(English version)

• Auteur : Jérôme Abel (Reso-nance)
• Date : 09/2014
• Licence : GNU/FDL3
• Fichiers : codes.zip
• Remerciements : Martin Peach, Hans-Christop Steiner, Vincent Pillet

Les modules XBee sont une solution pour transmettre des données sans-fils, par ondes radio. Si cela ne vous dit rien et que vous êtes plus déterminé que jamais, veuillez suivre l'initiation Xbee & Arduino. Nous avons vu comment transmettre des données d'un module à un autre en remplacement d'un câble, c'est une topologie de réseau “point-à-point”. Ici, nous explorerons une autre topologie très utile qui est en “étoile”. Cela permet deux types de configuration : un émetteur (Coordinator) envoie des données à plusieurs receveurs (End Device) ou bien l'inverse, plusieurs émetteurs envoient des données à un seul receveur. L'article décrit comment faire ça avec les modules XBee Series 1, Pure Data et Arduino. Certaines de mes pièces artistiques (Patatas de goma et Chimères Orchestra) utiliseront cette technique.

• Bases de Pure Data
• Bases d'Arduino
• Bases de la Communication série (Arduino/Pure Data)
• Configuration d'un module XBee, vue dans l'initiation Xbee & Arduino

Matériel utilisé ici pour les tests :

• 3 XBee series 1 + 3 supports
• 3 Arduinos
• 2 Serial converter ou XBee board
• 3 platines à essais
• 4 leds
• 2 coupleurs pour piles 1,5V AAA + 4 piles
• fils de prototypage

Logiciels à installer :

• Pure Data Extended, qui contient [mrpeach/packxbee] et [mrpeach/unpackxbee]
• Arduino
• Processing
• xbeeterminal.zip (fait en processing), pour configurer le XBee
• Bibliothèques additionnelles (dans “codes.zip”) : xbee-api, xbee-arduino et SerialCommand

• XBee Datasheet : xbee_product_manual.pdf
• XBee Arduino : XBeeAPIsTutorial, XBee Arduino Developers Guide etXBee series 2 quick reference guide
• XBee Pure Data : xbee_io_reader.pat et lists.puredata.info

Quelques précautions et erreurs communes :

En ouvrant deux fois le logiciel Arduino, on peut téléverser des codes dans deux Arduinos différentes. Cela évite de devoir changer la carte de destination à chaque fois.

Le premier exemple consiste à contrôler directement les sorties numériques et PWM des XBees à partir de Pure Data sans passer par Arduino. Pour les tests, nous branchons une LED sur la sortie D0 (digital) et une autre sur la sortie PWM1 (PWM).

Schéma : Pd/AT/SERIAL/XBEE1 —> XBEE2/LEDS, XBEE3/LEDS, …
Code : to-xbee-star.pd

Ouvrir le XBee Terminal avec Processing et entrer pour chaque XBee sa configuration :

• XBEE#1 Coordinator: ATRE, ATID1111, ATAP2, ATCE1, ATWR
• XBEE#2 End Device : ATRE, ATID1111, ATMY2, ATWR
• XBEE#3 End Device : ATRE, ATID1111, ATMY3, ATWR

La grande différence par rapport aux précédentes configurations est le fait que nous ne spécifions pas d'adresse de destinataire en “dur”, nous la spécifions directement dans la commande envoyée au coordinateur grâce au mode API (ATAP2). Voir les annexes en bas pour en savoir plus.

Remarques :

Envois des commandes avec Pure Data

Décryptage du message “Remote AT commands (RAT)“

Pour comprendre ce qu'envoie les modules XBee, on peut afficher le contenu de la trame pour savoir où sont les données utiles envoyées. Le schéma est très simple, on utilise le moniteur série du logiciel Arduino pour visualiser ces données.

Schéma : Pd/SERIAL/XBEE1 —> XBEE2/RX/ARDUINO
Fichiers : to-xbee-serial.pd, from_serial.ino, from_xbee_serial.ino (get packet), from_xbee_serial_2.ino (get one data)

Remarque : en passant par le convertisseur série, sans Arduino, je n'arrive pas à voir les trames… Je ne comprend pas.

• XBEE#1 Coordinator: ATRE, ATID1111, ATDL2, ATWR
• XBEE#2 End Device : ATRE, ATID1111, ATMY2, ATWR

On fait communiquer uniquement des Arduinos entre elles pour comprendre comment envoyer et recevoir des trames XBee avec Arduino. On branche une LED sur la pin 9 pour voir le résultat.

Schéma : ARDUINO/TX/XBEE1 —> XBEE2/RX/ARDUINO/LED et XBEE3/RX/ARDUINO/LED
Codes : to_xbee_api.ino, from_xbee_api.ino

• XBEE#1 Coordinator: ATRE, ATID1111, ATAP2, ATCE1, ATWR
• XBEE#2 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY2, ATWR
• XBEE#3 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY3, ATWR

N'étant pas arrivé à envoyer des données en passant par le convertisseur série, j'ai dû utilisé une Arduino pour formater correctement ces données pour les autres modules récepteurs. On utilise la bibliothèque SerialCommand dans Arduino pour récupérer six données envoyées de Pure Data (une liste de six données). Celles-ci sont ensuite formatées par Arduino et la bibliothèque XBee. Les récepteurs récupèrent uniquement le tableau de données de la trame. La LED branchée sur la pin 9 permet toujours de visualiser ce qu'il se passe.

Schéma : Pd/CMD/ARDUINO/XBEE1 —> XBEE2/RX/ARDUINO/LED et XBEE3/RX/ARDUINO/LED
Codes : to-xbee-cmd.pd, to_xbee_api_cmd.ino, from_xbee_cmd.ino

• XBEE#1 Coordinator: ATRE, ATID1111, ATAP2, ATCE1, ATBD6, ATWR
• XBEE#2 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY2, ATBD6, ATWR
• XBEE#3 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY3, ATBD6, ATWR

Réception des données directes (capteurs) de plusieurs XBees sans Arduinos par le XBee coordinateur, avec Pure Data ou Processing. Très pratique pour récupérer les données d'un réseau de capteurs.

Schéma : CAPTEUR/XBEE2 et CAPTEUR/XBEE3 (seules) —> SERIAL/XBEE1
Codes : from-xbee-star-1.pd, from-xbee-star-2.pd

• XBEE#1 Coordinator: ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY1, ATWR
• XBEE#2 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY2222, ATDL1, ATWR
• XBEE#3 End Device : ATRE, ATID1111, ATAP2, ATMY3333, ATDL1, ATWR

Les adresses des destinataires doivent être celles du coordinateur.

Sans [mrpeach/unpackxbee]

Avec [mrpeach/unpackxbee]

processing-codes

In AT Command mode (Transparent Mode) , everything got in RX of XBee will be sent out via antenna , the incoming data from antenna will go to TX. But in API Mode , it won't send out anything until it received the correct form of commands from serial interface. (xbee introduction)

Data Structure in API Mode:
7E 00 0A 01 01 50 01 00 48 65 6C 6C 6F B8

Series 1 radios support both AT and API modes with a single firmware version, allowing you switch between the modes with X-CTU. However, Series 2 requires a specific firmware for API mode. As of now there are two firmware versions for Series 2 API mode: ZNet and ZB Pro. ZNet is recommended as it is the easiest to work with.

What is API (Application Programming Interface) Mode and how does it work? (digi.com)
API (Application Programming Interface) mode is a frame-based method for sending and receiving data to and from a radio's serial UART. The API is an alternative to the default transparent mode. The API allows the programmer the ability to:

• Change parameters without entering command mode (XBee only)
• View RSSI and source address on a packet by packet basis
• Receive packet delivery confirmation on every transmitted packet

XBee product manual :
The API operation option facilitates many operations such as the examples cited below:

• Transmitting data to multiple destinations without entering Command Mode
• Receive success/failure status of each transmitted RF packet
• Identify the source address of each received packet

Pour envoyer des commandes à plusieurs destinataires, une autre solution aurait été d'envoyer des messages à tout le monde (Broadcast) et que les destinataires analysent les données (parser) pour ne récupérer que ce qui leur était destiné. Je pars du principe que le mode API fait pour cela est peut-être plus rapide à exécuter ces opérations, sachant que l'envoi de message physiquement (ondes radio) est envoyé à tout le monde. Ce sont les modules entre eux qui font le travail de déterminer qui est le destinataire, quelles sont les bonnes données, etc.

Series 2 (forum.sparkfun.com) :
Transmitting data using broadcast addressing with XBee ZB modules will generally give you much, much less performance than transmitting an individual unicast to each node you want to talk to. This is because broadcasting works very differently on the XBee ZB modules than with the XBee 802.15.4 modules.

Series 1 (forum.sparkfun.com, electronics.stackexchange.com) :
If you don't want to use API, and strictly want to use AT mode, then I suggest you simply put a destination prefix string at the beginning of each of your messages, and then broadcast all messages to all end-nodes. On the receiving end-nodes, write some code to check whether the destination prefix string of a received message matches that particular end-node's address/name (which you can assign randomly yourself in code). I don't think it's a good idea to change ATDL dynamically for each message. Not only might it affect the timing and require re-pairing but also remember that ATDL is written to the Xbee's EEPROM – which only allows a finite number of rewrites.