👧🏽 🍽️ 📚 Energia Launchpadを使用したワイヤレスロック 🎾 👩🏻‍🤝‍👨🏿 👩🏻‍🤝‍👨🏿

Arduinoに基づいて多くのhabro-articlesを見ると、Energia Launchpadの世界からの興味深いワイヤレスソリューションが少し奇妙に欠けているように思えました。この普遍的な不正義を正す時です！

今日はCC3200-launchpadデバッグボードを紹介し、ESP8266に対する利点について説明し、無線でランチパッドペアを接続し、大きなソビエトリレーをクリックします。行こう！

CC3200-LAUNCHXL大文字のランチパッド

今日は、Texas InstrumentsのCC3200 [1]マイクロコントローラーから始めます。

このコントローラーは、TIVA-C Cortex-M4コアとSimplelink Wi-FiプロセッサーCC3100の1つのケースの共生です

図1：コントローラーのブロック図

組み込みマイクロパワーソリューションに適用できる、この石の快適で興味深い特性について少し説明します[2]：

80 MHzコアCortex-M4;
RAM 256KB;
ROMのペリフェラルドライバー、組み込みのフラッシュプログラムメモリはありません。
外部チップシリアルフラッシュメモリのサポート-必要なだけハングします。
ハードウェア暗号化AES、DES、SHA2、MD5、CRC。
2xI2S、1xSDカード、2xUART、1xSPI、1x2C、8ビットカメラインターフェース;
16ビットPWMを備えた4つのタイマー。
4チャネル12ビットADC
WEP、WPA2-PSK、およびWPA-Enterprise暗号化をサポートする認定802.11g / b / n Wi-Fiモジュール。デバイスモードとホストモードの両方で動作する
SSLv3およびTSLv1用の256ビットAES。はい、はい、SSLをドラッグします！
マイクロ電力消費と複数の電力管理モード

CC3200対ESP8266

一方では、ESP8266には次の利点があります。

第一に、それは非常に小さく、統合されています-コインのサイズとコストのコインには数個のバッテリーが必要であり、すでに鉄ややかんに詰まっています。

第二に、彼はよく発達した食事療法を持っています-あなたが賢明に近づくならば、あなたは食物製品を手に入れます。

第三に、それは簡単なスタートです-それをコンピューターに接続し、Arduino環境を開くだけで作業できます。

一方、CC3200は、多くのアクティブなタスクを保持できる強力なプロセッサです。さらに、彼ははるかに豊富な周辺機器を持っています-あなたはカメラを接続し、あなたはオーディオデバイス（I2S経由）またはSDカードが必要です。必要に応じて-他の多くのものと一緒に-鉄とファームウェアの両方に耐えます。そしてもちろん、SSL。ここで、私の小さな妄想はただ幸福に喜びます。

しかし、その後ヒキガエルが目を覚まし、謙虚な召使を絞め始めます-メーカーは30ドル/個のランチパッドを持っています。ロシアでは、40〜50ドル+送料で購入する機会があります。 TIの送料無料は終了しました。

いずれにせよ、各オプションには独自の用途があります。

CC3200-LAUNCHXLクイックスタート[3]

図2：機器

ランチパッドに適したCC3200は、基本的な機器（ボード自体、マイクロUSBケーブル、ジャンパー、ブックレット）を備えたきちんとした段ボール箱に入っています。

このボードは40ピンラウンチパッドの代表的なもので、64フィートQFNケースにCC3200コントローラーを搭載しています。手動はんだ付けの最悪のケースではありません。また、ボードにはFT2232チップに基づくプログラマーがいます（公式のopenOCDサポート）。 8Mbpsデータ用のフラッシュメモリチップ。

また、3軸+ -16G加速度計BMA222 [4]および非接触IR温度センサーTMP006 [5]についても言及する必要があります。

図3：ランチパッドの詳細

一言で言えば-成長するIoT開発者が必要とするすべて。

ボードを電源に接続し、使用可能なデモファームウェアを調べます。

ファームウェアは、いくつかのデータシールドと4つのマイクロデモを提供します。そしてこれはすべて、アクセスポイントモードで、ボードにhttpサーバーがあります。

冗長にならないように、短いビデオレビュー：

CC3200 SDK [6]

CCS UniFlash [7]を使用して、SDKを更新します。

図4：CCS UniFlashの外観

まず、ボードをフラッシュプログラミングモードに切り替える必要があります。そのためには、SOPコネクタのピン2を使用します。その後、UARTポートに接続し、フラッシュメモリを1 MBの容量でフォーマットします。次に、ServicePackへのパスを指定します。執筆時点で、現在のサービスパック：1.0.0.10.0、SDK：1.1.0。

Code Composer Studio 6.0.1を使用したプログラミング[8]

大規模なプロジェクトや通常のデバッグの場合、理想的なオプションはCode Composer Studio環境でプログラムを開発することです（ホステスの場合、GCCコンパイラーを使用する場合、CCS6はどのアプリケーションでも無料です）。メーカーはIARもサポートしています。

CCS IDEのインストールと構成

まず、図に示すようにジャンパーを構成します。

図5：CCSでのプログラミング用のジャンパーの取り付け

さらに、Code Composer Studioをインストールするときは、対応するパッケージにチェックを入れることを忘れないでください：

図6：CC3200サポートを使用したCCSのインストール

TI-RTOSのファン[9]は、ストアに拡張機能をインストールした後、SImplelinkパッケージにTI-RTOSをインストールすることを推奨します

図7：CC3100およびCC3200用のTI-RTOSのインストール

デモプロジェクトの1つをインポートします。 HTTPサーバーを選択しました[10]。

私たちのタスクは、ボードに接続するターゲットを追加することです。これを行うには、メニュー項目[表示]-> [ターゲット設定]に移動し、ファイルCをインポートします。\ TI \ CC3200SDK_1.1.0 \ cc3200-sdk \ tools \ ccs_patch \ cc3200.ccxmlその後、そのコンテキストメニューでデフォルトで使用されることを示します。

図7：デバッグインターフェイスのセットアップ

F11を押してデバッグモードを起動し、F8を押してプログラムを起動し、Android [11]またはiOS [12]のWi-Fi Starterアプリケーションに移動します

Wi-Fiスターター

アクセスポイントの名前とパスワードを指定したら、スタートボタンを押します

図8：デバイスの検索と構成

デバイスが見つかると、[デバイス]タブに表示されます

図9：接続されたデバイスのリスト

それをタップして、ブラウザですべてが機能しているというページに移動します。そこで、Wi-Fi接続用のデータを再構成し、デバイスをアクセスポイントモードにすることができます。

図10：デモアプリケーション

さらに、必要な場所と必要でない場所に登り、独自のアプリケーションを作成できます。

電子ロックの作成

最後に練習に移りましょう！

ドアオープナーと制御用のキーフォブを備えた電子ロックを作成してみましょう。そうすれば、不正アクセスで下品なSMSが届きます。

これには次のものが必要です。

Wi-FiゲートウェイとしてのCC3200ランチパッド
TIVA-Cラウンチパッド[13]電子ロック制御ボードとして
キーフォブボードとしてのMSP430F5529 [14]ランチパッド
無線モジュールとしての3つのAnaren CC110Lブースターパック無線モジュール[15]。

動作原理は次のとおりです。

アクチュエータには、2位置ソレノイドと境界センサーが装備されています。私たちの場合、ソレノイドの役割は2ポジションのソビエトリレーRP-12 [16]と、ソビエト地下鉄への訪問者の心に馴染みのあるフォトリレーRF-8300の境界センサーの役割（単一の回転式改札口ではない）によって行われます。作業のロジックは次のとおりです。radioコマンドを使用して、スタンバイモードまたはセキュリティモードを設定できます。アーミングモードでは、ソレノイドがドアを「ロック」し、センサーがアラームをトリガーします。スタンバイモードに切り替えると、ドアのロックが解除されます。ステータスは、無線チャネルを介してWi-Fiゲートウェイに定期的に送信されます。

キーフォブには2つのボタンがあります-アーム/アーム解除。コマンドの転送は、アクチュエータに直接実行されます。 UDPデータ送信のタイプ、つまりパッケージを認識せずに（唇が割れます）。同じ理由で、データは暗号化されずに送信されます。アクチュエータは、そのステータスをwi-fiゲートウェイに転送します。 Wi-Fiアラームが発生した場合、ゲートウェイはSMS送信を開始します。

コマンドを修正します。

enum {IDLE=0x01, ACTIVE, ALERT};

Energiaを使用したプログラミング[17]

Arduinoのファンにとって、ランチパッドにはEnergiaプログラミング環境という形で素晴らしい分岐点があります。コミュニティによって積極的にサポートされています。

図11：Energia-15バージョンでサポートされているボードのリスト

EnergiaからCC3200をプログラムするには、小さなハックを行う必要があります-TCKの上部ピンをSOP-2の下部ピンに接続します。

図12：自動プログラミング接続

キーホルダー

ここではすべてが簡単です。彼らはボタン1を押しました-彼らはACTIVEコマンドをメカニズムに送信しました。

押されたボタン2-IDLEコマンドをメカニズムに渡しました。

図13.キーチェーンのコンポーネント

例から簡単なプログラムを保存しましょう：

キーチェーンプログラムリスト

 #include <SPI.h> #include <AIR430BoostETSI.h> //define addresses. #define ADDRESS_LOCAL 0x02 #define ADDRESS_REMOTE 0x03 //FSM states. And commands enum { IDLE=0x01, ACTIVE, ALERT}; unsigned char txData[60] = { "\0" }; const int setButton = PUSH1; //set to active mode const int releaseButton = PUSH2;//set to idle mode const int ledPin = GREEN_LED; const int redPin = RED_LED; void setup() { //define pinouts and add serial outputr pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(redPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); pinMode(setButton, INPUT_PULLUP); pinMode(releaseButton, INPUT_PULLUP); Radio.begin(ADDRESS_LOCAL, CHANNEL_1, POWER_MAX); Serial.println("RF start"); txData[0] = ADDRESS_LOCAL;//set zer0 byte as our address } void loop(){ //check set button if (digitalRead(setButton) == LOW){ //if button is pressed, send command Serial.println("Active mode"); digitalWrite(redPin, HIGH); txData[1] = ACTIVE;//Set command txData[2] = 0x00; Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); } else{ digitalWrite(redPin, LOW); } //check release button if (digitalRead(releaseButton) == LOW){ Serial.println("IDLE mode"); digitalWrite(ledPin, HIGH); txData[1] = IDLE;//Set command txData[2] = 0x00; //send packet Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); } else{ digitalWrite(ledPin, LOW); } sleepSeconds(1);//Low-power mode delay delay(50);//to Clock stabilization }

アクチュエータ

アクチュエータのタスクは、双安定ソレノイドを制御することです。このようなソレノイドには2つの巻線があり、1つの巻線に電圧を印加し、コアを引き、もう1つに解放します。巻線の電圧を常に維持する必要はありません。 RP-12リレーは少し異なります。1つの巻線があり、動作の選択は極性によって決まります。いくつかのダイオードを管理します。

図14：カットのないソビエトの大型リレー。 電磁石と2位置のコアが見えます。 コアに異なる極性の信号を適用することにより、リレースイッチを実現します。

次のスキームに従って、トライアックMOC3052を介して接続します。

図15：トライアックの接続図。

私はzasharnikで2つのトライアックのスカーフを見つけたので、偽のレイアウトを作成する必要はありませんでした。

RF-8300フォトリレーの境界制御センサーは、アクチュエータに信号を供給するメイク接点のグループによって自律的に動作します。

グーグル段ボールのファン

これらのリレーのこれらのレンズは、仮想現実の眼鏡に立つために簡単に作成されます。

リモートコントロールからコマンドを受け取ったら、それを実行して、wi-Fiでゲートウェイを複製します。

プログラムをコピーして貼り付けます。

アクチュエータのプログラムリスト

 #include <SPI.h> #include <AIR430BoostETSI.h> #define ADDRESS_LOCAL 0x03 #define ADDRESS_REMOTE 0x01 unsigned char rxData[60] = { "\0" }; unsigned char txData[60] = { "\0" }; /* Finite state machine: 1. IDLE mode 2. Action Mode 3. Alert mode 1 -> 2 Received command 0x01 2 -> 1 received command 0x02 2 -> 3 sensor triggered. Send alert */ enum {IDLE=0x01, ACTIVE, ALERT}; unsigned int fsm = IDLE; static unsigned char sensor = 11; static unsigned char releopen = 9; static unsigned char releclose = 10; static unsigned char releopenled = BLUE_LED; static unsigned char relecloseled = GREEN_LED; // ----------------------------------------------------------------------------- // Main example void setup() { pinMode(sensor, INPUT_PULLUP); pinMode(releopen, OUTPUT); digitalWrite(releopen, HIGH); pinMode(releopenled, OUTPUT); pinMode(relecloseled, OUTPUT); pinMode(releclose, OUTPUT); digitalWrite(releclose, HIGH); pinMode(12, OUTPUT); pinMode(12, LOW); //return pin for sensor Radio.begin(ADDRESS_LOCAL, CHANNEL_1, POWER_MAX); // Setup serial for debug printing. Serial.begin(9600); txData[0] = ADDRESS_LOCAL;//set zer byte as our address } uint8_t length = 0; void loop() { switch (fsm){ case IDLE: length = Radio.receiverOn(rxData, sizeof(rxData), 1000); if (length > 0){ if (rxData[1] == ACTIVE){ //change state stage fsm = ACTIVE; txData[1] = ACTIVE;//Set command txData[2] = 0x00; Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); //send 500ms inpuls to actuator digitalWrite(releclose, LOW); digitalWrite(relecloseled, HIGH); delay(500); digitalWrite(releclose, HIGH); digitalWrite(relecloseled, LOW); } else{ fsm = IDLE; } } else{ } break; case ACTIVE: length = Radio.receiverOn(rxData, sizeof(rxData), 100); if (length > 0){ if (rxData[1] == IDLE){ //change state stage fsm = IDLE; txData[1] = IDLE;//Set command txData[2] = 0x00; Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); //send 500ms inpuls to actuator digitalWrite(releopen, LOW); digitalWrite(releopenled, HIGH); delay(500); digitalWrite(releopen, HIGH); digitalWrite(releopenled, LOW); } else{ fsm = ACTIVE; } } else{ } checkperimeter(); break; case ALERT: length = Radio.receiverOn(rxData, sizeof(rxData), 1000); if (length > 0){ if (rxData[1] == IDLE){ //change state stage fsm = IDLE; txData[1] = IDLE;//Set command txData[2] = 0x00; Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); //send 500ms inpuls to actuator digitalWrite(releopen, LOW); digitalWrite(releopenled, HIGH); delay(500); digitalWrite(releopen, HIGH); digitalWrite(releopenled, LOW); } else{ fsm = ALERT; } } else{ } break; default: break; } } void checkperimeter(){ uint8_t sensorstate = digitalRead(sensor); if (sensorstate == LOW){ Serial.println("Alert!"); //alert!! fsm = ALERT; txData[1] = ALERT;//Set command txData[2] = 0x00; Radio.transmit(ADDRESS_REMOTE, (unsigned char*)&txData, 2); } }

ゲートウェイ

ゲートウェイのタスクはこれ以上難しくありません。システムステータス（テスト用）をLEDで複製し、アラームが発生した場合に電話にメッセージを送信します。

図15：ゲートウェイアセンブリ

Temboo + NEXMO

しかし、最初に、APIグラウンドを準備します。これを行うには、Temboo [18]およびNexmo [19]のサービスに登録します。 Nexmoの使命は、世界中のあらゆる携帯電話に接続することです。登録時に、彼らはこのサービスを試すのに十分な開始2ユーロを提供します。

Tembooのタスクには、デバイスとNexmoサービス間の通信の編成が含まれます。ここでは、開始のために、250のリクエストが与えられます。これは、友だちを招待して1万人まで無料で拡張できます。関税に関しては、SMSには2ユーロセントかかりました。

可能なAPIのリストで、Nexmoo.SMS.TextMessageを選択します。

ボード-CC3200を選択し、Wi-Fi接続パラメーターを指定します

図16：Wi-Fiセットアップ

接続パラメーターを指定します。 NexmooアカウントのAPIキー、アカウントに関連付けられている送信者の電話番号、受信者の電話番号、およびテキストメッセージを指定する必要があります。

図17：受信者の選択とメッセージの構成

[実行]ボタンをクリックすると、すべてが機能することを確認できます。

ブロックからコードをコピーして貼り付け、サポートに操作モードを「追加」します。

ゲートウェイWi-Fiコードリスト

 #include <SPI.h> #include <AIR430BoostETSI.h> #include <WiFi.h> #include <WiFiClient.h> #include <Temboo.h> #include "TembooAccount.h" // Contains Temboo account information WiFiClient client; #define ADDRESS_LOCAL 0x01 unsigned char rxData[60] = { "\0" }; unsigned char txData[60] = { "\0" }; /* Finite state machine: 1. IDLE mode 2. Action Mode 3. Alert mode 1 -> 2 Received command 0x01 2 -> 1 received command 0x02 2 -> 3 sensor triggered. Send alert */ enum { IDLE=0x01, ACTIVE, ALERT}; unsigned int fsm = IDLE; // ----------------------------------------------------------------------------- // Main example void setup() { pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT); pinMode(YELLOW_LED, OUTPUT); digitalWrite(YELLOW_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, LOW); digitalWrite(GREEN_LED, LOW); Radio.begin(ADDRESS_LOCAL, CHANNEL_1, POWER_MAX); // Setup serial for debug printing. txData[0] = ADDRESS_LOCAL;//set zer byte as our address Serial.begin(9600); int wifiStatus = WL_IDLE_STATUS; // Determine if the WiFi Shield is present Serial.print("\n\nShield:"); if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) { Serial.println("FAIL"); // If there's no WiFi shield, stop here while(true); } Serial.println("OK"); // Try to connect to the local WiFi network while(wifiStatus != WL_CONNECTED) { Serial.print("WiFi:"); wifiStatus = WiFi.begin(WIFI_SSID, WPA_PASSWORD); if (wifiStatus == WL_CONNECTED) { Serial.println("OK"); } else { Serial.println("FAIL"); } delay(5000); } digitalWrite(YELLOW_LED, HIGH); Serial.println("Setup complete.\n"); } uint8_t length = 0; void loop() { length = Radio.receiverOn(rxData, sizeof(rxData), 1000); if (length > 0){ Serial.print("Get state: "); Serial.println(rxData[1], DEC); switch (fsm){ case IDLE: if (rxData[1] == ACTIVE){ fsm = ACTIVE; digitalWrite(GREEN_LED, HIGH); } break; case ACTIVE: if (rxData[1] == IDLE){ fsm = IDLE; digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, LOW); } if (rxData[1] == ALERT){ fsm = ALERT; digitalWrite(RED_LED, HIGH); sendmessage(); } break; case ALERT: if (rxData[1] == IDLE){ fsm = IDLE; digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, LOW); } break; } } } void sendmessage(){ Serial.println("Running SendMessage - Run #" + String(numRuns++)); TembooChoreo SendMessageChoreo(client); // Invoke the Temboo client SendMessageChoreo.begin(); // Set Temboo account credentials SendMessageChoreo.setAccountName(TEMBOO_ACCOUNT); SendMessageChoreo.setAppKeyName(TEMBOO_APP_KEY_NAME); SendMessageChoreo.setAppKey(TEMBOO_APP_KEY); // Set Choreo inputs String TextValue = "Testing! Testing! 1, 2, 3"; SendMessageChoreo.addInput("Text", TextValue); String APIKeyValue = "000"; SendMessageChoreo.addInput("APIKey", APIKeyValue); String ToValue = "000"; SendMessageChoreo.addInput("To", ToValue); String APISecretValue = "000"; SendMessageChoreo.addInput("APISecret", APISecretValue); String FromValue = "000"; SendMessageChoreo.addInput("From", FromValue); // Identify the Choreo to run SendMessageChoreo.setChoreo("/Library/Nexmo/SMS/SendMessage"); // Run the Choreo; when results are available, print them to serial SendMessageChoreo.run(); while(SendMessageChoreo.available()) { char c = SendMessageChoreo.read(); Serial.print(c); } SendMessageChoreo.close(); }

コンパイルし、ボタンを突き、すべてが機能することを確認します。

デモンストレーション

大きなリールを使用した視覚的なデモ：

要約すると、CC3200デバッグボードは、アプリケーション用の独自のニッチを持つ非常に優れたハードウェアです。ここに示されているデモは、「何から盲目にされた」という原則に基づいて作成されており、Energia lauchpadボードの機能の一部を示すことを目的としています。計画-信頼性と電磁干渉耐性を考慮して、センサーとアクチュエーターを接続する機能について詳しく説明します。

プロジェクトのソースコードは、リポジトリ[20]で入手できます。

便利なリンク：

1. CC3200製品概要http://www.ti.com/product/cc3200

2. CC3200データシートhttp://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc3200.pdf

3. CC3200-LAUNCHXLユーザーガイドhttp://www.ti.com/lit/ug/swru372b/swru372b.pdf

4. BMA222加速度計データシートhttps://ae-bst.resource.bosch.com/media/products/dokumente/bma222/bst-bma222-ds002-05.pdf

5. TMP006 IRサーモパイルセンサーデータシートhttp://www.ti.com/lit/ds/sbos518e/sbos518e.pdf

6. CC3200 SDK http://www.ti.com/tool/cc3200sdk

7. CCS UniFlash http://www.ti.com/tool/uniflash

8. Code Composer Studio 6 IDE http://www.ti.com/tool/ccstudio

9. TI-RTOS http://www.ti.com/tool/TI-RTOS

10. CC3200 HTTPサーバーユーザーガイドhttp://processors.wiki.ti.com/index.php/CC32xx_HTTP_Server

11. Android用Wi-Fiスターターアプリhttps://play.google.com/store/apps/details?id=com.pandaos.smartconfig

12. iOS用Wi-Fi Starterアプリhttps://itunes.apple.com/us/app/texas-instruments-simplelink/id884122493?ls=1&mt=8

13. TIVA-Cラウンチパッドhttp://www.ti.com/tool/ek-tm4c123gxl

14. MSP430F5529ラウンチパッドhttp://www.ti.com/tool/msp-exp430f5529lp

15. CC110Lエアモジュールブースターパックhttps://www.anaren.com/air/cc110l-air-module-boosterpack-embedded-antenna-module-anaren

16、リレーRP-12。説明： http : //www.cheaz.ru/en/production/ustroystva-releynoy-zashchity/rele-promezhutochnye-dvukhpozitsionnye-rp-8-9-11-12

17. Energia IDE http://energia.nu/

18. Temboo https://temboo.com/

19. Nexmo https://www.nexmo.com/

20.電子ロックGitHubリポジトリhttps://github.com/radiolok/electronic_lock_energia

Energia Launchpadを使用したワイヤレスロック