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Guida all'utilizzo della SX-PY

Data di pubblicazione: 17-01-2007 | Versione Italiana  | English Version
Parole chiave: - Domotica - How-To - Python - Schede Area SX - Telecontrollo -

In questa sezione presentiamo una guida completa di sorgenti d'esempio per iniziare a lavorare con la SX-PY.

Sommario:

 

La scheda SX-PY in sintesi

La SX-PY è una scheda sviluppata per sfruttare al massimo le potenzialità dei modem con interprete Pytnon 1.5 prodotti dalla Telit www.telit.com.
In soli 156 x 85 cm trovano posto oltre al modem GM862 (fornito a parte) un completo circuito di alimentazione a range esteso dotato di  batteria di backup le seriali per il debug e la gestione del modem e tutta l'elettronica indispensabile per controllare carichi e controllare lo stato di linee d'ingresso.

Le caratteristiche principali della scheda SX-PY sono:

  • Alimentazione filtrata a range esteso 9-15V CC/CA
  • Connettore per batteria di backup (non compresa) con circuito di ricarica
  • Power fail detection per la rilevazione della caduta di alimentazione
  • Livello residuo di carica direttamente disponibile negli script Python tramite comandi AT
  • Ricevitore GPS (disponibile solo utilizzando il modulo GM862-GPS)
  • Seriale RS232 per l'upload degli script
  • Seriale RS232 per il debug degli script
  • 2 linee di ingresso optoisolate configurabili
  • 2 uscite a rele (48V/2A)
  • 1 expander FLEX per la scheda SX16B (SX16B - Scheda di espansione IN/OUT) per estendere il numero di ingressi ed uscite
  • 1 expander per il collegamento di hardware proprietario
  • 1 connettore per il collegamento di un modulo seriale in radiofrequenza ER400TRS (Guida all'utilizzo della SX ARM Linux)
  • 1 pulsante di reset
  • 1 pulsante di test
  • Led di alimentazione, carica batteria, rilevazione rete GSM, transito dati RF e test

La SX-PY può essere equipaggiata a scelta con un modem modello GM862-PY, dotato del solo interprete Python, oppure con il GM862-GPS che oltre all'interprete integra un ricevitore GPS SiRFstarIII™. Fruttando quest'ultimo binomio e scrivendo uno script in Python è possibile realizzare un semplice localizzatore geografico.

Per provare tutti gli esempi descritti in questa guida è necessario disporre di:

  • Una SX-PY
  • Un modem Telti GM862-PY o GPS
  • Una antenna dotata di connettore MMCX
  • Un alimentatore 220v -12V
  • Un batteria a ioni di litio da 3.7V
  • Cavo flat 9 poli con connettore seriale DB9 femmina
  • Trasmissioni in Radiofrequenza ER400TS
  • Due prolunghe seriali DB9poli maschio/femmina
  • Un PC con sistema operativo Windows
  • Due convertitori USB - RS232 (solo se il PC è sprovvisto di porta RS232 )

Parte degli articoli citati possono essere acquistati nella sezione posta alla fine di quest'articolo.
 

L'ambiente di sviluppo

Per cominciare al lavorare con la SX-PY non è richiesta l'installazione di alcun ambiente di sviluppo particolare. Gli unici strumenti software indispensabili sono: un buon editor di testo come ad esempio Ultraedit www.ultraedit.com  e una software console seriale come: Hyperterminal disponibile gratuitamente su ogni installazione di Windows oppure CRT a pagamento ma molto più professionale (www.vandyke.com).
Il linguaggio Python è di tipo interpretato e non richiede alcun compilatore è sufficiente scrivere il nostro codice all'interno file di testo tramite un editor (anche Notepad va bene), salvarlo con estensione .PY ed e farlo eseguire dall'interprete presente nei modem Telit.

Per chi volesse cominciare a programmare in Python di seguito è presente una lista che riporta solo alcuni dei siti  contenenti corsi e documentazione completamente gratuita.

http://www.python.org/
http://www.hetland.org/python/instant-python.php
http://www.python.it/
http://www.telit.co.it/data/uploads_EN/products/80000ST10020a_r0.pdf

I file .PY possono poi essere caricati nella memoria del modem Telit tramite particolari comandi AT da inviare attraverso console seriale.
La console deve essere aperta sulla porta seriale del nostro PC che è connessa  tramite cavo dritto (oltre alle linee GND,TX e RX è richiesto anche il controllo di flusso DTE) alla porta etichettata "SERIAL DCE" sulla SX-PY.

  Verificare che i contatti 1 e 2 del dipswitch S5 siano sulla posizione ON.

Per caricare e gestire gli script nel modem bisogna usare degli speciali comandi AT:
- Scrivere un file nella memoria AT#WSCRIPT = "<nome del file>", <size>
- Abilitare all'esecuzione   AT#ESCRIPT = "<nome del file>"
- Cancellare un file   AT#DSCRIPT = "<nome del file>"
- Visualizzare la lista dei file  AT#LSCRIPT

L'uso dettagliato di questi comandi è descritto nell'articolo: Eseguire uno script Python su un modem Telit

Una comoda alternativa alla macchinosa procedura di upload file tramite console è l'impiego del tool  SxPyDownloadTool sviluppato da Area SX e scaricabile gratuitamente dal link che segue:

Download SxPyDownloadToolSetup.zip

Il programma  SxPyDownload permette in pochi e semplici passaggi: di caricare i file nella memoria del modem Telit, cancellarli e selezionare lo script da eseguire all'accensione del modem.
Maggiori informazioni sull'impiego del tool sono riportate nell'articolo: SxPyDownloadTool: gestione degli script Pyhton sui moduli Telit
 

Alimentare la SX-PY

La SX-PY va alimentata applicando una tensione continua o alternata compresa tra un minimo di 9V e un massimo di 24V sul morsetto etichettato PWR IN e visibile al punto uno della foto che segue.


(Foto 1)

La SX-PY è predisposta per montare e gestire la carica di una batteria di backup a ioni di litio (punto 6 nella foto sopra riportata) che garantisce al modem Telit  in assenza dell'alimentazione principale un autonomia di circa due giorni (modem registrato ma non in trasmissione).
Quando la scheda SX-PY viene alimentata dalla batteria di backup non è possibile attivare i relè K1 e K2 e prelevare i 5V dai vari espander.

Alimentazione senza batteria di backup

Se si usa la SX-PY senza batteria di backup è necessario: posizionare il jumper S3 (vedi punto 3 nella foto 1) su VCC e aprire il ponticello W1 (vedi punto 4 nella foto 1). Per accendere o spegnere la scheda è sufficiente aprire o chiudere il ponticello S1  (vedi punto 2 nella foto 1). Lo stato di corretta alimentazione è indicato dall'accensione del LED rosso "PWR" posto affianco al jumper S2 (punto 3).

Alimentazione con batteria di backup

La configurazione da impostare sulla SX-PY per usare la batteria di backup prevede il posizionamento del jumper  S3 (vedi punto 3 nella foto 1)  su "BAT" e la chiusura del ponticello W1 (vedi punto 4 nella foto 1). Il montaggio della batteria a ioni di litio sul pinstrip maschio a tre vie etichettato JP1, visibile al punto 5 della foto sopra riportata, va effettuata prestando la massima attenzione alla polarità.

 Un inversione potrebbe causare il danneggiamento del modem.
L'uso di questa configurazione senza la batteria potrebbe danneggiare il modem.
Il funzionamento della SX-PY con batterie differenti da quelle vendute sul sito di Area SX non è garantito.

Lo stato di carica della batteria è indicato dal LED "CHG" posto vicino al LED "PWD".
Il diverso stato di questo LED indica:

- Il LED CHG acceso fisso indica batteria in carica.
- Il LED CHG lampeggiante indica batteria quasi carica.
- Il LED CHG spento indica batteria completamente carica. 
 

Il primo esempio

Il primo esempio messo a disposizione è molto semplice e serve principalmente per prendere un po' di confidenza con il linguaggio Python e la SX-PY.
Nelle poche righe che compongono il sorgente di prova viene mostrato come: includere i vari moduli esterni, configurare e settare lo stato delle linee di IO, settare variabili, cicli, strutture decisionali e implementare ritardi di esecuzione.
A differenza di altri linguaggi come il C o PHP in Python l'indentazione non è solo un fatto estetico ma sostituisce le parentesi "{" "}" per semplificare la spiegazione vediamo di seguito come cambia l'istruzione IF dal C al Pythhon.

Codice in C o PHP: Codice in Python:
 if(condizione){
    istruzione
 }
 if(condizione):
    istruzione

Una scorretta indentazione può comportare il mancato funzionamento del nostro programma Python.
Per mangiare documentazione sulle vaie sintassi del Python si consiglia di visitare il sito ufficiale www.python.org

Il sorgente riportato di seguito va copiato tramite il nostro editor preferito in un file di testo e quest'ultimo va salvato con con l'estensione ".PY" (es PRIMO_ESEMPIO.py).
Si sconsiglia di usare nomi di file che contengano spazzi vuoti.

#Import dei moduli
import GPIO #Gestione delle linee di IO
import MOD  #Gestione timer

#SETTO LA DIREZIONE DEI PORT
r=GPIO.setIOdir(2,0,1) #setto il port 2 come output e ha come valore di default 0
r=GPIO.setIOdir(6,0,1) #setto il port 6 come output e ha come valore di default 0
r=GPIO.setIOdir(7,0,1) #setto il port 7 come output e ha come valore di default 0
i=0 #setto la variabile i
while (1): #Ciclo while infinito
    #Linea di debug
    print "Ciao sono la linea %d di debug" % i
    i=i+1
    #Un istruzione IF
    if(i==10):
        print "la variabile i vale 10!!"
    elif (i==5):
        print "La variabile i vale 5"
    else: #else
        print "" #scrivo una riga vuota
    #Lampeggio del led "TEST"
    s=GPIO.setIOvalue(2,0) #Setto a 0 la linea GPIO2
    MOD.sleep(10) #Ritardo di un secondo
    s=GPIO.setIOvalue(2,1) #Setto a 1 la linea GPIO2
    MOD.sleep(10)

Usando il tool SxPyDownloadTool per caricare il nostro esempio nella memoria del modem Telit è sufficiente seguire cinque semplici passaggi descritti qui di seguito.

  1. Cliccare sul tasto "Connetti" dopo aver selezionato la porta Com su cui è stata precedentemente collegata  la SXPY al nosto PC tramite cavo seriale.
  2. Appena termina il check del modem  il tasto "Scegli file" si abilita e cliccandolo è possibile selezionare il file che vogliamo caricare sul modem.
  3. Cliccare sul tasto "Download" e attendere il completamento del processo il cui stato di avanzamento è riportato sulla status bar del programma.
  4. A download completato nella finestra "Elenco file" è possibile selezionare il file con un semplice click.
  5. Per rendere lo script attivabile al prossimo riavvio  è sufficiente cliccare sul tasto "Attiva script".
  6. Chiudere la connessione seriale o scollegare il cavo.
  7. Riavviare il modem.
  8. Se invece si vuole cancellare il file basta cliccare su "Cancella Script".

 Le operazioni sopra descritte sono possibili soltanto se non ci sono script in esecuzione. In caso contrario è necessario premere il tasto Reset sulla SX-PY.

Riavviando il modem dopo qualche secondo cominciamo a veder lampeggiare il LED "TEST".

Per effettuare il debug degli dei programmi scritti in Python per Telit è sufficiente inserire nel proprio piacere nel sorgente dei

prinf "stringa da visualizzare"

In fase di esecuzione tutte le stringhe presenti dopo l'istruzione print vengono inviati dal modem sulla seriale di debug che nella SX-PY è disponibile su un connettore a 10 poli (5+5) etichettato "SERIAL DEBUG" al quale è possibile connettere una prolunga opzionale con un DB9 poli femmina (SX.FLAT.RS232) da collegare al proprio PC.

 La seriale di debug non è disponibile sul modem GM862-GPS. In questa versione la seriale viene usata per inviare le sentence NMEA del GPS

Dal PC per visualizzare le stringhe di debug è sufficiente aprire una console e impostare i parametri di comunicazione della seriale a 115200bps e disabilitare tutti i controlli di flusso.

Download  Sorgente: PRIMO_ESEMPIO.zip
 

Controllare i relè

La SX-PY è equipaggiata con due relè, capaci di pilotare carichi a 48V con una corrente massima di 2A. I relè sono controllati dalle linee GPIO6 e 7 del modem Telit.
 

La linea GPIO6 controlla il relè K1 mentre la linea GPIO7 controlla il relè K2. Le due linee possono essere attivato o disattivate oltre che da programma Python anche con speciali comandi AT.
Per attivare il relè K1 è sufficiente inviare sulla seriale "SERIAL DCE" il comando AT:

AT#GPIO=6,1,1

mentre per disattivarlo:

AT#GPIO=6,1,0

La stessa operazione può essere effettuata con la linea GPIO 7.
Lo stato di ogni singolo relè è indicato da un LED verde posto accanto.

Il sorgente che segue una volta copiato in un file .py, caricato ed eseguito dal modem Telit accenderà e spegnerà  i relè ogni due secondi.  

import GPIO
import MOD
print "\r\nTEST RELE'\r\n"

#SETTO LA DIREZIONE DEI PORT
r=GPIO.setIOdir(2,0,1) #setto il port 2 come output e ha come valore di default 0
r=GPIO.setIOdir(6,0,1) #setto il port 6 come output e ha come valore di default 0
r=GPIO.setIOdir(7,0,1) #setto il port 7 come output e ha come valore di default 0

while(1):
    print "Rele' K1 ON\r\n"
    s=GPIO.setIOvalue(6,1)
    MOD.sleep(20)
    print "Rele' K2 ON\r\n"
    s=GPIO.setIOvalue(7,1)
    MOD.sleep(20)
    print "Rele' K1 OFF\r\n"
    s=GPIO.setIOvalue(6,0)
    MOD.sleep(20)
    print "Rele' K2 OFF\r\n"
    s=GPIO.setIOvalue(7,0)
    MOD.sleep(20)

Download  Sorgente: TEST_RELE.py
 

Controllare lo stato delle linee di ingresso

La SX-PY è dotata di due ingressi optoisolati configurabili singolarmente tramiti appositi jumper per operare in modalità TTL/contatto pulito o in modalitò optoisolata.
La modalità TTL o contatto permette di collegare sui morsetti JP10 (INPUT2) e JP11 (INPUT2) una tensione di 5V oppure un contatto pulito proveniente per esempio da un interruttore o un pulsante. Impostando la modalità optoisolata, è possibile applicare sui morsetti una tensione continua o alternata che va da un minimo di 5 V ad un massimo di 24V.

Per settare la modalità TTL bisogna posizionare  i jumper S11 e S9 per l'ingresso INP1 e jumper S8 e S6 per l'ingresso INP2 su TTL come visibile nella foto che segue.

Per impostare la modalità Optoisolata basta spostare i jumper S6 S8 S9 S11 su OPT

Naturalmente i due ingressi sono completamente indipendenti quindi è possibile configurare ad esempio l'ingresso 1 in modalità TTL e l'ingresso 2 in modalità optoisolata o viceversa.

L'ingresso etichettato "INP1" è connesso alla linea GPIO1 mentre l'ingresso "INP2" e il pulsante S12 posto vicino al morsetto JP10 sono connessi alla linea GPIO8 del modem Telit.

import GPIO
import MOD
print "\r\nTEST INPUT'\r\n"

#SETTO LA DIREZIONE DEI PORT
r=GPIO.setIOdir(7,0,1) #setto il port 7 come output e ha come valore di default 0
r=GPIO.setIOdir(6,0,1) #setto il port 6 come output e ha come valore di default 0

r=GPIO.setIOdir(1,0,0) #setto il port 1 (INP2) come input
r=GPIO.setIOdir(8,0,0) #setto il port 8 (INP1) come input

while (1):
    if(GPIO.getIOvalue(1)==0):
        print "VALORE GPI 1 == ZERO\r\n"
        s=GPIO.setIOvalue(7,0) #Rele' K2 Off
    else:
        print "VALORE GPI 1 == UNO\r\n"
        s=GPIO.setIOvalue(7,1) #Rele' K2 ON

    if(GPIO.getIOvalue(8)==0):
        print "VALORE GPI 8 == ZERO\r\n"
        s=GPIO.setIOvalue(6,0) #Rele' K1 Off
    else:
        print "VALORE GPI 8 == UNO\r\n"
        s=GPIO.setIOvalue(6,1) #Rele' K1 ON
    MOD.sleep(10) #Pausa di un secondo

 

Download  Sorgente: TEST_INPUT.py
 

Trasmissione seriale su RF con modulo ER400TRS

La SX-PY, opzionalmente, può essere equipaggiata con un modulo Easy Radio ER400TRS, per la trasmissione via radio di dati seriali. Tale modulo consente di stabilire un affidabile link seriale senza utilizzare fili. Il modulo integra già tutte le funzionalità necessarie ad una trasmissione radio: codici a controllo di errore, gestione delle ritrasmissioni, controllo di potenza, ecc.

 La copertura massima teorica del modulo ER400TRS è di 250m.

Per maggiori informazioni sull'ER400 Trasmissioni in Radiofrequenza facili con Easy Radio

Per installare il modulo ER400TRS sulla SXPY è sufficiente: saldarlo nell'apposito spazio etichettato con la sigla U5 affianco al modem Telit (vedi punto 1 nella foto che segue), montare uno spezzone di filo (vedi punto 2 nella foto che segue) con lunghezza di 17 cm (lamba/4) oppure 34 cm (lamba mezzi) e posizionare su ON i contatti 3 e 4 del dipswitch S5 .
Il dipswitch S5 serve per commutare la seriale del modem verso: l'uscita RS232 sul connettore DB9 femmina, il modulo RF oppure sull'espander "EXP 2".

Posizione Dipswitch Periferica
1 e 2 ON Seriale RS232  "SERIAL DCE"
3 e 4 ON Modulo RF
5 e 6 ON Seriale su EXP2

Le periferiche seriali non possono operare contemporaneamente.

Prima di ridirigere la seriale verso le altre periferiche, è necessario caricare il proprio firmware usando la seriale "SERIAL DCE".
Per consentire all'interprete Python presente nel modem di interagire con la seriale è necessario includere nei propri script il modulo SER.

import MOD
import SER

r=SER.set_speed('19200') #Setta la velocità della seriale
i=0
while (1):
    text='Test Seriale Modem TELIT Py %d\r\n' % i
    r=SER.send(text) #trasmette dati
    i=i+1
    r=SER.receive(10) #riceve dati
    print "RX> "
    print r
    print "\r\n"
    MOD.sleep(10)

Download Sorgente: TEST_SERIALE.zip

Il link seriale RF può essere adoperato per: comandare la SX16-RF  una completa scheda d'espansione I/O wireless,  oppure  per connettere via onde radio la SXPY direttamente ad un PC  dotato del modulo USBRF04.
 

Inviare un SMS

Scrivere un semplice programma Python che invii un SMS alla pressione di un pulsante usando un modem Telit e la SXPY è un operazione molto semplice.
Grazie alla speciale libreria MDM inclusa nell'interprete Python 1.5 integrato nel GM862-PY/GPS è possibile inviare comandi AT direttamente al core del modem senza passare per collegamenti esterni.

Possiamo quindi con pochissime righe di codice inviare qualsiasi comando AT supportato dal Telit ed attendere una risposta.

MDM.send("AT") #Invia la stringa AT al modem 

MDM.receive(3) #Attende la risposta per 3 sec ptima di uscire per timeout

Nel nostro programma di prova useremo il comando AT che permette di inviare un SMS in formato TEXT  

AT+CMGS="xxxxxxxxx"
>messaggio
^Z

dove xxxxxxxxx è il numero del destinatario.
Maggiori informazioni su tutti i comandi AT supportati dai modem Telit GM862 sono disponibili nella documentazione ufficiale disponibile sul sito del produttore www.telit.com.

Download Sorgente: TEST_SEND_SMS.zip

Analizzando il sorgente vediamo che oltre alla funzione per inviare l'SMS

def SendSMS(gsmnumber, message):

è presente una seconda funzione:

def InitModem():

Questa oltre a verificare lo stato del modem, imposta la modalità TEXT per  la gestione degli SMS e il centro servizi.
Quest'ultimo è un numero GSM che varia a seconda dell'operatore telefonico scelto e va richiesto direttamente a quest'ultimo. Si imposta con la variabile _SERVICE_CENTER.
Prima di caricare il programma nella memoria del modem è necessario impostare nel sorgente anche il numero del destinatario contenuto nella variabile _GSMNUMBER.
La SIM card da usare in questo esempio deve avere il codice di sicurezza PIN disabilitato.
Con i modem Telit GM862 è possibile usare solo SIM card GSM (il modem non supporta SIM card UMTS)
 

Ricevere un SMS

Sempre usando la libreria MDM descritta nel paragrafo precedente è possibile realizzare  un semplice programma in Python capace di  legge gli SMS ricevuti dal modem e visualizzarli su console.
Il comando AT per leggere un SMS posto in una specifica locazione di memoria della SIM è:

AT+CMGR=index

index è un valore numerico che va normalmente da 1 a 10.
Se è stata precedentemente impostato il trattamento degli SMS in modalità TEXT con il comando AT+CMGF=1 e se nella SIM è contenuto almeno un SMS inviando in sequenza i comandi

AT+CMGR=1
AT+CMGR=2
....
AT+CMGR=10

appena il messaggio viene trovato riceviamo dal modem una risposta simile a quella che segue:

+CMGR: "REC READ","+393xxxxxxx",,"07/01/15,18:36:34+04"
Prova desantix
OK

in caso di locazione vuota il modem ritorna la stringa:

+CMS ERROR: 310

Il sorgente fornito esegue la procedura appena descritta in automatico visualizzando il testo dell'SMS trovato sulla console di debug.



Download Sorgente: test_read_sms.zip
 

Rivelare la caduta di tensione

Per far si che il modem Telit sia in grado di rivelare l'assenza di rete elettrica è fondamentale che sia montata la batteria a ioni di litio di backup e che la  SX-PY  sia configurata per gestirla (vedi paragrafo Alimentare la SX-PY), altrimenti in caso di mancata alimentazione il modem si spegnerà.

Il comando AT che ci permette di verificare lo stato dell'alimentazione è AT+CBC?. Inviando il comando al modem questo ritorna la stringa  +CBC: seguita da due numeri separati da virgola.
Il primo numero ha valore 0 se il modem è alimentato dalla batteria o 1 se è presente l'alimentazione principale.
La seconda cifra ha valore sempre uguale 0 se  è presente l'alimentazione esterna mentre può assumere i valori : 100, 75, 50, 25 o 0 che rappresentano in percentuale lo stato di carica della batteria, in assenza di rete.

Alimentazione esterna presente:

AT+CBC?
+CBC: 1,0

OK

Alimentazione da batteria di backup:

AT+CBC
+CBC: 0,100

OK

Il sorgenti di test fornito invia ciclicamente il comando AT+CBC? ed effettua il parser della risposta. In caso di assenza di rete visualizza su console il messaggio di allarme e lo stato di carica della batteria. Se il valore di quest'ultima scende al 25% il firmware invia al modem il comando AT#SHDN per effettuare lo shutdown di quest'ultimo.

Download Sorgente: test_alimentazione.zip
 

Download

Download  Schema elettrico della SX-PY:  SXPY_SchemaElettrico.pdf
Download  Posizione componenti sulla SX-PY:  SXPY_Topologico.pdf
Download SxPyDownloadToolSetup.zip
 

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Data di pubblicazione: 17-01-2007Hits: 74682
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