Cómo conectar una RaspberryPi y Arduino por RF

En este tutorial vamos a ver como utilizar el módulo de bajo costo/consumo NRF24L01 para comunicar una RaspberryPI (RPi) con una Arduino.

Del lado de la Arduino se utiliza el entorno de programación de la Arduino (simil C#), y del lado de la RPi tenemos la opción de utilizar librerías para C++ o Python.

Vamos a asumir cierto conocimiento sobre el entorno de programación de Arduino y algo de Linux ya que configuraremos el módulo RF en la RPi a través de la consola. También, el programa que correrá en la RPi está escrito en Python, por lo que si queremos modificarlo tendremos que aprender un poquito sobre el lenguaje.  Estaremos utilizando las librerías RF24, que ya incluyen versiones para ambos dispositivos. Por lo tanto necesitarás clonar el proyecto, o bien bajarte el empaquetado del enlace anterior.

Lado Arduino

Primero vamos a ver como configurar el Arduino. El diagrama de conexiones se puede ver mas abajo, aunque puede servir saber que tendremos libertad de reemplazar los pines 9 y 10 por dos pines cualquiera.

Antes que nada, es necesario instalar la librería. No estoy seguro si el suite de Arduino ya contiene las librerías RF24, pero de no ser así necesitarás copiar la carpeta RF24 a la carpeta de Arduino (la ubicación de esta carpeta depende de tu sistema operativo. Puedes ver como instalar librerías automáticamente aquí ).

Ahora podemos conectar el módulo nRF24l01 como lo indica el diagrama:

PIN	NRF24L01	Arduino UNO
1	GND	GND
2	VCC	3.3V
3	CE	digIO 9
4	CSN	digIO 10
5	SCK	digIO 13
6	MOSI	digIO 11
7	MISO	digIO 12
8	IRQ	–

Una vez hecho eso, vamos a grabar el programa de ejemplo «GettingStarted» en la memoria de la Arduino, cambiando los números (7,8) en la línea 16 del código a los pines que se eligieron para conectar los pines CE y CSN respectivamente (9 y 10 en el diagrama que mostramos aquí). Este ejemplo empieza escuchando la radio en espera de un mensaje que llegue. Si se ingresa la letra ‘T’ a través de la consola serial, entra en modo transmición, enviando una sucesión de números y presentando en pantalla el resultado del envío.

Una vez cargado el programa podemos abrir una consola serial (a 57600 baud) y veremos unas lineas de inicialización del modulo, y a continuación se quedará esperando una señal. Si mandamos la letra «T» a través de la consola estaremos seteando la arduino en modo transmición, y deberíamos ver como falla en obtener una respuesta una y otra vez (por supuesto, falta programar la RPi).

Lado Raspberry Pi

Antes que nada, para poder utilizar los puertos GPIO de la Raspberry será necesario activarlos utilizando el comando

raspi-config

desde una consola y eligiendo la opción correspondiente. Les pedirá que reinicien, momento en el cual pueden aprovechar para conectar el módulo a la Raspberry como se muestra en el diagrama (ojo, verificar que se trata de una Raspberry Pi modelo B rev 2, o alguna que tenga el puerto P1. Principalmente tienen que tener mucho cuidado de no conectar el positivo al negativo y viceversa ya que esto quemaría el módulo al instante. Si pueden, les recomiendo colocar un diodo en el pin GND sólo por seguridad).

PIN	NRF24L01	RPI	Conector RPi -P1
1	GND	rpi-gnd	(6)
2	VCC	rpi-3v3	(1)
3	CE	rpi-gpio22	(22)*
4	CSN	rpi-gpio8	(24)*
5	SCK	rpi-sckl	(23)
6	MOSI	rpi-mosi	(19)
7	MISO	rpi-miso	(21)
8	IRQ	–	–

* estos pines deben ser especificados al iniciar la radio en el programa, por lo que es bueno tenerlos anotados.

Una vez prendida la RPi nuevamente, ingresan estos comandos desde una consola para instalar las librerías:

cd ~

git clone https://github.com/tmrh20/RF24.git RF24 

cd RF24 

sudo make install 

cd examples_RPi 

Ahora es necesario cambiar los pines que aparecen en el código de ejemplo, ya que no usan los mismos que mostramos aquí. Para eso pueden abrir el archivo de ejemplos gettingstarted.cpp y cambiar la línea 45 a:

RF24 radio(RPI_V2_GPIO_P1_22, RPI_V2_GPIO_P1_24, BCM2835_SPI_SPEED_8MHZ);

Luego podemos compilar y correr el script

make

sudo ./gettingstarted 

Si la Arduino sigue conectada y en modo transmisión (y el espíritu de la máquina está satisfecho), deberán ver unos números que indican que la comunicación fue exitosa. Se puede cambiar el modo en los dos programas para comprobar que se tiene comunicación en las dos direcciones.

Si quieren probar los demás scripts de ejemplo, necesitan encontrar y cambiar la definición de pines en la línea de código que inicia la radio.

Eso es todo. Más adelante veremos qué utilidades puede tener este tipo de comunicaciones.

Fuentes:

• http://hack.lenotta.com/arduino-raspberry-pi-switching-light-with-nrf24l01/
• https://github.com/TMRh20/RF24