Il protocollo MQTT per la internet delle cose

Questa piovosa e fredda domenica mattina si presta perfettamente allo struso esplorativo, propiziato dall’arrivo dei nuovi Raspberry Pi 3.

Raspberry Pi 3

Leggevo del protocollo standard MQTT per la interconnessione degli apparecchi IoT, e ho deciso di dedicare un raspi a fare l’ MQTT broker.

MQTT-FAQ

  • Il broker consigliato per Linux è Mosquitto (di cui esiste anche il client).
  • Il client consigliato per Windows è Paho.
  • Il client consigliato per Android è MyMQTT.

L’installazione dei diversi componenti è andata al primo colpo senza problemi, e ho testato con successo sulla LAN casalinga lo scambio di messaggi da Arduino a Windows e viceversa. Per una connessione remota le cose diventano un poco più complicate, dato che occorre aprire una porta del router, usare un DNS dinamico e dotarsi diuna autenticazione robusta.

Esistono le librerie per Arduino  e anche per Particle, che spero di testare presto e che aprono scenari eccitanti.

Prima impressione: questo protocollo è molto promettente ma anche molto giovane, e si vede. Se otterrà la necessaria massa critica, come io spero, diventerà molto più usabile.

 

 

Dopo l’albero, le luci di Natale

Dopo l’albero di Natale con Scratch, ecco le luci di Natale con Arduino:

Il relativo codice (migliorabilissimo):

/*
  Arrays
 
 Demonstrates the use of  an array to hold pin numbers
 in order to iterate over the pins in a sequence. 
 Lights multiple LEDs in sequence, then in reverse.
 
 Unlike the For Loop tutorial, where the pins have to be
 contiguous, here the pins can be in any random order.
 
 The circuit:
 * LEDs from pins 3 through 11 to ground
 
 created 2006
 by David A. Mellis
 modified 30 Aug 2011
 by Tom Igoe
 modified 08 Dec 2014
 by Gaspar Torriero
 
 The original code is in the public domain.
 
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Array
 */

int N;
int timer = 100;           // The higher the number, the slower the timing.
int selector = 4;
int ledPins0[] = {
  3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11};       // an array of pin numbers to which LEDs are attached
int ledPins1[] = {
  3, 6, 9, 4, 7, 10, 5, 8, 11};       // an array of pin numbers to which LEDs are attached
int ledPins2[] = {
  3, 11, 4, 10, 5, 9, 6, 8, 7};       // an array of pin numbers to which LEDs are attached
int ledPins3[] = {
  3, 5, 7, 9, 11, 4, 6, 8, 10};       // an array of pin numbers to which LEDs are attached
int pinCount = 9;           // the number of pins (i.e. the length of the array)

void setup() {
  for (int N = 3; N < 12; N++) {
    pinMode(N,OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  timer = analogRead(A0);
  // one of the next two lines must be uncommented
  selector = (analogRead(A1) / 255); // knob-selected status
  //selector = random(3); //random status

  if (selector == 0) {
    // loop from the lowest pin to the highest:
    for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins0[thisPin], HIGH);   
      delay(timer);                  
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins0[thisPin], LOW);    

    }

    // loop from the highest pin to the lowest:
    for (int thisPin = pinCount - 1; thisPin >= 0; thisPin--) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins0[thisPin], HIGH);
      delay(timer);
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins0[thisPin], LOW);
    }
  }

  else if (selector == 1) {
    // loop from the lowest pin to the highest:
    for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins1[thisPin], HIGH);   
      delay(timer);                  
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins1[thisPin], LOW);    

    }

    // loop from the highest pin to the lowest:
    for (int thisPin = pinCount - 1; thisPin >= 0; thisPin--) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins1[thisPin], HIGH);
      delay(timer);
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins1[thisPin], LOW);
    }
  }

  if (selector == 2) {
    // loop from the lowest pin to the highest:
    for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins2[thisPin], HIGH);   
      delay(timer);                  
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins2[thisPin], LOW);    

    }

    // loop from the highest pin to the lowest:
    for (int thisPin = pinCount - 1; thisPin >= 0; thisPin--) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins2[thisPin], HIGH);
      delay(timer);
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins2[thisPin], LOW);
    }
  }

  else if (selector == 3) {
    // loop from the lowest pin to the highest:
    for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins3[thisPin], HIGH);   
      delay(timer);                  
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins3[thisPin], LOW);    

    }

    // loop from the highest pin to the lowest:
    for (int thisPin = pinCount - 1; thisPin >= 0; thisPin--) { 
      // turn the pin on:
      digitalWrite(ledPins3[thisPin], HIGH);
      delay(timer);
      // turn the pin off:
      digitalWrite(ledPins3[thisPin], LOW);
    }
  }
}

Arduino al Coder Dojo Ticino

Metto qui le slide che userò domani al Coder Dojo Ticino. Partiremo seguendo i capitoli 1 e 2 del libro dei progetti dello Starter Kit per prendere confidenza col mezzo, e proseguiremo con Scratchbot che è una versione appositamente modificata di Scratch per interagire con Arduino.

Tra parentesi: oggi è il compleanno di questo blogghettino, nato il 7 novembre 2001. 3.169 post, e non mi sono ancora stufato.

Da Arduino a MySQL: ho aggiunto la temperatura esterna

Arduberry_finale

Dato che Yahoo Weather offre il feed della situazione meteo della mia città, ho deciso di aggiungere questi dati al mio database, in modo da avere sia la temperatura interna che quella esterna. Ho quindi modificato il codice in Python aggiungendo queste righe:

from xml.dom.minidom import *
import urllib
import csv
LocationID = '714505'
# Fetch weather XML for Como, Italy
Trier = urllib.urlopen('http://weather.yahooapis.com/forecastrss?w=' + LocationID + '&u=c').read()
# Parse the XML
Trier = parseString(Trier)
# Get date
Date = Trier.getElementsByTagName('lastBuildDate')[0].firstChild.data
# Get today's weather
Today = Trier.getElementsByTagName('yweather:condition')[0]
T = Today.attributes["temp"].value
W = Today.attributes["text"].value
#print(W,T)

Se vuoi divertirti anche tu, ho messo online il nuovo arduinotomysql.py con le relative modifiche.

Tra parentesi, questa sera canto nel coro alla prima della Cavalleria Rusticana che dovrebbe tenersi all’aperto nell’Arena del teatro Sociale. In questo momento splende il sole, ma si prevede nuvolo con occasionali piogge. Incrocio le dita.

Arduino: connessione a MySQL su Raspberry Pi

Ecco il mio Arduberry:

Arduberry

Un Arduino Leonardo con sensore di temperatura e di luce, connesso direttamente via porta USB a un Raspberry Pi su cui gira un server LAMP. I dati del sensore vengono scritti ogni dieci minuti su un database MySql sul Raspberry.

Il vantaggi di questa soluzione rispetto a quella precedente sono che a) non si appoggia a nessun servizio esterno e quindi ne ho il pieno controllo, e b) che mi sono divertito un casino a smanettare tra java, python, sudo nano e crontab. Ho tratto grande giovamento dai vari tutorial in circolazione, in particolare Connect Raspberry Pi and Arduino with Serial USB CableTutorial: store Arduino data with RaspBerry PI to MySql che ringrazio di cuore: ragazzi, non ce l’avrei mai fatta senza di voi.

Prossimo passo: trovare un alimentatore separato per l’Arduino, che la porta USB del Raspberry alimenta ma appena appena. Potrei provare a utilizzare il server Apache del Raspberry per la visualizzazione dei dati. Magari un’altra volta.

Ecco la non semplicissima ricetta, al netto degli innumerevoli prova ed errore:

1)

/*
  Termometro 
  con smoothing dei valori del sensore
  (media di 10 letture)

  vedi
  http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Smoothing
  
*/


const int numReadings = 10;     // numero di letture per la media
int readings[numReadings];      // le letture dal sensore analogico
int index = 0;                  // 'indice della lettura corrente
int total = 0;                  // il totale corrente
int average = 0;                // la media
float temp;                       // la temperatura in C°
int light;
int inputPin = A0;              //la connessione al sensore di temperatura
int lightPin = A1;
int x;
int y;
unsigned long temptot;



void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  // metto a 0 le letture: 
  for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++)
    readings[thisReading] = 0;          
}

void loop() {
  // tolgo l'ultima lettura:
  total= total - readings[index];         
  // leggo più volte dal sensore
  // e faccio la media per stabilità: 
  temptot = 0;
  for(x = 0; x < 64; x++) {
    temptot += analogRead(inputPin);
  }
  y = temptot >> 6;
  readings[index] = y;
 
  //readings[index] = analogRead(inputPin); 
  // aggiungo la lettura al totale:
  total= total + readings[index];       
  // avanzo alla posizione seguente nell'array:  
  index = index + 1;                    

  // se siamo alla fine dell'array...
  if (index >= numReadings) {              
    // ...ricomincio da capo: 
    index = 0;                           
  }
  // calcolo la media:
  average = total / numReadings;
  
  // converto voltaggio sensore in °C
  temp = ( 5.0 * average * 100.0) / 1024.0;  
  // leggo l'output per debug:
  // Serial.println(temp); 
  light = analogRead(lightPin);
  

  // scrivo sulla porta seriale:
  Serial.print(temp);
  //Serial.print(average);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(light);
  Serial.println();

  delay(2000);        // ritardo tra le letture per stabilità 
  
}

2)

Codice in python (il file è questo) che legge la USB del Raspberry , preleva i valori dei sensori e li scrive nel database MySQL:

arduinotomysql1

 

3)

La riga aggiunta in Raspberry con il comando crontab -e che esegue la lettura della porta seriale ogni dieci minuti (l’ultima parte serve a evitare le mail di alert):

*/10 * * * * /usr/bin/arduinotomysql.py >/dev/null 2>&1

 4)

Enjoy!