2013/12/8 RFM12B(微弱無線モジュール)を使ってみた†
- 先生に頂いたライブラリをいじってみた
- 未完成部分(電場強度の計算・irone用に完全arduino UNO抜きでの通信・通信距離測定)
- 完成部分(データの送信・受信)
- SPI通信によって制御する。
�―猗�：
データシート
http://www.hoperf.com/upload/rf/rfm12b.pdf
コマンド
http://www.hoperf.com/upload/rf/rfm12b.pdf
コマンド早見表
http://tools.jeelabs.org/rfm12b.html
http://www.sevenwatt.com/main/
電波強度
http://eleclog.quitsq.com/2011/11/rfm12b-radio-act.html
Arduino cookbook
https://www.inkling.com/read/arduino-cookbook-michael-margolis-2nd/chapter-14/recipe-14-6
パケット内容
http://lowpowerlab.com/blog/2012/12/28/rfm12b-arduino-library/#more-109
http://lowpowerlab.com/blog/2013/06/20/rfm69-library/
http://jeelabs.org/2011/12/11/inside-the-rf12-driver-part-2/
2進数計算
http://hogehoge.tk/tool/number.html
Arduinoピン配置
http://wiki.onakasuita.org/pukiwiki/?Arduino%2F%E3%83%94%E3%83%B3%E9%85%8D%E7%BD%AE
��回路：
今回はこれらに加えてnINT/VDI, FSK/DATA/nFFS, DCLK/CFIL/FFIT, nRESピンをマイコンと繋いだ。 Arduino UNOは5Vで動作するので、RFM12Bに入る信号を分圧する。どの信号が入るかはデータシートのDIを見ると分かる。
��ライブラリ：
- RF12.cpp
/*useful command: http://tools.jeelabs.org/rfm12b.html
arduinoを使用するときは16MHzになっているので/4(デフォルト)に加えて/2のに分圧して使う。(RFM12Bが 2.5MHzまでしか受け付けない設定のため)
#define arduino
先生のライブラリから変更した箇所 */
#define changed
/*commands*/
#define SET_TX 0x8279
#define SET_RX 0x82D9
#define RESET 0x0000
#define STATUS_CHECK 0x0000
#define TX_SEND 0xB800 //+ data
#define RX_RECEIVE 0xB000
#define CONFIGURATION 0x80D7 // el(enable tx regigter), ef(enable FIFO) 12.0pF, 433MHz
#define SET_FREQUENCY 0xA4B0 // 433MHz
#define SET_DATARATE 0xC623 // 9.6kbps
#define SET_PLL 0xCC17 // CLK=2.5MHz, !ddy ddit, PLL BW=256k
#define RX_CONTROL 0x94C2 // VDI,FAST,67kHz,LNA=0dBm,RSSI=-91dBm
#define Data_Filter_Clock_Recovery 0xC2AC // AL,!ml,DIG,DQD4
#define FIFO_RESET_MODE 0xCA83 // FIFO8,2byte-SYNC,!AL,ff,DR
#define TX_CONTROL 0x9850 // !mp,90kHz,MAX OUT TXpower=0(max)
#define AUTO_FREQUENCY_CONTROL 0xC483 // @PWR,NO RSTRIC,!st,!fi,OE,EN
#define SET_WAKEUP_TIMER 0xE000 // wake up timer / NOT USE
#define SET_LOW_DUTY_CYCLE 0xC800 // low duty cycle / NOT USE//status
#define SET_LOW_BATTERY_DETECT_uC_CLK 0xC049 // 1.66MHz,3.1V
#define SET_SYNC_PATTERN 0xCED4 // SYNC=2DD4
//status
#define TX_READY 0x8000
#define FIFO_REACHED 0x8000
//pin
#define SPI_MOSI 11
#define SPI_MISO 12
#define SPI_SCK 13
#include <pins_arduino.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <Arduino.h>
#include <RF12.h>
int nIRQ_pin, SS_pin, RST_pin;
int mode;
uint8_t RF12::spi_byte(uint8_t out) {
SPDR = out;
while (!(SPSR & _BV(SPIF)));
return SPDR;
}
uint16_t RF12::xfer_byte(uint16_t cmd)
{
uint16_t dat = 0;
digitalWrite(SS_pin, 0);
dat = spi_byte(cmd >> 8) << 8;
dat |= spi_byte(cmd);
digitalWrite(SS_pin, 1);
return(dat);
}
void RF12::send_byte(byte data)
{
uint16_t d;
// while(!((d = xfer_byte(0x0000)) & 0x8000)) Serial.println(d, HEX);
//send 0000(status check). when returned 8000 TX is ready
while(!(xfer_byte(STATUS_CHECK) & TX_READY)); // wait for TX ready
xfer_byte(TX_SEND + data);
delay(1);
}
//sending 1bit per time
//would I need this?
void RF12::send_data(byte *data, byte len)
{
byte cksum = 0;
for (int i = 0; i < len; i++){
send_byte(data[i]);
cksum += data[i];
}
send_byte(cksum);
}
//wait(blocks) until it receives -> it's okay cuz used only for speaker
#ifdef changed
byte RF12::receive_byte()
{
//interrupt request output(from RFM12B), active low
while(digitalRead(nIRQ_pin) == 1); // wait for any data received
//status check, reset functions
//xfer_byte(0x0000);
// while(!(xfer_byte(0x0000) & 0x8000))Serial.println(xfer_byte(0x0000), HEX); // wait for RX ready
//read 8 bits from the receiver FIFO (even if FIFO not used it still shares the same pin with RX(pin6))
xfer_byte(RESET);
return(xfer_byte(RX_RECEIVE));
}
#else
byte RF12::receive_byte()
{
//interrupt request output(from RFM12B), active low
while(digitalRead(nIRQ_pin) == 1); // wait for any data received
//status check, reset functions
xfer_byte(0x0000);
//read 8 bits from the receiver FIFO (even if FIFO not used it still shares the same pin with RX(pin6))
return(xfer_byte(0xB000));
}
#endif
//needed to recaive less than a byte?
byte *RF12::receive_data(byte *data, byte len)
{
int i;
for (i = 0; i < len; i++){
data[i] = receive_byte();
}
return(data);
}
void RF12::begin(uint8_t nIRQ, uint8_t SS, uint8_t RST)
{
nIRQ_pin = nIRQ;
SS_pin = SS;
RST_pin = RST;
pinMode(RST_pin, INPUT);
// digitalWrite(RST_pin, 0);
digitalWrite(SS_pin, 1);
pinMode(SS_pin, OUTPUT);
//digital 11,12,13 is fixed
//faster when set it directly?
#ifdef changed
DDRB |= ((1<<DDB3)|(1<<DDB4)|(1<<DDB5));
#else
pinMode(SPI_MOSI, OUTPUT);
pinMode(SPI_MISO, INPUT);
pinMode(SPI_SCK, OUTPUT);
#endif
//need to make this smaller than 2.5MHz? arduino is 16MHz
SPCR = _BV(SPE) | _BV(MSTR); // SPI master enable, Mode0
#ifdef arduino
SPSR |= _BV(SPI2X);
#endif
pinMode(nIRQ_pin, INPUT);
digitalWrite(nIRQ_pin, 1); // pull-up, active low
//status check for return and initialization
xfer_byte(RESET); // intitial SPI transfer added to avoid power-up problem
// wait until RFM12B is out of power-up reset, this takes several *seconds*
//empty Tx buffer
xfer_byte(TX_SEND); // in case we're still in OOK mode
//reset again and again
while (digitalRead(nIRQ_pin) == 0) xfer_byte(RESET);
//yes, commands start
//enable internal register and FIFO mode ---> why? needed for real time and 1 byte transmission?
xfer_byte(CONFIGURATION); // el, ef 12.0pF, 433MHz
//fastest way it might be: turning on the whole receiver chain, synthesizer, and oscillator
//I don't understand here according to datasheet
#ifdef changed
xfer_byte(0x82d9); // RX mode -> in case didn't set the mode?
xfer_byte(SET_FREQUENCY); // 433MHz
xfer_byte(SET_DATARATE); // 9.6kbps
xfer_byte(SET_PLL); // CLK=2.5MHz, !ddy ddit, PLL BW=256k
//especially here
//xfer_byte(TX_CONTROL); // !mp,90kHz,MAX OUT TXpower=0(max)
xfer_byte(RX_CONTROL); // VDI,FAST,67kHz,LNA=0dBm,RSSI=-91dBm
#else
//receiver baseband circuite separately switched on
xfer_byte(0x82d9); // RX mode -> in case didn't set the mode?
xfer_byte(0xA640); // 437MHz (430+0.0025*(0x640)[MHz])
xfer_byte(0xC647); // 4.8kbps
xfer_byte(0xCC77); // CLK=2.5MHz, !ddy ddit, PLL BW=256k
xfer_byte(0x94A2); // VDI,FAST,134kHz,LNA=0dBm,RSSI=-91dBm
#endif
//Data Filter & Clock Recovery
xfer_byte(Data_Filter_Clock_Recovery); // AL,!ml,DIG,DQD4
//FIFO and reset mode
xfer_byte(FIFO_RESET_MODE); // FIFO8,2byte-SYNC,!AL,ff,DR
//Automatic Frequency Control
xfer_byte(AUTO_FREQUENCY_CONTROL); // @PWR,NO RSTRIC,!st,!fi,OE,EN
//replaced----------------------------------------------------------------
//TX control
xfer_byte(TX_CONTROL); // !mp,90kHz,MAX OUT TXpower=0(max)
//------------------------------------------------------------------------
xfer_byte(SET_WAKEUP_TIMER); // wake up timer / NOT USE
xfer_byte(SET_LOW_DUTY_CYCLE); // low duty cycle / NOT USE
//Low Battery Detect and µC Clock
xfer_byte(SET_LOW_BATTERY_DETECT_uC_CLK); // 1.66MHz,3.1V
//Synchronization Pattern
xfer_byte(SET_SYNC_PATTERN); // SYNC=2DD4
delay(1);
}
void RF12::set_tx_power(uint8_t pow)
{
//just setting the power on TX Configuration Command
xfer_byte(TX_CONTROL + (pow & 0x07));
}
uint16_t RF12::read_status(void)
{
return(xfer_byte(STATUS_CHECK));
}
RF12::RF12(void)
{
}
void RF12::set_mode(uint8_t md)
{
mode = md;
// xfer_byte(0x8239); // !er, !ebb, et, es, ex, !eb, !ew, dc (for tx)
// xfer_byte(0x82D9); // er, ebb, !et, es, ex, !eb, !ew, dc (for rx)
//new-------------------------------------------------------------------
//xfer_byte(0x8279); // !er, ebb, et, es, ex, !eb, !ew, dc (for tx)
// xfer_byte(0x82D9); // er, ebb, !et, es, ex, !eb, !ew, dc (for rx)
#ifdef changed
if (md == RF12_MODE_TX) xfer_byte(SET_TX);
else if (md == RF12_MODE_RX) xfer_byte(SET_RX);
#else
if (md == RF12_MODE_TX) xfer_byte(0x8239);
else if (md == RF12_MODE_RX) xfer_byte(0x82d9);
#endif
}
int RF12::available(void)
{
if (digitalRead(nIRQ_pin) == 0) return(1);
else return(0);
}
-送受信のinoファイル
Rx:
#include <RF12.h>
int RF12_SS = 10;
int RF12_nIRQ = 9;
int RF12_RST = 8;
uint8_t payload[16];
uint16_t pckt;
RF12 rf12 = RF12();
byte data;
byte packet[16];
void setup()
{
Serial.begin(9600);
rf12.begin(RF12_nIRQ, RF12_SS, RF12_RST);
rf12.set_mode(RF12_MODE_RX);
Serial.println("Ready Rx");
}
int header = 4;
int tail = 6;
int index = 0, check = 0;
void loop()
{
//uint8_t c;
if (rf12.available()){
data = rf12.receive_byte();
if((data == 0xAA) || (data == 0x55)) ; else Serial.write(data);
}
//Serial.println();
}
Tx:
#include <RF12.h>
int RF12_SS = 10;
int RF12_nIRQ = 9;
int RF12_RST = 8;
uint16_t payload[16];
uint16_t c;
RF12 rf12 = RF12();
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(4, OUTPUT);
rf12.begin(RF12_nIRQ, RF12_SS, RF12_RST);
rf12.set_mode(RF12_MODE_TX);
Serial.println("TX ready");
c = '!';
}
void loop()
{
//packet format - only activating necessary parts for just 1 byte transmission
//see http://jeelabs.org/2011/12/11/inside-the-rf12-driver-part-2/
//or http://lowpowerlab.com/blog/2012/12/28/rfm12b-arduino-library/#more-109
//for full packet information
//necessary part(5 bytes)
//preamble
rf12.send_byte(0xAA);
rf12.send_byte(0xAA);
rf12.send_byte(0xAA);
//SYN-ox2d
rf12.send_byte(0x2D);
//SYN-network ID (network group (can be in the range 1-255) -> 212)
rf12.send_byte(0xD4);
//header
//CTLflag + DestID(unique node ID of receiver (1 through 30) -> 85)
//0 + 55
//rf12.send_byte(c);
rf12.send_byte(0x55);
//ACK + SourceID(unique node ID of receiver (1 through 30))
//1 + 42?
rf12.send_byte(0xaa);
//DataLength
rf12.send_byte(0x55);
//Data
rf12.send_byte(0xaa);
rf12.send_byte(c); //CRC
rf12.send_byte(c+1);
rf12.send_byte(c+2);
rf12.send_byte(0x55);
//CRC
rf12.send_byte(0xaa);
rf12.send_byte(0x55);
rf12.send_byte(0xaa);
rf12.send_byte(0xaa);
rf12.send_byte(0xaa);
//Serial.println("Sent.");
digitalWrite(4, HIGH);
delay(250);
digitalWrite(4, LOW);
delay(250);
//}
}
注意：Serial.printを使うとSerialがハイになっている時に何故か0を読む。するとビットがずれて値がおかしくなるのでSerial.writeを使う方が良かった。(1byteの通信はこちらの方がいいということも書いてあった) 100回に1回ぐらい値を間違えることがある。 上記プログラムの細かい内容については後ほど更新予定
2013/12/8 Serial.printとSerial.write†
- 参考: http://arduino.cc/en/Serial/write 1byteあるいはそれ以上のバイト単位毎に、Serial.writeはバイナリーデータそのままをシリアルポートに送るらしい。→1byte毎のデータ通信にはwriteの方がいいのかも
2013/9/30 unsignedに気をつける†
- ただのintで-がつくのは値が大きい場合
2013/9/26 ATmega3238Pブートローダ後のスケッチ書き込みメモ†
- リセットスイッチにつけるコンデンサは0.1μFだと上手くいくけれども22pFだと書き込みできない(容量が小さすぎて上手くリセットされていないのかも?)
2013/9/24 ATmega328Pのブートローダー書き込みメモ(PU)†
- ヒューズ設定表
- どのブートローダーを使うかはbootloader.txtに載っている
- ATmega328pではhttp://ifdl.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/~akita/lt/index.php?Hardware%2FLED_Tile%2F328
- 手順(巨匠さんの作業日誌も参考にさせて頂きました。)
- 図がたくさんで分かりやすい、、、
- http://mizupc8.bio.mie-u.ac.jp/pukiwiki/index.php?Arduino%2F%E8%87%AA%E4%BD%9C
2013/9/23 忘備録-Sparkfun.com MP3 Player Shieldを使う時のチュートリアル指定ファイルが存在しない†
- Sparkfun.com MP3 Player ShieldをUNOで使う時にインストールするライブラリのピン(SSを10→9)に変更しないといけない。
- https://www.sparkfun.com/tutorials/295 の
が存在しないのですが、Arduino/libraries/SdFat/SdFatConfig.hの一番下
にありました。ここのCSを10→9に変えると動きました。
Eclipseを使ってJavaでシリアル通信†
- 動作環境：Windows7 64bit
- 手順
�．轡螢▲訥命�を行いたいEclipseのpackage下に追加ライブラリ用のフォルダを作る（名前は何でもいいけど写真ではlib）
��追加用のライブラリをインストール
このフォルダを解凍した中の、
rxtxParallel.dll
rxtxSerial.dll
RXTXcomm.jar
をコピーして、�，離侫�ルダ内にペースト
- もしもパソコン自体にインストールしたい場合は、Program Files内のJavaファイルのライブラリに入れる（やってないので動くかは不明）
��EclipseでLibrary Pathを追加する
- Eclipseを起動
- まず、新しく作ったフォルダが入っているPackage名を右クリックして、Refreshを選択。（または、Package名を選択後、F5を押す。） これで、新フォルダがPackageに仲間入り。
- ProjectタブのPropertiesをクリックする。Propertiesの左にJava Build Pathがあるのでクリック。
- Librariesタブをクリック。Add Jars...をクリックして、�，悩遒辰織侫�ルダ内のRXTXcomm.jarを選択。
- これで設定は完了。あとはプログラムを書くのみ。
�ぅ廛蹈哀薀犧鄒�
- CommLight.java（メインがあるファイル）
//port check //JDK check import java.io.*; public class CommLight{ static File sharedText; public static void main(String[] args){ SerialComm serialcomm = new SerialComm(); serialcomm.open(); int i = 10; while(i>0){ serialcomm.write((byte)0x34); try{ Thread.sleep(500); }catch(Exception e){ } serialcomm.write((byte)0x20); try{ Thread.sleep(500); }catch(Exception e){ } serialcomm.write((byte)0x78); try{ Thread.sleep(500); }catch(Exception e){ } i--; } System.out.println("Hello, World"); }}
- SerialComm.java
import gnu.io.*; import java.io.*; import java.util.*; public class SerialComm implements SerialPortEventListener{ private SerialPort port; // private static BufferedReader reader; private InputStream in; private OutputStream out; SerialComm(){ super(); } public void open(){ try { // Serial port initialize CommPortIdentifier portId = CommPortIdentifier.getPortIdentifier("COM6"); port = (SerialPort)portId.open("USB Serial Port", 2000); port.setSerialPortParams( 9600, // í êMë¨ìx[bps] SerialPort.DATABITS_8, // ÉfÅ[É^ÉrÉbÉgêî SerialPort.STOPBITS_1, // ÉXÉgÉbÉvÉrÉbÉg SerialPort.PARITY_NONE // ÉpÉäÉeÉB ); port.setFlowControlMode(SerialPort.FLOWCONTROL_NONE); try{ port.addEventListener(this); port.notifyOnDataAvailable(true); in = port.getInputStream(); out = port.getOutputStream(); }catch(TooManyListenersException ex){ System.out.println("Error1: "+ex); } } catch (Exception e) { System.out.println("Error2: " + e); System.exit(1); } } public void close(){ try{ in.close(); out.close(); port.close(); }catch(Exception e){ System.out.println("close: "+e); } } public void read(){ try{ byte[] buffer; int temp = in.available(); if(temp>0){ System.out.println("temp: "+temp); buffer = new byte[temp]; temp = in.read(buffer); int num = 0; while(num<temp){ System.out.println("b "+num+": "+Integer.toHexString((byte)buffer[num])); num++; } } in.close(); }catch(Exception e){ System.out.println("error4: "+e); } } public static String toHex(byte[] digest) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (byte b : digest) { sb.append(String.format("%1$02X", b)); } return sb.toString(); } public void write(byte data){ try{ out.write((byte)data); out.flush(); //ÉXÉgÉäÅ[ÉÄÇ∆COMÉ|Å[ÉgÇï¬Ç∂ÇÈèàóù }catch(Exception e){ System.out.println("port exception: "+e); } } public void run() { try { InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); OutputStream out = port.getOutputStream(); boolean flagQuit = false; while (!flagQuit) { String input = br.readLine(); if (input.length() > 0) { if (input.equals(":quit")) break; input += "\r"; out.write(input.getBytes("US-ASCII")); } } port.close(); } catch (Exception e) { System.out.println("Error3: " + e); } } public void serialEvent(SerialPortEvent event) { if (event.getEventType() == SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE) { read(); } } }
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