ตามนั้น (คลิกดูรูปใหญ่)
สติมา ปัญญาเกิด
จากในครั้งก่อนๆ ถ้าจำได้ ที่ผมได้แนะนำเรื่องการใช้ Arduino มาเป็นแขนเป็นขาให้ Raspberry Pi (ย้อนกลับไปดู http://raspberry-pi-th.blogspot.com/2012/11/raspberry-pi-and-arduino-experiment.html) ในตอนนั้น เราได้เขียนโปรแกรมติดต่อระหว่างบอร์ด Arduino และ บอร์ด Raspberry Pi โดยใช้ python-serial จาก Raspberry pi ติดต่อผ่าน uart protocal โดยให้บอร์ด Arduino ทำหน้าที่รอรับคำสั่งจาก Raspberry Pi เราจะพบว่า ค่อนข้างจะลำบากในแง่ของการพัฒนา แต่ถ้าหากใครที่มีความชำนาญแล้ว อาจจะชอบสไตล์นี้ก็ไม่ว่ากัน แต่ ถ้าหากจะมีไลบรารี่ที่สามารถอำนวยความสะดวกได้หล่ะ ก็น่าจะทำให้เราสามารถลดระยะเวลาในการพัฒนาโปรแกรมได้ไม่น้อย
วันนี้ เราจะมาลองใช้ไลบรารีสำเร็จรูปที่ชื่อ pyfirmata ซึ่งจะต้องติดตั้งลงบน Raspberry Pi แทนการเขียนโค๊ดเพื่อติดต่อระหว่าง Raspberry Pi และ Arduino ผ่านทาง Serial Port
Firmata คือ โปรแกรมที่ถูกออกแบบโปรโตคอลอย่างง่าย ที่ใช้สำหรับควบคุมขา PIN ต่างๆ บนบอร์ด Arduino โดยจะทำงานบนบอร์ด Arduino ซึ่งจะคอยทำงานรับส่งคำสั่ง ผ่านทาง Serial port
pyfirmata คือ ไลบรารีสำเร็จรูปที่ถูกพัฒนาด้วยภาษาไพธอนให้ทำงานอยู่บน host ในที่นี้ เราจะให้มาทำงานบน Raspberry Pi คอยสั่งคำสั่งและรับค่าผ่าน Serial port เมื่อติดต่อกับ Arduino
สิ่งจำเป็นที่เราต้องมี คือ
- สาย USB สำหรับต่อจากบอร์ด Arduino กับ บอร์ด Raspberry Pi
- บอร์ด Raspberry Pi ที่เชื่อมต่อกับอินเตอร์เนต เพื่อดาวน์โหลด ติดตั้ง package pyfirmata
- บอร์ด arduino รุ่นใดก็ได้ ในที่นี้ ผมใช้ Arduino Duemilanover w/ATmega328
อันดับแรกให้ทำการติดตั้ง pyfirmata ลงบนบอร์ด Raspberry pi แต่เนื่องจากา pyfirmata นั้น ต้องการ python-serial โมดูลทำงานร่วมด้วย หากใครยังไม่เคยติดตั้ง จะต้องทำการติดตั้ง python-serial ก่อน (ดูการติดตั้ง python-serial http://raspberry-pi-th.blogspot.com/2012/10/how-to-communicate-raspberry-pi-s.html) และเนี่องจาก package pyfirmata ถูกเก็บไว้แบบ mecurial distributed source control เพราะฉะนั้นก่อนติดตั้ง เราจะต้องต้องติดตั้ง mecurial package ของ debian ซะก่อน ด้วยคำสั่ง
sudo apt-get mercurial
เมื่อ Raspberry Pi ของเรามี python-serial และ mecurial เรียบร้อยแล้ว จากนี้ เราก็จะทำการติดตั้ง pyfirmata ด้วยคำสั่ง
hg clone https://bitbucket.org/tino/pyfirmata
เราจะได้โฟวเดอร์ pyfirmat มา จากนั้น เข้าไปในโฟวเดอร์ดังกล่าว
cd pyfirmata
แล้วติดตั้ง
sudo python setup.py install
หากไม่มีอะไรผิดพลาด เราน่าจะเรียกโมดูลนี้ได้ โดยเมื่อเราเข้าไปใช้ใน python console น่าจะเห็น function ต่างๆ ใน pyfirmata
sudo python
>>> import pyfirmata
>>> dir(pyfirmata)
['ANALOG', 'ANALOG_MESSAGE', 'Arduino', 'ArduinoMega', 'BOARDS', 'Board', 'DIGITAL', 'DIGITAL_MESSAGE', 'DIGITAL_PULSE', 'END_SYSEX', 'I2C_CONFIG', 'I2C_REPLY', 'I2C_REQUEST', 'INPUT', 'InvalidPinDefError', 'NoInputWarning', 'OUTPUT', 'PWM', 'Pin', 'PinAlreadyTakenError', 'Port', 'QUERY_FIRMWARE', 'REPORT_ANALOG', 'REPORT_DIGITAL', 'REPORT_FIRMWARE', 'REPORT_VERSION', 'SAMPLING_INTERVAL', 'SERVO', 'SERVO_CONFIG', 'SET_PIN_MODE', 'SHIFT_DATA', 'START_SYSEX', 'STRING_DATA', 'SYSEX_NON_REALTIME', 'SYSEX_REALTIME', 'SYSTEM_RESET', 'UNAVAILABLE', '__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', '__path__', '__version__', 'boards', 'inspect', 'itertools', 'pyfirmata', 'serial', 'time', 'to_two_bytes', 'two_byte_iter_to_str', 'util']
>>>
แสดงว่าเราติดตั้ง pyfirmata สมบูรณ์แหละ ที่เหลือก็คือ ดูจาก tutorial และ exmaple การใช้งานของมัน
กลับมาที่บอร์ด Arduino เราจำเป็นจะต้องมีโค๊ดที่ทำหน้าที่รับคำสั่งจาก pyfirmata ที่มีรูปแบบโปรโตคอลเฉพาะที่ตรงกัน เพื่อทำหน้าที่รับ ส่ง คำสั่ง ระหว่าง pyfirmata ที่รันอยู่บน Raspberry Pi และ firmata ที่รันอยู่บน Arduino ซึ่งในส่วนของ Arduino ได้มีตัวอย่างของ firmata รวบรวมมาพร้อมอยู่แล้ว กับ Arduio IDE เวอร์ชั่นใหม่ๆ ให้เราต่อบอร์ด Arduino เข้ากับคอมพิวเตเอร์ของเรา แล้วทำการเลือกตัวอย่าง StandardFirmata จากเมนู File>>Examples>>Firmata จากนั้นทำการ verify โค๊ดก่อน หากไม่มีอะไรผิดพลาดเกิดขึ้น ก็ให้เราทำการ upload เพื่อทำการ burn hex file ลงบนบอร์ด arduino
กลับไปที่บอร์ด Raspberry Pi เราจะทำการสร้างไฟล์ทดสอบการทำงานด้วย python เพื่อทำการทดสอบ pyfirmata ว่าจะสามารถติดต่อกับบอร์ด arduino ได้หรือเปล่า โดยให้เราสร้างไฟล์ขึ้นมาทดสอบ โดยเรียกโปรแกรม nano เพื่อสร้างไฟล์ blink.py
ทำการบันทึก (Ctrl+x) กด y เพื่อยืนยัน จากนั้น นำบอร์ด Arduino (ที่ผ่านการโปรแกรม เรียบร้อยแล้ว) มาเสียบด้วยสาย USB เข้าที่พอร์ต USB ของ Raspberry Pi หากใช้คำสั่ง tail –f /var/log/message จะพบว่า Raspberry pi มองเห็นบอร์ด arudino เป็น ttyUSB0 (ซึ่งเราได้นำค่านี้ไปกำหนดลงในโปรแกรม blink.py ด้วย) เมื่อทุกอย่างเรียบร้อยแล้ว ให้ลองทำการสั่ง python blink.py แล้วดูผลลัพธ์ที่หลอด LED13 ที่บอร์ด arduino จะเห็นว่า เกิดการติดดับ สลับกัน 2 ครั้ง เป็นไปตามโค๊ดที่เราเขียน
สรุปกันอีกครั้ง
ถ้าทำสำเร็จ เราจะพบว่า การติดต่อระหว่าง Raspberry Pi และ Arduino ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป นอกจากนี้ Arduino เอง ยังสามารถนำไปต่อกับ Sensor และ Control อะไรได้อีกมากมาย ซึ่งต่อไป จะได้นำเสนอโปรเจคที่นำ Arduino ไปต่อยอดให้ Raspberry Pi มีความาสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกต่อไปครับ
ขอให้สนุกกับ Raspberry Pi และ Arduino ครับ
จากตอนที่แล้ว (คลิก) เราได้ทำความเข้าใจเรื่องการใช้งาน crond service ของ Linux กันไปแล้ว วันนี้ เราจะมาสร้างระบบคอยตรวจสอบ WAN IP Address ของ Router แล้วให้ส่งค่า IP Address ของ Router ที่ได้รับจาก ISP (ผู้ให้บริการอินเตอร์เนตที่เราใช้อยู่ ) หาก IP Address เกิดการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากเหตุผลใดๆ ก็ตาม ให้ทำการส่งค่า IP Address ใหม่ ไปบอกเราทาง E-mail นะครับ
จริงๆ หลักการ ก็ไม่ได้ยากอะไร เราจะให้บอร์ด Raspberry Pi ทำการเรียกไฟล์สคริปต์ php จาก Web Server ตัวหนึ่งที่ผมได้นำไฟล์ ip.php ไปฝากไว้ ซึ่งภายในไฟล์นี้ มีเพียงคำสั่งแสดง Remote ip address ซึ่งก็คือ IP Address ของ Router นั่นเอง
<?php echo $_SERVER['REMOTE_ADDR']; ?>
เมื่อได้ค่า router IP Address มาแล้ว หาก IP Address ไม่ตรงกับที่เคยเก็บค่าไว้ ก็จะทำการส่ง E-mail ไปบอกเรา ว่า ตอนนี้ IP Address ได้มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นแล้วนะ ซึ่งเราจะนำ IP Address ของ Router ที่ได้ ไปสร้างโปรเจคอื่นต่อไป แต่ตอนนี้ เอาเพียงเท่านี้ก่อนนะครับ เดี๋ยวจะงง
การทำงานคร่าวๆ ก็คือ ในตอนแรก Raspberry Pi เรียกดูไฟล์ ip.php ตาม URL ที่กำหนด
Raspberry Pi---> Access Point + Router--->request http://monitoring.orgfree.com/ip.php
จากนั้น web server monitoring.orgfree.com ตอบกลับ Remote IP Address ซึ่งนั่นเป็น IP Address ของ Router ที่เราได้รับจาก ISP ขณะนั้น
Raspberry Pi<--- Access Point + Router<---response Remote IP Address
จากนั้น เราก็จะนำค่า IP Address ไปเปรียบเทียบกับค่าที่เก็บไว้ใน text file ว่าค่าตรงกันหรือไม่ หากไม่ตรงกัน ก็จะทำการส่ง E-mail ไปบอกเรา ซึ่งเราจะนำโค๊ดจากก่อนหน้านี้ มาทำการปรับปรุง จะได้ว่า
#-------------------------------------------------------------------------------
# Name: router.py
# Purpose: for checking router's ip address
#
# Author: http://raspberry-pi-th.blogspot.com
#
# Created: 22/12/2012
# Copyright: (c) raspberry-pi-th.blogspot.com 2012
#-------------------------------------------------------------------------------
import smtplib
import urllib2
host = "http://monitoring.orgfree.com"
script = "ip.php"
path = "/"
file_target = '/home/pi/ip.txt'
def sendmail(ip_remote):
SMTP_SERVER = 'smtp.gmail.com'
SMTP_PORT = 587
sender = 'raspberry router ip checker'
recipient = '------------------' # email ผู้รับ
subject = 'Router IP Address notice'
body = 'Your router\'s ip address is changed to ' + ip_remote
headers = ["From: " + sender,
"Subject: " + subject,
"To: " + recipient,
"MIME-Version: 1.0",
"Content-Type: text/html"]
headers = "\r\n".join(headers)
username = ‘---------------------’ # user name gmail
password = '----------------------' # password gmail
server = smtplib.SMTP(SMTP_SERVER,SMTP_PORT)
server.ehlo()
server.starttls()
server.ehlo()
server.login(username,password)
server.sendmail(sender,recipient,headers + "\r\n\r\n" + body)
server.quit()
try:
ip_remote = urllib2.urlopen(host + path + script).read()
print "ip remote " + ip_remote
try:
f = open(file_target,'r')
read_ip = f.read()
print "readout " + read_ip
if (read_ip <> ip_remote):
f.close()
f = open(file_target,'w')
f.write(ip_remote)
sendmail(ip_remote)
print "Email was sending"
f.close()
except Exception,e:
print 'exception ' , e
f = open(file_target,'w')
f.write(ip_remote)
f.close()
sendmail(ip_remote)
print "New file was created"
except urllib2.HTTPError, e:
print host + path + script + " : " + str(e.code) + " " + str(e.msg)
#----------------- sript ending ----------------------------------
หมายเหตุ อย่าลืมใส่ username / password gmail account ของเราด้วยนะครับ
บันทึกไฟล์นี้ ชื่อ router.py ไว้ที่ /home/pi อาจจะต้องทำการเปลี่ยนโหมด หากจำเป็น ด้วยคำสั่ง chmod 774 /home/pi/router.py จากนั้น นำสคริปต์ python ของเราไปฝากไว้ใน crontab (จากตอนที่แล้วของเรา) ให้ทำการเช็คทุกๆนาที หรือจะทุกๆ 10 นาที หรือ ทุกๆ ชั่วโมง ก็แล้วแต่ ความต้องการของเรา ในทีนี้ ผมให้มันเช็ค ทุกๆ นาทีหล่ะกัน จะได้เงื่อนไขใน crontab ดังนี้
* * * * * python /home/pi/router.py
ทำการบันทึก crond service แล้วรอดูผลที่ E-mail ของเรา ซึ่งในครั้งแรก ควรจะมีการส่งเมล์มาบอกเราทันที ที่สคริปต์ทำงาน เพราะว่า ไม่เคยมีไฟล์ ip.txt (ซึ่งได้จากรันสคริปต์ router.py) ปรากฏขึ้นเลยมาก่อน ก็เข้าเงื่อนไขการส่ง E-mail
เราลองลบไฟล์ ip.txt หรือไม่ก็ลองเข้าไปแก้ไข IP Address ภายในไฟล์ ip.txt แล้วลองสังเกตการเปลี่ยนแปลง ว่ายังมีการส่ง E-mail มาที่เราหรือเปล่า ซึ่งควรจะมีการส่งมา
จากนั้น เพื่อนๆ อาจจะทำการแก้ไขเงื่อนไขใน crontab เมื่อมั่นใจแล้วว่า สคริปต์ของเราทำงานได้อย่างที่ต้องการ โดยอาจจะเปลี่ยนเป็นเช็ค ทุกๆ ห้านาที ก็ได้ เพื่อไม่เป็นการ request ไปที่ web server มากเกินไป (อาจโดนเตะออก เหมือน spam ได้ )
ตั้งค่าใน crontab ใหม่ดังนี้
0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 * * * * python /home/pi/router.py
ก็มีเพียงแค่นี้ สำหรับบทความตอนนี้ ต่อไปเราก็จะทำการ Forward Port ที่ Router ของเราให้ส่งตรงข้อมูลไปที่บอร์ด Raspbbery Pi ของเราอีกที ซึ่งนั่นจะทำให้เรา สามารถควบคุมระยะไกล จากที่ใดๆ ก็ได้มาที่บอร์ด Raspbbery Pi โดยผ่านหมายเลข router IP Address ของเรา ที่ซึ่งแม้ IP จะถูกเปลี่ยนแปลงไป เราก็ยังสามารถติดตามได้ว่า Router IP Address ของเราตอนนี้ ได้หมายเลขอะไร ซึ่งผมจะได้แสดงให้ดูในครั้งต่อไปครับ ^_^
