Piloter un arduino à distance depuis un PC

Mise à jour le 31/05/2017 : Dans cet article, nous allons voir comment envoyer des ordres depuis un pc vers un arduino au travers de la communication RF de deux xbee.

Schéma de principe pour le module Xbee

Dans ce schéma, on peut distinguer deux parties :
L’émetteur : il est constitué d’un PC, d’un arduino et d’un shield xbee.
Le récepteur : il est constitué d’un arduino et d’un shield xbee voir description . Il est également relié à une les et un bouton poussoir par le biais d’un shield Grove méga (mais vous pouvez adapter avec votre matériel sans problème).

Dans notre article, nous allons voir comment allumer une LED à distance mais aussi comment recevoir une information provenant du récepteur au travers d’un bouton poussoir.

Partie récepteur

Il faut donc préparer l’arduino pour qu’une led et un bouton poussoir y soient connectés. Il faut également solidariser le tout avec un shield xbee. Dans notre exemple nous avons placé la LED sur le pin D12 et le bouton sur le pin D2. Nous avons également branché le module xbee sur le port série hardware n°1 (par le biais d’un câblage et non en enfichant le shield sur l’arduino, cela permet de libérer le port COM de base qui sert également à la programmation de l’arduino et évite ainsi de devoir bouger les jumpers sans arrêt).

Au niveau programmation, nous allons coder une partie qui va permettre d’effectuer deux actions :

1) On va lire les données provenant du shield xbee pour voir si nous avons reçu un ordre et transmettre cet ordre à la LED (allumer ou éteindre)
2) On va envoyer l’état du bouton, si celui ci a changé, au PC.

//On place le bouton sur le pin D2
const int buttonPin = 2;
//Onb place la LED sur le pin D12
const int ledPin =  12;
//Variable permettant de connaitre le dernier état du bouton
int lastState = LOW;

void setup() {
  //On initialise le port COM xbee
  Serial1.begin(9600);
  //On initialise la LED
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  //On initialise le bouton
  pinMode(buttonPin, INPUT);     
}

void loop() {
  
  // RECEPTION D'UN ORDRE
  String lastOrdre = "";
  while(Serial1.available()) {
    //On récupère le caractère
    char lastchar = Serial1.read();
    //Si celui ci est un # on s'arrete là, l'ordre est complet
    if(lastchar == '#') { break; }
    //Sinon on concatene avec le reste de l'ordre
    lastOrdre += lastchar;
  }
  
  //Si la taille de l'ordre est > à 0
  if(lastOrdre.length() > 0) {
    //Si l'ordre est ALLUMER
    if(lastOrdre == "ALLUMER") {
      //On passe la led à l'état haut (on l'allume)
      digitalWrite(ledPin, HIGH); 
    }
    //Si l'ordre est d'éteindre
    if(lastOrdre == "ETEINDRE") {
      //On passe la led à l'état bas, on l'éteint
      digitalWrite(ledPin, LOW); 
    }
  }
  
  delay(50);
  
  //EMISSION D'UN ORDRE
  
  //On récupère l'état actuel du bouton
  int currentState = digitalRead(buttonPin);
  //Si l'etat actuel du bouton est différent de celui qu'on avait enregistré la derniere fois, 
  //on sait qu'on doit déclencher un nouvel ordre (on a changé d'état)
  if(currentState != lastState) {
    //Tout d'abord, on enregistre le nouvel état
    lastState = currentState;
    //Si l'état est haut
    if(lastState == HIGH) {
      //On demande l'allumage au PC
      Serial1.write("ALLUMER#");
    }
    //Si l'état est bas
    if(lastState == LOW) {
      //On demande l'extinction au PC
      Serial1.write("ETEINDRE#");
    }
  }
}

//On place le bouton sur le pin D2

const int buttonPin = 2;

//Onb place la LED sur le pin D12

const int ledPin = 12;

//Variable permettant de connaitre le dernier état du bouton

int lastState = LOW;

void setup() {

//On initialise le port COM xbee

Serial1.begin(9600);

//On initialise la LED

pinMode(ledPin, OUTPUT);

//On initialise le bouton

pinMode(buttonPin, INPUT);

}

void loop() {

// RECEPTION D'UN ORDRE

String lastOrdre = "";

while(Serial1.available()) {

//On récupère le caractère

char lastchar = Serial1.read();

//Si celui ci est un # on s'arrete là, l'ordre est complet

if(lastchar == '#') { break; }

//Sinon on concatene avec le reste de l'ordre

lastOrdre += lastchar;

}

//Si la taille de l'ordre est > à 0

if(lastOrdre.length() > 0) {

//Si l'ordre est ALLUMER

if(lastOrdre == "ALLUMER") {

//On passe la led à l'état haut (on l'allume)

digitalWrite(ledPin, HIGH);

}

//Si l'ordre est d'éteindre

if(lastOrdre == "ETEINDRE") {

//On passe la led à l'état bas, on l'éteint

digitalWrite(ledPin, LOW);

}

delay(50);

//EMISSION D'UN ORDRE

//On récupère l'état actuel du bouton

int currentState = digitalRead(buttonPin);

//Si l'etat actuel du bouton est différent de celui qu'on avait enregistré la derniere fois,

//on sait qu'on doit déclencher un nouvel ordre (on a changé d'état)

if(currentState != lastState) {

//Tout d'abord, on enregistre le nouvel état

lastState = currentState;

//Si l'état est haut

if(lastState == HIGH) {

//On demande l'allumage au PC

Serial1.write("ALLUMER#");

}

//Si l'état est bas

if(lastState == LOW) {

//On demande l'extinction au PC

Serial1.write("ETEINDRE#");

}

Partie émetteur – Arduino

La partie émetteur est la plus basique au niveau branchements : Nous avons juste branché un shield xbee par le biais de câbles (comme pour le récepteur) sur le port Série hardware n°1 et nous avons relié l’arduino au port USB.

Le programme de la partie émetteur est très simple, c’est une sorte de routeur. Il va recevoir les ordres du pc qu’il transmet au récepteur et il reçoit des ordres du récepteur qu’il transmet au pc. On utilise donc deux canaux série : le canal série Arduino/PC et le canal série Arduino/xbee.

void setup() {
  //On initialise le port Serie Arduino / PC
  Serial.begin(9600);
  //On initialise le port Serie Arduino / Xbee
  Serial1.begin(9600);
}

void loop() {
  // RECEPTION D'UN ORDRE PROVENANT DE L'ARDUINO
  String lastOrdre = "";
  while(Serial1.available()) {
    //On récupère chaque caractere provenant du module xbee
    char lastchar = Serial1.read();
    //On concatene le caractère au reste de l'ordre
    lastOrdre += lastchar;
    //Si le caractère reçu est un #, on s'arrete là, fin de l'ordre.
    if(lastchar == '#') { break; }
  }
  
  //Si la taille de l'ordre est supérieur à 0 
  if(lastOrdre.length() > 0) {
    //On le renvoie directement vers le PC
    Serial.println(lastOrdre);
  }
  
  delay(50);
  
  // RECEPTION D'UN ORDRE PROVENANT DU PC
  lastOrdre = "";
  while(Serial.available()) {
    //On récupère chaque caractère provenant du PC
    char lastchar = Serial.read();
    //On concatene le caractère au reste de l'ordre
    lastOrdre += lastchar;
    //Si le dernier caractère était un #, on s'arrete là
    if(lastchar == '#') { break; }
  }
  
  if(lastOrdre.length() > 0) {
    //On transmet l'ordre à l'autre arduino via le shield Xbee
    Serial1.print(lastOrdre);
  }
  
}

void setup() {

//On initialise le port Serie Arduino / PC

Serial.begin(9600);

//On initialise le port Serie Arduino / Xbee

Serial1.begin(9600);

}

void loop() {

// RECEPTION D'UN ORDRE PROVENANT DE L'ARDUINO

String lastOrdre = "";

while(Serial1.available()) {

//On récupère chaque caractere provenant du module xbee

char lastchar = Serial1.read();

//On concatene le caractère au reste de l'ordre

lastOrdre += lastchar;

//Si le caractère reçu est un #, on s'arrete là, fin de l'ordre.

if(lastchar == '#') { break; }

}

//Si la taille de l'ordre est supérieur à 0

if(lastOrdre.length() > 0) {

//On le renvoie directement vers le PC

Serial.println(lastOrdre);

}

delay(50);

// RECEPTION D'UN ORDRE PROVENANT DU PC

lastOrdre = "";

while(Serial.available()) {

//On récupère chaque caractère provenant du PC

char lastchar = Serial.read();

//On concatene le caractère au reste de l'ordre

lastOrdre += lastchar;

//Si le dernier caractère était un #, on s'arrete là

if(lastchar == '#') { break; }

}

if(lastOrdre.length() > 0) {

//On transmet l'ordre à l'autre arduino via le shield Xbee

Serial1.print(lastOrdre);

}

Partie émetteur – PC

La partie émetteur PC est assez similaire à la partie récepteur : il va lire les ordres reçus (état du bouton poussoir) et envoyer des ordres (allumer ou éteindre la led).

Dans notre exemple, nous utilisons un bouton nommé « LED » pour allumer ou éteindre la LED. Si on reste appuyé sur le bouton, la LED reste allumée. Si on relâche, elle s’éteint.
En revanche, tant qu’on reste appuyé sur le bouton poussoir, la case à cocher reste cochée, si on relâche le bouton poussoir, la case à cocher se décoche.

Public Class Form1

    Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load
        'Au chargement du programme, on ouvre le port COM 3
        SerialPort1.PortName = "COM3"
        SerialPort1.Open()
    End Sub

    Private Sub Form1_FormClosing(sender As Object, e As FormClosingEventArgs) Handles MyBase.FormClosing
        'A la fermeture de fenetre, on ferme le port COM et on détruit le composant SerialPort1
        SerialPort1.Close()
        SerialPort1.Dispose()
    End Sub

    'Evenement reçu lorsqu'on presse le clic souris sur le bouton "LED"
    Private Sub btnLed_MouseDown(sender As Object, e As MouseEventArgs) Handles btnLed.MouseDown
        'On envoie l'ordre d'allumer la LED
        SerialPort1.Write("ALLUMER#")
    End Sub

    'Evenement reçu lorsqu'on relache le clic souris du bouton "LED"
    Private Sub btnLed_MouseUp(sender As Object, e As MouseEventArgs) Handles btnLed.MouseUp
        'On envoie l'ordre d'éteindre la led
        SerialPort1.Write("ETEINDRE#")
    End Sub

    'Evenement reçu lorsqu'on reçoit des données sur le port COM provenant de l'arduino
    Private Sub SerialPort1_DataReceived(sender As Object, e As IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles SerialPort1.DataReceived
        'On lit la ligne de données provenant de l'arduino
        Dim valeurDepuisArduino As String = SerialPort1.ReadLine().ToString()
        'On traite l'information
        SetValeur(valeurDepuisArduino.Substring(0, valeurDepuisArduino.Length - 2))
    End Sub

    'Méthode déléguée. Cela permet de réaliser la mise à jour de l'interface graphique alors que l'on provient d'un autre 
    'thread que celui de l'interface (opération interdite en direct)
    Delegate Sub SetTextCallback(valeur As String)

    'Fonction permettant de gérer l'appel par délégué
    Private Sub SetValeur(valeur As String)
        'On regarde si on a besoin de passer par un délégué ou non
        If Me.InvokeRequired Then
            'Si oui, on invoque le délégué en transmettant la valeur
            Dim d As New SetTextCallback(AddressOf SetValeur)
            Me.BeginInvoke(d, New Object() {valeur})
        Else
            'Si non, on demande à mettre à jour l'affichage directement
            MettreAJourAffichage(valeur)
        End If
    End Sub

    'Fonction permettant de gérer l'affichage. On lui passe en paramètre la valeur reçue depuis l'arduino
    Private Sub MettreAJourAffichage(valeur As String)
        If valeur = "ETEINDRE" Then
            'Si la valeur reçue est "ETEINDRE" on décoche la case à cocher
            chkBouton.Checked = False
        ElseIf valeur = "ALLUMER" Then
            'Si la valeur reçue est "ALLUMER" on coche la case à cocher
            chkBouton.Checked = True
        End If
    End Sub

End Class

Public Class Form1

Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load

'Au chargement du programme, on ouvre le port COM 3

SerialPort1.PortName = "COM3"

SerialPort1.Open()

End Sub

Private Sub Form1_FormClosing(sender As Object, e As FormClosingEventArgs) Handles MyBase.FormClosing

'A la fermeture de fenetre, on ferme le port COM et on détruit le composant SerialPort1

SerialPort1.Close()

SerialPort1.Dispose()

End Sub

'Evenement reçu lorsqu'on presse le clic souris sur le bouton "LED"

Private Sub btnLed_MouseDown(sender As Object, e As MouseEventArgs) Handles btnLed.MouseDown

'On envoie l'ordre d'allumer la LED

SerialPort1.Write("ALLUMER#")

End Sub

'Evenement reçu lorsqu'on relache le clic souris du bouton "LED"

Private Sub btnLed_MouseUp(sender As Object, e As MouseEventArgs) Handles btnLed.MouseUp

'On envoie l'ordre d'éteindre la led

SerialPort1.Write("ETEINDRE#")

End Sub

'Evenement reçu lorsqu'on reçoit des données sur le port COM provenant de l'arduino

Private Sub SerialPort1_DataReceived(sender As Object, e As IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles SerialPort1.DataReceived

'On lit la ligne de données provenant de l'arduino

Dim valeurDepuisArduino As String = SerialPort1.ReadLine().ToString()

'On traite l'information

SetValeur(valeurDepuisArduino.Substring(0, valeurDepuisArduino.Length - 2))

End Sub

'Méthode déléguée. Cela permet de réaliser la mise à jour de l'interface graphique alors que l'on provient d'un autre

'thread que celui de l'interface (opération interdite en direct)

Delegate Sub SetTextCallback(valeur As String)

'Fonction permettant de gérer l'appel par délégué

Private Sub SetValeur(valeur As String)

'On regarde si on a besoin de passer par un délégué ou non

If Me.InvokeRequired Then

'Si oui, on invoque le délégué en transmettant la valeur

Dim d As New SetTextCallback(AddressOf SetValeur)

Me.BeginInvoke(d, New Object() {valeur})

Else

'Si non, on demande à mettre à jour l'affichage directement

MettreAJourAffichage(valeur)

End If

End Sub

'Fonction permettant de gérer l'affichage. On lui passe en paramètre la valeur reçue depuis l'arduino

Private Sub MettreAJourAffichage(valeur As String)

If valeur = "ETEINDRE" Then

'Si la valeur reçue est "ETEINDRE" on décoche la case à cocher

chkBouton.Checked = False

ElseIf valeur = "ALLUMER" Then

'Si la valeur reçue est "ALLUMER" on coche la case à cocher

chkBouton.Checked = True

End If

End Sub

End Class

Téléchargements

Télécharger => Émetteur PC

Télécharger => Émetteur – Arduino

Télécharger => Récepteur Arduino