Banana Pi i ekran LCD podłączony po i2c

Dawno temu NAS został wyłączony, ale zmierzam do jego reaktywacji. Po głowie chodziło mi zamknięcie wszystkiego (zasilacz, dysk, Banana Pi) w zgrabnej, tym razem dedykowanej do elektroniki, obudowie.

Trochę z myślą o programie do przełączania łącza internetowego, a trochę o pomiarze temperatury przy pomocy komputera, przyszedł mi pomysł, by sygnalizować stan różnych rzeczy w sposób nie wymagający łączności sieciowej, czyli najdoskonalszy, analogowy: migając diodą. Oczywiście szybko doszedłem do wniosku, że jedna dioda nie wystarczy, wbudowane diody to trochę mało, ale przecież w Raspbery Pi i analogach mamy GPIO, możemy tych LEDów podłączyć kilka…

Nie wiem jak dokładnie doszło do tego, ale podczas poszukiwań szybko wpadłem na ekrany LCD z serii 1602, które również można podłączyć przez GPIO. Skoro tak, to pomyślałem, że nie ma się co ograniczać. Zamiast prostej sygnalizacji stanu i konieczności pamiętania która kombinacja co oznacza można po prostu wyświetlać dowolny tekst. Niezbyt długi, ale nadal jest to znacznie większa ilość informacji, niż z kilku czy nawet kilkunastu LEDów. W dodatku cena takiego jest bardzo przystępna, czego o różnych ekranach dotykowych czy e-ink powiedzieć nie można.

Pierwotnie chciałem podłączyć LCD do Orange Pi zero, ale niestety, nie ma on pinów GPIO – są wyprowadzenia, ale trzeba by lutować, co pewnie docelowo zrobię, ale bardziej chodziło mi o sprawdzenie sterowania, a mam pod ręką Banana Pi. Gdy szukałem schematu jak podłączyć ekran do Banana Pi, natknąłem się na coś znacznie ciekawszego – wersję ekranu LCD ze sterownikiem podłączanym przez interfejs i2c. Dzięki podłączenie temu jest bardzo proste – raptem cztery przewody, nawet nie trzeba lutować, o ile używa się gotowych przewodów z końcówkami. Dodatkowo – i to najlepsza część –  całością daje się w elegancki sposób sterować za pomocą Pythona.

Efekt końcowy wygląda tak:

LCD 1602
LCD 1602 Źródło: fot. własna

Zdjęcie zrobione telefonem, po ciemku. Z tyłu płytki jest potencjometr pozwalający na regulację kontrastu. Poziom podświetlenia jest stały, można tylko włączyć i wyłączyć LED, zarówno hardware’owo (zworka), jak i programowo. Ekran LCD bierze bardzo mało prądu – przy pomocy watomierza nie udało mi się zarejestrować różnicy, czyli całość zużywa poniżej 0,1 W.

Jak to zrobić? Powtórzę instrukcje, z których korzystałem. Instalujemy dodatkowe pakiety:

apt-get install i2c-tool python-smbus

Następnie podłączamy ekran i sprawdzamy adres przy pomocy polecenia:

i2cdetect -y 1

Otrzymaną wartość należy wpisać w skrypcie (stała ADDRESS, linia 29 w przytoczonym przykładzie).

Następnie możemy sterować ekranem z poziomu języka Python. Na przykład wywołanie efektu widocznego na ekranie można zrobić przy pomocy polecenia:

python test_lcd.py "Pomiedzy bitami" "https://zakr.es/"

Gdzie test_lcd.py ma zawartość:

import sys

from i2c_lcd import *

display = lcd()
display.lcd_display_string(sys.argv[1], 1)
display.lcd_display_string(sys.argv[2], 2)

Biblioteka pozwala na dużo więcej, między innymi na własne znaki, ale tym się póki co nie bawiłem. Wyświetlony tekst pozostaje na ekranie po zakończeniu programu do momentu wpisania nowego lub skasowania poprzedniego. Jeśli do ekranu będzie dostarczone napięcie, to wyłączenie Banana Pi nie wpływa na wyświetlany tekst. Dlatego jeśli chcemy monitorować, czy nasz komputer się nie zawiesił, musimy zmieniać okresowo tekst – w innym wypadku zawartość LCD nie świadczy o niezawieszeniu się komputera.

Sterowanie włączaniem i wyłączaniem podświetlania to:

display.backlight_on(False)
display.backlight_on(True)

Wyświetlać można cokolwiek – temperaturę, zajętość dysku, opóźnienia/straty na sieci, kurs BTC (pozdro dla L.!), adres IP (po starcie!), informacje o nowych mailach…

Pozostało mi wymyślenie, w jaki sposób zrobić sensowne sterowanie. Po głowie chodzi mi demon, który będzie pobierał informacje do wyświetlenia z jakiejś kolejki, w zależności od ich priorytetu, czasu ostatniego wyświetlenia i pory dnia sterował oświetleniem i wyświetlał informacje. A może już jest coś takiego?

I garść linków pomocnych przy tworzeniu ww. rozwiązania AKA źródła:

  1. pinout Banana Pi
  2. LCD i2c dla Raspberry Pi
  3. Banana Pi i urządzenia i2c
  4. Skrypt w Pythonie
  5. Biblioteka Python do obsługi ekranów LCD po i2c

UPDATE Dla zainteresowanych kupnem – ekran z modułem do komunikacji i2c kosztuje ok. 12 zł na Allegro. Na zdjęciu jest wersja zielona, ale istnieją też wersje niebieskie, gdzie tło jest ciemne, a napisy jasne.

Solaar – parowanie urządzeń bezprzewodowych Logitech

Urządzenie bezprzewodowe podłączane do komputera składa się z właściwego urządzenia, oraz odbiornika, podłączanego do komputera. Ten ostatni jest niewielki, przez co łatwo go zgubić. Bywa też, że w środowisku, gdzie podobnych urządzeń jest wiele, urządzenia zostaną zamienione. Z racji częstego przenoszenia, niewielkich rozmiarów urządzeń i braku elementów charakterystycznych, opisywany problem dotyczy raczej myszy bezprzewodowych.

Mysz bezprzewodowa Logitech

Źródło: https://www.mwave.com.au/

Zatem tam, gdzie jest sporo bezprzewodowych urządzeń podobnego typu, na przykład w biurach, często zdarza się, że stopniowo pojawiają się zdekompletowane lub przemieszane zestawy bezprzewodowe. Teoretycznie niesprawne, ponieważ szybki test polegający na włożeniu nowej baterii i podłączeniu urządzenia nie da żadnych efektów – urządzenie nie zadziała ze względu na nieprawidłowe parowanie urządzenia z odbiornikiem.

Jak dowiedziałem się niedawno podczas rozmowy o przydasiach, użytkownicy systemu Linux mają rozwiązanie na tego typu problemy, przynajmniej dla wielu urządzeń firmy Logitech. Istnieje bowiem program Solaar, czyli narzędzie pozwalające na zarządzanie parowaniem urządzeń bezprzewodowych tej firmy.

W przypadku Ubuntu i Debiana wystarczy zainstalować pakiet solaar, a następnie uruchomić program. Użycie jest bardzo proste, wystarczy włączyć urządzenie, które ma być sparowane.

Poza umożliwieniem parowania z dowolnym odbiornikiem tego samego typu, daje ono – na niektórych urządzeniach – dostęp funkcji, do których standardowo nie ma dostępu. Praktycznie dla wszystkich urządzeń pozwala na odczyt stanu baterii (akumulatora!), dzięki czemu można zawczasu przygotować się do wymiany i uniknąć przykrej niespodzianki w postaci niespodziewanego rozładowania.

Dodatkowo program można teoretycznie wykorzystać do zmniejszenia ilości podłączonych urządzeń USB – do jednego odbiornika można przypisać kilka urządzeń, np. mysz i klawiaturę, o ile korzystają z odbiornika tego samego typu. Nie testowałem jednak konfiguracji z podłączonymi jednocześnie kilkoma urządzeniami.

Tak czy inaczej, posiadając „niesprawne” lub zdekompletowane urządzenie firmy Logitech, niekoniecznie warto je od razu wyrzucać, może się ono jeszcze komuś przydać. Jeśli istnieją podobne rozwiązania dla innych systemów, dajcie znać w komentarzach.

Głośniki do laptopa Modecom MC-2009

W pracy, na poprzednim stanowisku, mieliśmy w pokoju głośniki do puszczania muzy. Były to jakieś głośniki marki Logitech, kubaturowo spore, bo każdy miał objętość zbliżoną do dwóch standardowych kubków na kawę. To co było w nich dobre, to całkiem przyjemne brzmienie, szczególnie w porównaniu do głośników laptopowych, które do puszczania muzy na całe pomieszczenie nie nadają się zupełnie. Nawet jakieś doły było słychać, chociaż oczywiście mówimy o odpowiedniku słuchania radia w pracy, nie audiofilii.

Przy przeprowadzce zauważyłem, że owe głośniki nie posiadają dedykowanego zasilacza – miały tylko jeden kabel USB podłączany do laptopa, który – jak się okazało – zapewniał i zasilanie, i transmisję dźwięku. Znaczy danych. Rozwiązanie mi się spodobało i stwierdziłem, że coś podobnego przydało by mi się w domu, bo jednak sensownego rozwiązania audio w domu nie dorobiłem się, a jakość dźwięku z tych głośników z pracy w porównaniu do laptopowych to niebo a ziemia.

Dokładnie tego modelu nie znalazłem (OK, może mieć ładnych kilka lat), całkiem sporo było podobnych, ale dość drogich. Krótkie poszukiwania w sklepach internetowych pokazały jednak, że jest sporo małych (mniejszych od wyżej opisanych Logitechów) głośników do laptopa w zupełnie śmiesznych cenach. Technika poszła do przodu, głośniki przenośne różnej maści potrafią robić robotę zaskakująco dobrze (w porównaniu z laptopowymi, nadal), więc stwierdziłem, że zaryzykuję.

Większość małych ma jednak pewną wadę: do laptopa podłączany jest kabel USB jako źródło zasilania oraz jack audio jako źródło dźwięku. Jeśli czasem przekładamy laptopa, to trzeba odłączać dwie wtyczki, zamiast jednej. Szukałem więc czegoś, co ma tylko jedną wtyczkę i… tak znalazłem głośniki Modecom MC-2009.

Głośniki Modecom MC-2009
Głośniki Modecom MC-2009. Źródło: https://www.manualsearcher.com/

Kosztowały grosze (chyba jakoś dwukrotność najtańszych; 20 zł ), więc natychmiast kupiłem. Przyszły dość szybko, pierwsze co mnie zaskoczyło, to waga. Zdecydowanie cięższe, niż przypuszczałem, co zaliczam na plus – i wskazuje na solidne bebechy, i nie będą latać po biurku, szczególnie, że koty potrafią to i owo trącić, a po biurku chodzą. Z niefajnych rzeczy – kable wyglądają na umiarkowanie trwałe.

W porównaniu do wbudowanych laptopowych znacznie lepszy dźwięk, ot sama średnica głośnika robi robotę. Oczywiście nie ma to porównania do normalnych głośników, natomiast jeśli ktoś używa wbudowanych i niespecjalnie ma miejsce lub potrzebuje przenośnych (ale na kablu, bo oczywiście są też rozwiązania na bluetooth, ale trzeba je jakoś zasilać) – polecam.

Ciekawostka linuksowo-DIY. Po włożeniu identyfikują się następująco:

hid-generic 0003:18C3:6255.0013: input,hidraw0: USB HID v1.00 Device [Elite Silicon USB Audio Device] on usb-0000:00:1d.0-1.3/input2

Sama karta (bo de facto jest to karta dźwiękowa na USB) jest dość popularna, można ją znaleźć w znacznie lepszych głośnikach, więc gdyby siadły, to można wykorzystać do budowy czegoś ciekawszego.

Zasilaczowe perypetie cz. 1 – zasilacz do laptopa Dell

Na urlopie któregoś wieczora włączyłem laptopa (Dell Vostro 1440), a ten powitał mnie przy starcie komunikatem, że nie rozpoznał zasilacza. Dałem kontynuuj i myślałem, że na tym się skończy, ale szybko stwierdziłem, że to za mało. Laptop działał, ale bateria się nie ładowała. Dodatkowo, procesor działał z najniższym możliwym taktowaniem, czyli odpowiednik trybu powersave. Niezbyt komfortowe, delikatnie mówiąc. Sprzęt ma swoje lata (dokładnie pięć) i choć nie był zbyt intensywnie używany, to na urlopie po prostu wrzucałem zasilacz do plecaka, więc stwierdziłem, że może gdzieś się kabel złamał.

Próbowałem poruszać kablem w co bardziej newralgicznych miejscach, ale bez rezultatu. Ponieważ wiedziałem, że zasilacz jest sprawny, postanowiłem poczytać o wewnętrznej żyle, służącej do sygnalizacji. Z innych zabaw z zasilaczami do laptopów wiedziałem, że jest tam obecne napięcie. Liczyłem, że to tylko prosty dodatek i jest zmostkowane z plusem. Postanowiłem zapytać znajomych, czy tak jest faktycznie. Gdyby tak było, to plan był następujący – wziąć wtyczkę i gniazdo i zrobić przedłużacz, który jednocześnie będzie mostkował plus z tą wewnętrzną żyłą.

Niestety, szybkie rozpytanie i rzut oka w wyszukiwarkę ujawniły, że jest to nieco bardziej skomplikowane: wewnętrzna żyła służy do komunikacji 1-wire zasilacza z laptopem. Natomiast sama usterka faktycznie jest popularna. Na tyle, że można kupić gotowe kable do przylutowania w zasilaczu. Tyle, że wspomniana przejściówka byłaby wielokrotnego użytku i prostsza w montażu…

Postanowiłem zmodyfikować podejście i zobaczyć, czy da się tani zrobić oszusta, czyli przedłużacz jak wyżej, ale udający zasilacz. Czyli trzeba by doczytać o komunikacji 1-wire na linii zasilacz-laptop i układach, które ją realizują. Już rozmyślałem, kto ze znajomych ma oscyloskop, ale sprawa okazała się o wiele prostsza. Ktoś już sprawdził komunikację, opisał format, a nawet zamieścił kod źródłowy i schematy. Tutaj znajdziecie cykl bardzo interesujących wpisów nt. komunikacji laptopów Dell z zasilaczami (oczywiście po angielsku) oraz repo GitHub. Jak widać autor również wpadł na pomysł przejściówki, tyle, że motywowany nieco inną potrzebą.

A jak się sprawa zakończyła u mnie? Nie zależy mi na debugu i zabawie, więc powyższe rozwiązanie nie bardzo ma sens ekonomiczny. Stosowne chipy do komunikacji 1-wire co prawda nie są drogie, bo – jeśli dobrze pamiętam – wychodziło ok. 2 zł za sztukę, ale w paczkach po 5-10 sztuk i przy sprowadzaniu z Chin. Dodatkowo trzeba jeszcze je zaprogramować, programator jest dość drogi, a nikt posiadający takie urządzenie nie przychodził mi do głowy.

Ponieważ korzystanie z laptopa na najniższym taktowaniu było zauważalnie męczące, nie bylem pewny, czy uda mi się otworzyć zasilacz w taki sposób, że złożę go z powrotem, a także nie miałem pewności, czy faktycznie chodzi o kabel, czy też może o uszkodzony układ do komunikacji, szybko kupiłem zastępczy zasilacz oraz… dwa kable. Planuję spróbować zreanimować stary zasilacz przez wymianę kabla – przy odrobinie szczęścia na parę lat starczy, a przejściówka… może innym razem. Kable dwa, bo od sprzedawcy zasilacza, więc wysyłka gratis, a kosztowały niecałe 5 zł za sztukę.

Przy okazji: otworzyć zasilacz do laptopa można wkładając nóż w szczelinę i delikatnie pukając w niego młotkiem. Sposób jest niestety inwazyjny, bo są one klejone – po naprawie trzeba albo skleić klejem (wersja trwała/ładna), albo złożyć i brzydko skleić taśmą z wierzchu.

Smogly – miernik poziomu smogu

Dużo ostatnio mówi się w mediach o smogu i zanieczyszczeniu powietrza, widzę też, że pomału wśród znajomych popularne stają się różnego rodzaju, mniej lub bardziej DIY, mierniki poziomu zanieczyszczeń powietrza. Niezależnie od tego, co słychać w mediach, istnieją oddolne obywatelskie inicjatywy, mające na celu monitorowanie zanieczyszczenia powietrza w miastach. Przykładem jest Smogly AKA EnviroMonitor.

Czym jest Smogly?

Celem projektu jest stworzenie otwartego, zarówno sprzętowo, jak i programowo, przystępnego cenowo rozwiązania do monitoringu zanieczyszczenia powietrza, zbudowanie społeczności zainteresowanej jakością powietrza i finalnie zbieranie danych z wielu punktów pomiarowych w celu tworzenia pełnego obrazu jakości powietrza, nie tylko w Polsce, choć większość twórców – o ile nie wszyscy – pochodzi z Polski.

Istnieją co prawda podobne rozwiązania, ale brakuje im przekrojowości. Przykładowo w Poznaniu są dwa czujniki zanieczyszczeń dostępne online – jeden na obrzeżach miasta, drugi w okolicach centrum, ale zanieczyszczenia potrafią się różnić znacząco między poszczególnymi rejonami miasta, nawet między sąsiednimi dzielnicami.

Projekt Smogly składa się z kilku części. Zasadniczą jest sam miernik jakości powietrza. Potrafi on mierzyć ciśnienie, wilgotność, temperaturę oraz zanieczyszczenie pyłami PM 2.5 oraz PM 10. Czujnik przeznaczony jest do samodzielnego montażu (DIY) i wysyła dane do serwera łącząc się z internetem przy pomocy WiFi. Można skorzystać z własnego serwera lub – co jest lepszym rozwiązaniem – wysyłać dane do serwera utrzymywanego przez twórców projektu.

Koszt części (bez obudowy) szacowany jest na ok. 150-200 zł. Nie jest to dużo, biorąc pod uwagę, że – jak
zapewniają twórcy – pomiary były konfrontowane z wykonywanymi przez WIOŚ i różnice w przypadku wersji z grzałką, zapewniającą osuszenie powietrza przed pomiarem zanieczyszczeń, są na poziomie kilku procent.

Kolejne elementy układanki to wspomniany serwer, odbierający dane z sensorów, frontend, prezentujący dane w
przeglądarce oraz obudowa. Sonda badająca jakość powietrza musi być zamontowana na zewnątrz, do zasilania wystarcza zasilacz o prądzie 1A.

Czemu Smogly?

Wyróżniki Smogly na tle „konkurencji” są następujące:

  • montaż zewnętrzny, zapewniający realne dane nt. stanu powietrza w okolicy
  • grzałka, zapewniająca poprawne działanie także w warunkach zwiększonej wilgotności
  • usieciowienie, czyli zbieranie danych z różnych punktów do wspólnej bazy, możliwość odczytu wyników za pomocą np. smartfona
  • otwarty projekt, pozwalający na swobodne ulepszanie i dający nadzieję na utrzymanie i rozwój

Jak pomóc?

W tej chwili najpotrzebniejszą rzeczą są ochotnicy, którzy zbudują i zamontują czujki. Ambicją twórców projektu są 2-3 sensory w każdej dzielnicy, żeby zapewnić miarodajne wyniki. Na pewno projektowi przyda się nagłośnienie, więc jeśli macie znajomych interesujących się ochroną środowiska albo geeków interesujących się Arduino, to dajcie im znać. Podobnie dajcie znać znajomych zainteresowanych kupnem gotowego miernika – prawdopodobnie taniej mogą mieć urządzenie dokładniejsze, o większych możliwościach i bardziej użyteczne społecznie.

Przyłączyć się można za pośrednictwem GitHuba – standardowy flow pracy, czyli zgłaszanie issues,
forkowanie i pull requesty. Projekt korzysta również ze Slacka, dostępnego na zaproszenie – automat zapraszający dostępny jest tutaj.

Na koniec garść linków na temat pyłów PM10 i PM2.5:

  1. O pyłach PM2.5 i PM10 https://airnow.gov/index.cfm?action=aqibasics.particle
  2. Artykuł na Wikipedii https://en.wikipedia.org/wiki/Particulates
  3. Strona projektu Smogly https://github.com/EnviroMonitor
  4. Wpływ zanieczyszczeń na zdrowie http://smog.imgw.pl/content/health
  5. Dopuszczalne normy zanieczyszczeń powietrza http://smog.imgw.pl/content/norm
  6. Poziomy zanieczyszczeń PM2.5 i PM10 online: http://aqicn.org/