Raspberry PI en domotique, installation avec PLClink (logiciel iOS)

Réalisation complète et application pratique en domotique

Le RaspberryPI avec PLCLink

PLCLink

PLCLink est une application pour iPhone ou iPad de supervision et de télécommande d'automatismes utilisant des protocoles standards du net (HTTP, XML, JSON, Modbus).

Raspberry PI

Le Raspberry PI est une carte complète micro-ordinateur avec Linux comme système d'exploitation. Après installation il est utilisable pour le pilotage de divers capteurs avec le bus GPIO 26 pins disponible. On utilisera dans une première phase une sortie bit pour allumer une simple LED via Internet. On utilisera Apache et des scripts Python pour cette tâche. Le Raspberry PI est le serveur, l'iPhone avec l'application PLCLink la télécommande distante.
Dans cette application le Raspberry PI n'est pas connecté sur un écran ou un clavier, il vous faudra connaitre l'adresse IP du Raspberry PI dans la suite.

Vous avez avantage à fixer rapidement l'adresse IP du RaspberryPI en associant l'adresse MAC de celui-ci avec une IP fixe dans l'interface du routeur, il sera plus simple de réaliser ensuite les routages de port pour un accès en réseau extérieur.
La commande n'utilisera que le port 80 standard.
On utilisera par la suite PLCLink dans un iPhone pour la commande, voir les détails sur le site de PLCLink.

Le câblage de la LED à été modifié dans la suite.

Installation de base

Vous trouvez sur les sites consacrés à ce produit les détails pour le montage de base, réaliser une carte mémoire de boot 1Go est largement suffisant pour cette démonstration.
Il vous faut installer Apache2 et PHP5, vérifiez le fonctionnement des scripts Python dans le dossier cgi-script. Un script Python est capable d'agir sur les entrées, et les sorties du GPIO directement, ils seront utilisés par la suite pour les commandes dans un url spécifique.
On utilise aussi quick2wire-gpio et quick2wire-python-api qu'il vous faudra installer. Ces modules permettent la commande du port GPIO sans devoir être 'root'. Les autres méthodes ne sont pas applicables.
Consultez les site descriptifs des installations de ces modules pour les détails d'installation.
Quick2wire est ici

Sans installation complémentaire vous pouvez utiliser les sorties du GPIO avec un programme python ou C mais vous devez le lancer sous root (avec sudo), la commande par un navigateur ne marche donc pas sans que le serveur Apache ne soit lui-même utilisé avec root.

La lib utilisé (quick2wire-python-api) permet de piloter le bus GPIO sans avoir besoin du mode 'root' donc avec Apache2 sur le Raspberry PI et un script Python dans le dossier cgi-bin, Apache sera aussi placé dans le même groupe d'utilisateur que le groupe défini par quick2wire, le groupe "gpio".

			# usermod -a -G gpio www-data

Installation

Suites des opérations d'installations de la carte RaspberryPI

Installer la distribution Debian "wheezy" site raspberrypi
Installer Apache2
Installer Php5
Installer git voir ici
Installer GPIO-admin
Installer Python-api

Les lib Phyton-api pour GPIO-admin ne semblent pas définitives, il est proposé de monter le dossier et d'utiliser les sources sans installation. Le script Python plus bas utilise la référence "sys.path.append(r'/home/pi/git/quick2wire-python-api/src/')" pour la commande.

Vidéo de démonstration

Montage logiciel du RaspberryPI

On utilisera deux scripts Python pour cet exemple dans le dossier /usr/lib/cgi-bin/ ces scripts sont utilisables directement dans une url avec les boutons de PLCLink. Vous devez vérifier avec un navigateur que les scripts réalisent les opérations demandées.
Une LED est placée entre la masse et la sortie PIN 15 = GPIO22. Pour la relecture les PIN 15 et 16 sont connectées ensemble.

Voir plus bas la table de correspondance des PINS physiques et logiques.

Allumer de la lampe : allume22.py

			#!/usr/bin/python
			import sys

			# appends to PYTHONPATH the location of the example codes
			sys.path.append(r'/home/pi/git/quick2wire-python-api/src/')
			from time import sleep
			from quick2wire.gpio import Pin, exported
			with exported(Pin(15, Pin.Out)) as LED :
				LED.value = 1

			print "Content-type: text/html"
			print
			print "<html>"
			print "Allumer la lampe"
			print "</html>"

Script à éditer dans /usr/lib/cgi-bin/allume22.py et lui donner les droits exécution :

			$ sudo nano /usr/lib/cgi-bin/allume22.py

Editer le texte, enregistrez et ajuster les droits sur ce fichier :

			$ sudo chmod 0775 /usr/lib/cgi-bin/allume22.py

La lampe est connectée entre la broche de masse (pin 6) et GPIO22 (pin 15), une résistance de 330Ω est en série, la mise à 1 allume la lampe.
La numérotation avec quick2wire-python-api est celle du connecteur physique (pin 15).
Un flou certain avec les divers lib de contrôle de la numérotation, vérifiez avant les branchements.

Eteindre de la lampe : eteindre22.py

			#!/usr/bin/python
			import sys

			# appends to PYTHONPATH the location of the example codes
			sys.path.append(r'/home/pi/git/quick2wire-python-api/src/')
			from time import sleep
			from quick2wire.gpio import Pin, exported
			with exported(Pin(15, Pin.Out)) as LED :
				LED.value = 0

			print "Content-type: text/html"
			print
			print "<html>"
			print "Eteindre la lampe"
			print "</html>"

Script à éditer dans /usr/lib/cgi-bin/eteindre22.py et lui donner les droits exécution :

			$ sudo nano /usr/lib/cgi-bin/eteindre22.py

Editer, sauvez et changer les droits sur ce fichier.

			$ sudo chmod 0775 /usr/lib/cgi-bin/eteindre22.py

Montage dans PLCLink d'un fichier wagoML de commande

Sans relecture de variables

Cette première phase ne donne pas lecture de la valeur d'une sortie donc on utilise ici deux boutons simples capable de lancer uniquement un url.
On retrouve l'url dans la balise <link> du fichier wagoML de configuration ci-dessous.
Vous devez ajuster l'IP du lien avec l'IP de votre Raspberry PI.
Une petite LED de contrôle est placée entre la masse (pin 6) et la sortie PIN 15 (GPIO22).

Le fichier wagoML pour PLCLink

On réalise un fichier WagoML comme ci dessous pour obtenir deux boutons ON et OFF

			<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
			<!DOCTYPE wagoml PUBLIC "-//wagoml org//DTD WAGOML 1.0//EN" "http://pautex.fr/wago/DTD/WagoML-1.0.dtd"> 
			<wagoml version="1.0" xmlns="http://pautex.fr/wago/"> 
				<title>RaspBerryPI</title>
				<items> 
					<item id="0"> 
						<title>Intern</title> 
						<name>RaspBerryPI</name> 
						<url/> 
						<user/> 
						<password/> 
					</item> 
				</items>
				<rooms> 
					<setting>
						<title>Intern</title> 
						<name>RaspBerryPI</name> 
					</setting>
					<room id="0"> 
						<title>RaspberryPI</title>
						<items> 
							<item id="0"> 
								<title>Titre</title>
								<name>Allume GPIO22</name>
								<description>Header pin 15</description>
								<type>direct</type>
								<affichage>button</affichage>
								<link>http://192.168.0.26/cgi-bin/allume22.py</link>
								<IW>ON</IW>
							</item>
							<item id="1"> 
								<title>Titre</title>
								<name>Eteindre GPIO22</name>
								<description>Header pin 15</description>
								<type>direct</type>
								<affichage>button</affichage>
								<link>http://192.168.0.26/cgi-bin/eteindre22.py</link>
								<IW>OFF</IW>
							</item>
						</items>
					</room>
				</rooms>
			</wagoml>>

Relecture de l'état d'une broche

Lecture par cgi script python

La relecture de la valeur de sortie est importante en automatisme, plusieurs dispositifs peuvent placer une variable et les divers affichages doivent pouvoir refléter l'état réel de la sortie.
Pour le moment le moyen utilisé pour une lecture est de connecter la sortie sur une autre PIN qui servira d'entrée de relecture. Il faudra ajouter deux nouveaux scripts python.

Cgi-script de lecture d'une entrée : readPin.py

			#!/usr/bin/python
			import sys

			# appends to PYTHONPATH the location of the example codes
			sys.path.append(r'/home/pi/git/quick2wire-python-api/src/')

			pin_num = int(sys.argv[1]) if len(sys.argv) > 1 else 16
			from quick2wire.gpio import Pin
			inPin = Pin(pin_num, Pin.In)

			print "Content-type: text/html"
			print
			print inPin.value

Script à éditer dans /usr/lib/cgi-bin/readPin.py et lui donner les droits exécution :
Une sortie à la fin du script retourne la valeur.

			$ sudo nano /usr/lib/cgi-bin/readPin.py

Editer, sauvez et changer les droits sur ce fichier.

			$ sudo chmod 0775 /usr/lib/cgi-bin/readPin.py

L'url de commande sur le navigateur est la suivante :

			http://≤raspberrypi_IP≥/cgi-bin/readPin.py?PIN

PIN est le numéro physique de la patte du connecteur P1, l'url retourne l'état de la pin 1 ou 0 en texte seulement.

Ce script accepte un paramètre en entrée pour le numéro de la PIN physique comme entrée du connecteur P1. Il retourne un texte simple de la valeur 0 ou 1 de l'état de la PIN sous forme de texte seul, ici la PIN 16 connectée sur la PIN 15 donne sont état.
On ajoute ensuite dans le fichier wagoML de configuration l'item pour le switch voir plus bas.

Cgi-script modifié d'écriture avec paramètre : setPin.py (source)

			#!/usr/bin/python
			import sys

			# appends to PYTHONPATH the location of the example codes
			sys.path.append(r'/home/pi/git/quick2wire-python-api/src/')
			from time import sleep

			pin_num = int(sys.argv[1]) if len(sys.argv) > 1 else 15
			val_num = int(sys.argv[2]) if len(sys.argv) > 2 else 0

			from quick2wire.gpio import Pin, exported
			with exported(Pin(pin_num, Pin.Out)) as LED :
				LED.value = val_num

			print "Content-type: text/html"
			print
			print pin_num

Editer comme les autres scripts. Ce script accepte deux paramètres, le numéro de la PIN et la valeur 0 ou 1.
On formera un url de commande comme ci-dessous :

			http://raspberrypi_IP/cgi-bin/setPin.py?PIN+value

value sera %d pour le remplacement par PLCLink de la valeur du commutateur.
Une sortie quelconque à la fin évite le message d'erreur sur un navigateur.

On rajoute dans le fichier wagoml

On rajoutera l'item suivant pour afficher un switch, les scripts python précédents seront utilisés.

			<item id="2"> 
			<title>Titre</title>
			<name>Commute GPIO22</name>				
			<description>set pin 15, read pin 16</description>
			<type>direct</type>
			<affichage>switch</affichage>
			<link>http://192.168.0.26/cgi-bin/setPin.py?15+%d</link>
			<url>http://192.168.0.26/cgi-bin/readPin.py?16</url>
			</item>

Détails et affichage complet

Globalement cette méthode SSI de lecture est assez performante car le fichier reçu comporte toutes les informations sans avoir besoin de lecture complémentaire.