Rasp-Hack-MCP230XX-Librairie

Point de départ

Nous vous avons montré comment brancher le MCP23017... nous n'allons pas vous laisser là avec le circuit et un "bonne chance".

Nous allons maintenant nous pencher sur la bibliothèque pour le MCP23008 et MCP23017 disponible sur le dépôt GitHub Python pour Raspberry produit par d'AdaFruit. Le plus facile, c'est d'utiliser WebIDE, l'environnement super pratique d'AdaFruit, qui pointe déjà automatiquement sur le dépôt GitHub d'AdaFruit.

Une fois que vous avez ouvert WebIDE dans votre Navigateur, vous pouvez simplement cliquer sur les répertoires et noms suivants dans la barre de navigation à gauche:

1. Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code
2. Adafruit_MCP230xx
3. Adafruit_MCP230xx.py

Vous devriez alors avoir une vue ressemblant à celle-ci:

Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Si vous ne disposez de WebIDE, vous pouvez télécharger toute la bibliothèque directement depuis le dépôt GitHub d'AdaFruit

# Utiliser busnum = 0 pour les Raspberry plus ancien (256MB)
mcp = Adafruit_MCP230XX(busnum = 0, address = 0x20, num_gpios = 16)
# Activer la ligne suivante pour utiliser busnum = 1 pour les Raspberry Pi (512MB avec trou de montage)
# mcp = Adafruit_MCP230XX(busnum = 1, address = 0x20, num_gpios = 16)

# Activer les broches 0, 1 et 2 en sortie (vous pouvez initialiser les broches de 0 à 15 de cette façon)
mcp.config(0, OUTPUT)
mcp.config(1, OUTPUT)
mcp.config(2, OUTPUT)

# initialiser la broche 3 en entrée en activant la résistance pullup sur l'entrée 
mcp.pullup(3, 1)
# Lire l'état de la broche 3 et afficher le résultat
print "%d: %x" % (3, mcp.input(3) >> 3)

# Vitesse d'exécution en Python... changer
# l'état de la sortie 0 à la vitesse maximale
while (True):
  mcp.output(0, 1)  # Broche 0 a l'état Haut/High
  mcp.output(0, 0)  # Broche 0 a l'état Bas/Low

Ce fichier contient à la fois la classe de base MCP230xx pour utiliser facilement les GPIO Extender, avec un démo très simple qui change l'état des broches aussi vite que possible. Le code d'exemple (commenté ci-dessous) montre comment assigner des broches en entrée ("input" en anglais) et en sortie ("output" en anglais).

Créer une instance de Adafruit_MCP230xx

Pour créer une instance de la classe "wrapper" qui permet d'accéder au MCP230xx, vous devez retirer le commentaire d'une des deux se trouvant au début du code ci dessous. Il y deux lignes d'initialisation possible parce qu'il y a deux versions du Raspberry Pi. La première version (avant la révision Modèle B et 512MB SDRAM) utilisait la ligne I2C0, tandis que le dernier modèle B (avec 512MB SDRAM) utilise la ligne I2C1.

C'est la raison de l'existence du premier paramètre busnum.

Le paramètre address permet d'indiquer l'adresse du MCP23017 en notation hexadécimal. En partant du principe que les 3 lignes d'adresses du MCP23017 sont branchées à la masse/GND, l'adresse du MCP23017 est 0x20 (qui est l'adresse de base).

Le paramètre num_gpios indique le nombre de broches d'entrée/sortie (GPIO) disponible sur le module MCP230xx. Puisqu'il s'agit d'un MCP23017, nous avons donc 16 broches.

# Utiliser busnum = 0 pour les Raspberry plus ancien (avant la version 512MB)
#mcp = Adafruit_MCP230XX(busnum = 0, address = 0x20, num_gpios = 16)
  
# Utiliser busnum = 1 pour les nouveaux Raspberry (avec 512MB de RAM)
mcp = Adafruit_MCP230XX(busnum = 1, address = 0x20, num_gpios = 16)

Addresse du MCP230xx

Comme indiqué ci-dessus, l'adresse par défaut d'un MCP23017 est 0X20 si toutes les lignes d'adresses sont raccordées à la masse.

Si vous voulez utiliser une configuration des broches d'adresse différente, vous pouvez ouvrir la fiche technique pour voir comment fonctionne le schéma d'adressage (fiche technique du MCP23017 ou la fiche technique du MCP23008.)

Pour le MCP23017, il s'agit des broches A0, A1, 02 correspondant aux broches numéro 15, 16, 17.

Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Les broches d'adresses peuvent être soit:

• Activé: dont la broche est placée à l'état HAUT, dit HIGH en raccordant la broche sur la tension d'alimentation du MCP23017.
  Si votre MCP est alimenté en +5V, ce sera +5V. S'il est alimenté en 3.3v, ce sera 3.3v.
• Désactivé: dont la broche est placée à l'état BAS, dit LOW en raccordant la broche sur la masse/GND.

En fonction de la combinaison de raccordement du MCP23017, vous obtiendrez une nouvelle adresse sur le BUS I2C.

Numéro des broches

MCP23008

Le MCP23008 à 8 broches d'entrée/sorties - A0 à A7.

A0 est appelé 0 dans la bibliothèque/librairie, et A7 est appelé 7 (les autres broches suivent le même schéma).

MCP23017

Le MCP23017 à 16 broches d'entrée/sortie - de A0 à A7 + B0 à B7.

A0 est appelé 0 dans la bibliothèque/librairie, et la broche A7 est appelée 7.

La numérotation continue ensuite pour la broche B0 qui s'appelle 8 et pour finir, la broche B7 s'appelle la broche 15

Activer une broche en entrée

Vous activer une broche en entrée, il faut activer/désactiver la résistance pullup interne et et initialiser la broche en entrée à l'aide du code suivant:

# Initialise la broche 3 en entrée ("''input''" comme disent les anglophones)
# et activation de la résistance pullup
mcp.pullup(3, 1)

# Lecture de la broche 3 et affichage du résultat
print "%d: %x" % (3, mcp.input(3) >> 3)

Le seconde ligne lit la broche 3, et décale la valeur de 3 bits sur la gauche (shift left) nous aurons donc une valeur égale à 0 ou 1 en fonction de l'état de la broche d'entrée (si elle est à l'état logique haut/high ou bas/low).

Le résultat affiché sera donc quelque-chose comme "3: 0" ou "3: 1" (en fonction de l'état de la broche).

Résistance PullUp?

Qu'est-ce donc qu'une résitance PullUp?

Le schéma ci-dessous présente le principe d'un montage Pull-Up (avec une alimentation de 5V). Ce n'est pas celui utilisé dans le MCP23017 mais le principe est le même.

{{{2}}}
Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Admettons que:

1. Le Switch soit un bouton poussoir que vous ayez raccordé sur l'entrée 3 de votre MCP23017.
2. La résistance Pull-Up est la résistance de 10Ko mentionné sur le graphique
3. ... et l'état de l'entrée 3 est lue (de façon interne) à l'emplacement P2.

Pull-up signifie "tirer vers le haut"... ce qui est le comportement de ce montage.

• Si personne ne pousse sur le bouton, le potentiel de l'emplacement P2 est tiré vers +5V (P2 étant raccordé sur +5V via la résistance Pull-up de 10Ko).
  L'entrée du MCP est donc à l'état Haut/High.
• Si le bouton Switch est pressé, alors le potentiel est P2 est attiré à la masse/GND (par le chemin le plus court)...
  L'entrée du MCP est donc à l'état bas... et comme il y a une résistance de 10Ko entre +5V et la masse, nous n'avons pas de court-circuit :-)

Pour en savoir plus sur les résistance pullup et pulldown, vous pouvez consulter notre article Entrée Bouton - Résistance pull-up, pull-down et déparasitage sur le Blog de MCHobby. Cette article est écrit pour Arduino (en 5.0V) mais s'applique tout aussi bien aux techniques 3.3v.

Activer une broche comme sortie

Pour activer une broche comme une sortie ("output" en anglais), vous avez besoin d'utiliser deux lignes de code:

# Activer la broche 0 comme sortie/output
# (vous pouvez initialiser les broches de 0 à 15 de cette facon)
mcp.config(0, OUTPUT)

# assigner la sortie 0 - état haut/High
mcp.output(0, 1)  

# Assigner la sortie 0 - état bas/Low
mcp.output(0, 0)

C'est tout ce qu'il faut faire! Le code d'exemple essaye de basculer la broche GPIO aussi vite que possible... et si vous y branchez un oscilloscope vous devriez voir quelquechose comme ce qui suit:

{{#Widget:Iframe |url=http://www.youtube.com/embed/zBuMJ-R40N0 |width=420 |height=315 |border=0 }}

Source: AdaFruit Industries, liens direct: sur YouTube

Vitesse Max

Sur base du code d'exemple, nous apprenons qu'il est possible de basculer une seule broche du GPIO à 300 Hertz (un changement d'état toutes les 0.00333 secondes).

Cette fréquence maximum dépend:

1. de la charge de votre système d'exploitation,
2. de l'optimisation du programme
3. mais aussi du nombre de composants et ordres qui passent sur le bus I2C.

Interruption et Callback

As it currently stands, the library does not support any sort of interrupt or call back functionality (there is a hardware interrupt pin on the MCP but we don't use it in this code). Only polling is currently supported!

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Source: MCP230xx GPIO Expander on the Raspberry Pi créé par Kevin Townsend pour www.adafruit.com

Traduit , corrigé et augmenté par Meurisse D. pour MCHobby.be Toute référence, mention ou extrait de cette traduction doit être explicitement accompagné du texte suivant : «  Traduction par MCHobby (www.MCHobby.be) - Vente de kit et composants » avec un lien vers la source (donc cette page) et ce quelque soit le média utilisé.

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Traduit avec l'autorisation d'AdaFruit Industries - Translated with the permission from Adafruit Industries - www.adafruit.com