ai récemment mis à jour).

Notez que j'utilise le core développé par David A. Mellis, avec une fréquence d'horloge de 1 MHz.

Pour transmettre les données de l'ATTiny vers l'ordinateur, j'utilise un convertisseur USB-TTL dont la broche "RX" est reliée au GPIO de l'ATTiny que j'ai choisi pour la communication série.



Je rappelle le pinout de l'ATTiny85, c'est toujours utile:



Première option:  affichage dans le moniteur série pendant que l'ATTiny demeure branché au programmateur Arduino

Cette option est pratique car vous pouvez téléverser votre sketch dans l'ATTiny et observer le résultat dans le moniteur série sans avoir à débrancher quoi que ce soit.  Elle n'est pas toujours réalisable, toutefois, car les GPIO 0, 1 et 2 de l'ATTiny sont déjà utilisées pour la programmation; vous devez donc dédier le GPIO 3 ou 4 à la transmission série, et un seul GPIO demeure disponible pour y brancher un capteur ou autre.

Sur le schéma ci-dessous, le GPIO 4 (qui est en fait la broche numéro 3 de l'ATTiny) est utilisé pour la transmission des données vers le moniteur série.  Les autres connexions sont celles qui sont requises pour programmer l'ATTiny au moyen de l'Arduino Uno.

La masse (GND) du convertisseur USB-TTL est reliée à la masse de l'ATTiny et à celle de la carte Arduino.



Puisque la carte Arduino et le convertisseur USB-TTL sont tous les deux branchés à l'ordinateur, je dois m'assurer de sélectionner le bon port dans le menu "Outil":  le port correspondant à l'Arduino lorsque je désire téléverser le sketch dans l'ATTiny, et le port correspondant au convertisseur Série-TTL lorsque je désire afficher le moniteur série.




Deuxième option:  affichage dans le moniteur série pendant que l'ATTiny n'est plus branché au programmateur Arduino

Puisque l'ATTiny85 comporte un nombre restraint de pins GPIO, il est souvent nécessaire de le débrancher de l'Arduino pour faire nos tests.  Vous pouvez alors utiliser n'importe lequel des GPIO pour la transmission des données, et utiliser les autres pour y brancher des capteurs, LEDs, etc.  Si désiré, le convertisseur USB-TTL peut servir à l'alimentation de votre circuit.



Un exemple de sketch

Aucune installation de bibliothèque n'est nécessaire, puisque "SoftwareSerial" est inclus avec l'IDE Arduino.  Les données sont transmise par le GPIO 4, ce qui correspond aux circuits illustrés plus haut.  Dans ce cas, puisque j'envoie des données vers l'ordinateur mais je ne désire pas en recevoir, j'ai assigné un numéro de GPIO bidon pour la pin RX.





Yves Pelletier   (TwitterFacebook)

jeudi 14 septembre 2017

Appli Android pour contrôler un moteur pas à pas par bluetooth (Arduino)

Vous désirez contrôler un moteur pas à pas par bluetooth au moyen de votre téléphone android? Ça tombe bien, c'est justement le sujet du billet d'aujourd'hui!

Côté récepteur, notre montage est constitué d'un moteur pas à pas bipolaire, d'une carte Arduino Uno, d'un module bluetooth HC-06, et d'un double pont en H L293D (un L298N aurait fait l'affaire aussi).

Côté émetteur, un appareil android qui exécutera une application que nous aurons nous-même conçue sur MIT App Inventor.

Cette activité suppose certaines connaissances préalables.  Si ce n'est pas déjà fait, je crois qu'il serait préférable de lire mon introduction au module bluetooth HC-06 avec Arduino, mes explications détaillées sur la façon de piloter un moteur pas à pas avec un L293D, mon introduction à la programmation d'une appli android avec MIT App Inventor 2 et, finalement, la programmation d'une appli androit pour communiquer en bluetooth avec MIT App Inventor 2!

Voici une vidéo du dispositif en action:



Connexions du L293D

Le circuit intégré L293D est branché de la même façon que dans ce précédent billet consacré au pilotage d'un moteur pas à pas.

  • Les broches 1, 9 et 16 du L293D sont branchées à la sortie 5 V de la carte Arduino.
  • Les broches 4, 5, 12 et 13 constituent la masse du L293D.  On doit y brancher la masse (GND) de l'Arduino, et la borne négative de la source d'alimentation du moteur pas à pas.
  • La borne positive de l'alimentation du moteur pas à pas est branché à la broche 8 du L293D.
  • Le moteur pas à pas est branché aux borches 3, 6, 11 et 14 du L293D
  • Les broches 2, 7, 10 et 15 du L293D sont branchées respectivement aux sorties 8, 9, 10 et 11 de l'Arduino.
Connexions du module bluetooth HC-06 et du CI 4050

Le module bluetooth HC-06 est conçu pour fonctionner à un niveau logique de 3,3 V.  Pour cette raison, l'utilisation d'un circuit intégré 4050 est conseillée pour abaisser le signal de 5 V émis par l'Arduino.

Voici les connexions du 4050; pour plus d'explications, référez-vous au billet sur l'utilisation d'un 4050 pour abaisser un niveau logique.

  • Broche 1 du 4050:  sortie 3,3 V de l'Arduino
  • Broche 2 du 4050:  entrée RXD du module HC-06
  • Broche 3 du 4050:  sortie Tx de l'Arduino (pin 1)
  • Broche 8 du 4050:  masse (GND de l'Arduino)


Le module HC-06, quant à lui, est branché de la façon suivante:


  • Vcc du HC-06 --- sortie 5 V de l'Arduino
  • GND du HC-06 --- GND de l'Arduino
  • TXD du HC-06 --- Rx de l'Arduino (pin 0)
  • RXD du HC-06 --- broche 2 du 4050

Vous pouvez bien sûr vous référer au billet Bluetooth et Arduino: le module HC-06 pour plus de détails.




Circuit complet

Voici donc le schéma complet, incluant la carte Arduino, le L293D, le 4050, le module HC-06 et le moteur pas à pas!



Sketch de l'Arduino

L'Arduino recevra par bluetooth un nombre entier situé entre 0 et 100.  Par défaut, on considère que la position angulaire initiale du moteur est 50.  À partir de cette position initiale, le moteur doit faire un demi-tour dans un sens pour atteindre la position 0, et un demi tour dans l'autre sens pour atteindre la position 100.




Réalisation de l'appli android avec MIT App Inventor 2

L'appli android comporte les boutons nécessaires pour établir une communication bluetooth, ainsi qu'un "ascenseur" que l'utilisateur déplace afin de faire tourner le moteur pas à pas à la position désirée.

L'interface comporte 8 éléments:



1)  Un rectangle "Arrangement horizontal", pris dans la catégorie "Disposition", qui permet de faire en sorte que les éléments 2, 3 et 4 seront disposés dans la fenêtre sur une même ligne horizontale.

2)  Un "Label" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur").  Par défaut, ce label portait le nom "Label1", mais je l'ai renommé "StatutConnexion".  La mention "connecté" ou "déconnecté" s'affichera à cet endroit.

3)  Un "Sélectionneur de liste" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur").  Lorsque l'utilisateur cliquera sur cet élément, la liste des appareils bluetooth disponibles s'affichera à l'écran. J'ai renommé cet élément "BoutonConnecter", et j'ai remplacé son texte par "Connecter".

4)  Un "Bouton" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur") qui servira à interrompre la connexion avec l'Arduino.  J'ai renommé cet élément "BoutonDéconnecter", et j'ai remplacé son texte par "Déconnecter".

5)  Un deuxième "Label" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur").  J'y ai inscrit le texte "Position".

6)  Un "Ascenseur" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur").  Largeur:  80% de la fenêtre, valeur maximale:  100, valeur minimale:  0.

7) Un "Client Blutooth" (disponible dans la catégorie "Connectivité"), indispensable pour toute application qui communique avec bluetooth.

8)  Un "Notificateur" (disponible dans la catégorie "Interface Utilisateur"), qui permet d'afficher un message d'alerte si bluetooth n'a pas été activé sur l'appareil android.


Construction du programme

Passons maintenant en mode "Blocs".  Tout ce qui concerne le contenu le contenu de l'élément "Arrangement horizontal" est identique à ce que j'avais décrit dans le billet intitulé "Programmer une appli android pour communiquer en bluetooth":


Il ne reste plus qu'à gérer le comportement de notre ascenseur:  lorsqu'on le déplace, il envoie sa nouvelle position (un nombre situé entre 0 et 100) par l'entremise du client bluetooth:


Fichier .aia

Vous pouvez télécharger ici le programme complet:  Moteur_PAP.aia

Yves Pelletier   (TwitterFacebook)
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