Christophe Nowicki

L’objectif de ce montage est de faire communiquer un PC avec une carte Arduino à l’aide du protocole ZigBee
Voici l’architecture de montage :

Cette article décrit la mise en place d’une topologie réseau simple, permettant de communiquer entre un PC et une carte Arduino à l’aide de modules XBee série 1 de chez Digi.

Les composants

Le montage nécessite les composants suivants :

• un PC, fonctionnant sous Debian GNU/Linux pour ma part ;
• une carte Arduino ou bien un adaptateur USB relié au PC ;
• deux modules de communication XBee ;
• une carte Arduino avec un adaptateur XBee.

A propos du protocole ZigBee

ZigBee est un protocole de haut niveau permettant la communication de petites radios, à consommation réduite, basée sur la norme IEEE 802.15.4 pour les réseaux à dimension personnelle (WPANs). C’est vraiment un très bon protocole, qui est bien plus simple à mettre en œuvre que le protocole Bluetooth. Je ne sais pas si vous avez déjà vu la stack du protocole. Il y a de quoi avoir peur ;-)

xBee, ZigBee et beeee?

Si vous êtes perdus avec tous ces sigles, c’est normal. Moi aussi ;-) Voici ce que j’ai compris :

• ZigBee : est le nom du protocole ;
• XBee : est le nom du produit chez le constructeur Digi ;
• IEEE 802.15.4 : c’est le nom du standard qui définit le communication dans un WPAN ;

Ok, c’est vraiment pas plus claire ;-) Mais c’est dit.

Liste des composants

Vous avez besoin des composants suivants :

Nom du composant	Archeter chez	Quantité	Prix
Platine d’interface USB pour modules “XBEE”	Lextronic	1 (optionnel)	23€ TTC
Module xBee	Matlog	1 (optionnel)	20€ TTC
Arduino Duemilanove	Libelium	2	24€ TTC
Arduino Xbee ZB 2mW + UFL Antenna	Libelium	2	50€ TTC

Partie PC

La connexion entre le module Xbee et un PC peut se faire de deux manières :

• à l’aide d’un adaptateur USB ;
• à l’aide d’une carte Arduino et d’un Shield XBee ;

L’objectif pour la partie PC du montage est de communiquer avec le module XBee, à fin de lui envoyer des commandes.
Cette communication se fait à l’aide d un convertisseur USB-Serial, ce rôle est joué par l’adaptateur USB ou bien par la carte Arduino + Shield.

Connexion à l’aide de l’adaptateur USB

L’adaptateur XBee se connect directement sur le port USB du PC :

Un fois branché, le module est visible à l’aide de la commande lsusb :

Bus 002 Device 013: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC


Communication à l’aide d’une carte Arduino + XBee Shield

L’adaptateur XBee se connecte directement sur la carte Arduino :

Il est nécessaire de modifier la configuration par du shield pour mettre la carte en mode USB-Serial.
Pour cela, il faut mettre les deux jumper à droite (éloigner du port USB), comme sur cette photo : Configuration mode USB-serial
Vous pouvez ensuite brancher la carte Arduino et voir le module XBee à l’aide de la commande lsusb :

Bus 002 Device 013: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC


Connexion à l’aide d’un gestionnaire de terminal

Une fois que le module XBee est connecté au PC, il doit être disponible sur /dev/ttyUSB0 :

[31016.280327] ftdi_sio 2-8.3:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
[31016.280354] /build/buildd/linux-2.6.24/drivers/usb/serial/ftdi_sio.c: Detected FT232RL
[31016.280449] usb 2-8.3: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

Pour communiquer avec le module, il faut utiliser un programme de gestion de terminal ( gtkterm, minicom ou bien l’IDE de la carte Arduino).
Voici la configuration pour gtkterm :

Configuration du module XBee

Une fois que vous etes connecté au module XBee, vous pouvez lui envoyer des commandes à l’aide du gestionnaire de terminal.
Le module dispose de deux mode de fonctionnement : normal et configuration.
Pour passer en mode configuration, il faut saisir +++ (sans CR, retour à la ligne).
Si le module a compris la commande, alors il retourne OK.
Voici un exemple de session :
.

Configuration d’un réseau bidirectionnelle simple

Voici les différentes instructions pour configurer un réseau simple, c’est à dire une communication bidirectionnelle entre deux cartes Arduino ou bien entre un PC et une carte Arduino

Configuration sur la carte reliée au PC


+++OK
ATMY1234
OK
ATDL5678
OK
ATDH0
OK
ATID1111
OK

Configuration du module Arduino


+++OK
ATMY5678
OK
ATDL1234
OK
ATDH0
OK
ATID1111
OK

Les commandes importantes sont :

• ATMY : adresse source ;
• ATDL : adresse de destination (bite de poids faible) ;
• ATDH : adresse de destination (bite de poids fort) ;
• ATID : identifiant du réseau ;

Utilisation au niveau de la carte Arduino

Il faut inscrire le programme suivant dans la mémoire de la carte :

void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.print("+++");
Serial.print("ATDH0\r");
Serial.print("ATDL1234\r");
Serial.print("ATMY5678\r");
Serial.print("ATID1111\r");
Serial.print("ATCN\r");
}
void loop() {
delay(1000);
Serial.print("42\n");
}

La programmer et changer le sens des deux “jumper” pour faire communiquer le module avec la carte.

Référence

• Le Data sheet du module ;
• Le livre Making Things Talk de Tom Igoe chez O’reilly.

Si vous voulez vous simplifier la vie, il existe une bibliothèque pour la programmation des modules xbee : xbee-arduino.