Arduino: Wireless Shield Xbee

Comunicação com Wireless Shield Xbee

O Wireless Shield permite a comunicação serial sem fio baseado no módulo Xbee da Digi.

Configuração do Wireless Shield

A placa Wireless Shield possui uma chave de configuração da comunicação serial entre o módulo Xbee e o microcontrolador do Arduino e o conversor serial USB (ver: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoWirelessShield):

• Posição micro: O pino Dout do módulo Wireless é conectado ao pino RX do microcontrolador do Arduino e o pino Din ao pino TX do microcontrolador. O módulo sem fio se comunica de forma serial com o microcontrolador do Arduino. Destaca-se que os pinos TX e RX do microcontrolador também continuam conectados aos pinos RX e TX do conversor serial USB. Desta forma, dados transmitidos pelo microcontrolador serão enviados simultaneamente ao módulo sem fio e a serial USB. Neste modo o microcontrolador do Arduino não pode ser programado via USB.
• Posição USB: O pino Dout do módulo Wireless é conectado ao pino RX do conversor serial USB e o pino Din ao pino TX do conversor serial USB. O módulo sem fio se comunica diretamente com o computador. Para usar este modo o microcontrolador do Arduíno deve ser programado com um sketch vazio:

void setup() { }
void loop() { }

Xbee Explorer USB

A placa Wireless Shield com a chave na posição USB e o microcontrolador do Arduíno programado com sketch vazio se comporta como um módulo Xbee Explorer USB, com o Xbee se comunicando diretamente com o computador.

Exemplo de utilização

Exemplo de comunicação usando a configuração padrão dos módulos Xbee, apresentado em https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoWirelessShield:

• Para fazer a carga de programas no microcontrolador do Arduíno, colocar a chave do módulo wireless na posição USB.
• Em um dos Arduínos com módulo Wireless carregar o programa

Exemples->Communication->Physical Pixel

Este programa faz o Arduíno acender ou apagar o led da porta 13 a partir do envio do caracter H ou L a partir do monitor serial. Testar o funcionamento do programa com a chave do módulo wireless na posição USB. Em seguida desconectar o Arduíno da interface USB e mudar a chave do módulo wireless para a posição micro.

 //  Physical Pixel
 const int ledPin = 13; // the pin that the LED is attached to
 int incomingByte;      // a variable to read incoming serial data into
 void setup() {
   Serial.begin(9600);
   pinMode(ledPin, OUTPUT);
 } 
 void loop() {
   if (Serial.available() > 0) {
     incomingByte = Serial.read();
     if (incomingByte == 'H') {
       digitalWrite(ledPin, HIGH);
     } 
     if (incomingByte == 'L') {
       digitalWrite(ledPin, LOW);
     }
   }
 }

• Em outro Arduíno com módulo wireless, carregar o programa abaixo com chave do módulo wireless na posição USB. Verificar o funcionamento do programa no monitor serial. Depois de carregado o programa mudar a chave do módulo wireless para a posição micro.

 void setup()
 {
   Serial.begin(9600);
 }
 void loop()
 {
   Serial.print('H');
   delay(1000);
   Serial.print('L');
   delay(1000);
 }

• Para testar a comunicação serial sem fio, conectar o primeiro Arduíno na fonte de alimentação e verificar se a comunicação entre os Arduínos acontece, fazendo o led piscar.
  • Caso não haja comunicação, tente restabelecer a configuração padrão (default) nos módulos Xbee (veja abaixo).

Arduíno Leonardo

O Arduíno Leonardo usa a Serial exclusivamente para comunicação com a porta USB. Para comunicação serial TTL (5V) nos pinos 0 (RX) and 1 (TX) deve-se utilizar a Serial1.

Endereçamento dos módulos Xbee

Vários parâmetros precisam ser configurados para que os módulos Xbee possam se comunicar:

1. Os dispositivos precisam estar na mesma rede, definida pelo parâmetro ID;
2. Os dispositivos precisam usar o mesmo canal, definido pelo parâmetro CH;
3. O endereço destino (DH e DL) determina qual módulo da rede receberá os dados:
   • Se o DH = 0 e o DL < 0xFFFF (i.e. 16 bits), o dado transmitido pelo módulo será recebido por qualquer módulo cujo endereço de 16-bit MY é igual a DL;
   • Se o DH = 0 e o DL = 0xFFFF, o dado transmitido será recebido por todos os módulos (broadcast);
   • Se o DH ≠ 0 e o DL > 0xFFFF, o dado transmitido será recebido somente pelo módulo cujo número serial seja igual ao endereço destino (i.e. SH = DH e SL = DL).

Síntese de alguns parâmetros:

Parâmetro	Descrição	Valor default
ID	Identificador de rede	3332
CH	Canal	C
SH SL	Numero de série	Diferente para cada módulo
MY	Endereço do módulo	0
DH DL	Endereço destino	0
BD	Vazão da comunicação serial (bps)	3 (9600 bps)

Configuração do módulo Xbee

Para a configuração do módulo Xbee é interessante utilizar o software XCTU da Digi ou o moltosenso Network Manager, os quais apresentam facilidades para configuração e atualização dos módulos wireless.

Exemplo de configuração com o software moltosenso Network Manager

Baixar e instalar o software moltosenso Network Manager IRON 1.0 (Free):

• Na guia Port Setup é possível verificar a configuração da porta, clique em Open Port e verifique se o dispositivo foi detectado;
• Clique no dispositivo e verifique as informações do mesmo em Current Device;

• Na guia Node Settings é possível selecionar o módulo e verificar seus parâmetos de configuração;

• Para restaurar os parâmetros default do dispositivo clique em Restore All e depois em Write Permanently;

Referências

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Evandro.cantu (discussão) 10h17min de 30 de outubro de 2021 (-03)

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