Proposé par Christian, cet article a la particularité de mettre en œuvre simultanément une carte SenseHAT et une PiFace 2 normalement non utilisables ensemble.

Deux cartes HAT pour un Raspberry Pi

Un peu d’histoire…

Christian avait déjà réalisé un boitier avec batterie. L’objectif était de prendre des Photos/Vidéos en autonome. Mais il fallait une liaison RJ45 et VNC pour le commander à distance avec un PC…
Il souhaitait utiliser la Piface2 pour pouvoir également commander son timelapse en local.
Mais là, il fallait un affichage.

Dans un premier temps, c’est la carte Piface Control & Display (ci-dessus) qui a été testée. L’afficheur fonctionne bien mais les boutons ne sont pas vraiment bons et en plus la carte est difficilement intégrable dans un boitier avec les boutons sur le côté…
Bref… c’est bien pour de la bidouille sur table !

Les premiers ennuis de connectique commencent aussi, car la Piface ne ressort pas les pinoches du GPIO. C’est de chez KUBII que vient la solution de la carte PiFace SHIM, soudée sur le Raspberry Pi. Elle permet de déporter le GPIO sur le côté et de brancher une nappe M/F 40 points.

La SenseHat

Ce n’est que plus tard qu’est intervenue la SenseHAT (suite à un article du blog) qui a donné à Christian l’envie d’utiliser la matrice de LED pour l’affichage.
Un petit script pour apprendre à l’utiliser seule fonctionnait parfaitement. Mais quand on rajoute la Piface….. rien ne va plus !!
En effet, la SenseHAT utilise l’I2C pour les capteurs mais aussi le SPI (comme la Piface) pour pouvoir charger son Firmware.

Avec Christian, nous avons alors eu de multiples échanges (très intéressants) par mail sur la compatibilité de la SenseHat qui utilise l’I2C et le SPI et qui posait problème avec la Piface 2… qui utilise également le SPI.

Ces échanges ont également impliqué Pinout.xyz qui donne les connexions d’un grand nombre de cartes d’extension pour le Raspberry Pi. J’ai également posé la question sur le Gihub de la PiFace 2…  La version officielle c’est : »Circulez, y’a rien à voir !« 

En fait la norme HAT prévoir qu’une seule carte peut être utilisée à la fois. Vous avez besoin d’en utiliser deux ? Pas de bol ! c’est pas prévu 🙁

Du coup Christian s’est replongé dans son script.
On peut commander la HAT avec des boutons sur les entrées de la Piface en interruption. Le seul défaut qui persiste, est que chaque action sur un bouton allume plein pot la matrice avec l’arc-en-ciel de démarrage… à suivre pour cette partie

Synoptique de la réalisation

Vous avez ci-dessus le synoptique complet du timelapse projeté par Christian. Au centre le Raspberry Pi 3 équipé de la carte PiFace 2. A gauche la SenseHAT reliée par une nappe au GPIO, puis la batterie destinée à alimenter le tout, avec une capacité de 10400 mAH.

On peut alimenter le PI soit par la batterie, soit par le chargeur USB extérieur. Bien sur en position ‘extérieur’, on peut recharger en même temps. Christian a essayé de monter un OU à diode entre la batterie et le chargeur externe, mais même avec des diodes schotky, la chute de tension est trop forte et le Raspberry Pi signale un défaut de sous-alimentation.

A droite on trouve la carte adaptatrice Tindie qui permet de relier la caméra via un câble HDMI, la PiCam distante ainsi que le flash équipé de 4 LED, alimenté par un des relais de la PiFace 2.

Sur cette photo réalisée lors des tests, les composants du montage sont identifiés.

Montage dans le boîtier

Christian a choisi d’intégrer sa réalisation dans un solide boîtier (Conrad Boitier 150x200x110 ref 520454). Il nous présente ici les étapes de sa réalisation.

Christian a monté la PiCam dans un boitier qu’il avait en stock. La liaison se fait avec un câble HDMI de 1.5m (ça fonctionne aussi avec 2.5m) via un adaptateur HDMI https://www.tindie.com/products/freto/pi-camera-hdmi-cable-extension/

Le câblage est terminé. Il ne reste qu’à ajouter la nappe pour relier la SenseHat.

L’ensemble pratiquement prêt à être utilisé. On voit sous le couvercle la carte SenseHAT à l’extrémité de la nappe connectée sur la PiFace SHIM.

Sur la face avant du boîtier, les 5 boutons poussoirs reliés aux entrées de la carte PiFace 2. En haut à droite le câble HDMI qui relie la PiCam au boîtier. Les bornes 2mm sont ici utilisées pour alimenter le flash mais on peut prévoir bien d’autres utilisations…

Sur la face arrière les sorties de relais, le poussoir de RESET et les commutateurs pour l’alimentation.

Vue de dessus du boîtier fini. La SenseHAT est fixée sur la capot avec des entretoises nylon et reliée par une nappe M/F 40 Pts au GPIO. Les trous de la SenseHat ont été agrandis à 3mm sans problème. Les prises USB et réseau du Raspberry Pi sont accessibles sur le côté droit. La matrice de la SenseHAT utilisée pour l’affichage apparait dans une découpe de la face supérieure du boîtier.

Comment utiliser 2 cartes HAT

La carte PiFace SHIM

Christian a utilisé une carte PiFace SHIM (shim = cale, cale d’épaisseur) prévue pour étendre l’accès au GPIO du Raspberry Pi.

Une fois le connecteur coudé soudé sur la carte SHIM, celle-ci vient se positionner sur les bornes du GPIO sur lesquelles on va les souder.

On peut alors mettre normalement en place une carte HAT sur le GPIO. Pour son projet, Christian a connecté la carte SenseHAT grâce à un câble plat relié via la carte SHIM. La carte PiFace 2 a été montée sur les broches d’origine du GPIO.

Soudez radin !

Il faudra faire des soudures très fines sur la carte SHIM en évitant à tout prix les remontées de soudure sur les pinoches, sinon il deviendra impossible d’enficher la carte PiFace 2. Soyez donc « radin(e) » sur la soudure… Au pire prévoyez de la tresse à dessouder pour rattraper vos « bavures » 🙂

Montage simultané de la SenseHat et de la PiFace

Sur cette photo on a l’ensemble monté, le Raspberry Pi dessous, la carte SHIM soudée sur le GPIO avec sa nappe 40 fils qui emmène les ports GPIO à la SenseHAT, et enfin au dernier étage la carte PiFace 2 qui fournit les entrées/sorties au montage.

La caméra Pi

La caméra Pi est protégée par un boîtier, fixé sur la barre verticale du support en bois. Elle est reliée au Raspberry Pi 3 par un câble HDMI au travers d’un adaptateur caméra <=> HDMI.

Le projecteur à LED est un éclairage de placard acheté chez LIDL 6€ ! Il suffit de souder 2 fils d’alimentation sur le support de pile pour le commander par une sortie de la Piface en 5v.

Conclusion

Merci Christian pour cette description de timelapse très bien illustrée qui donnera peut-être (certainement même 🙂 ) des idées au lecteurs du blog…

Vous pouvez télécharger le programme Python ainsi que son fichier de configuration.

Christian nous présentera sans doute la suite de cette réalisation et nous parlera du timelapse auquel cet ensemble devrait servir. Il a en particulier des scripts qui se lancent au démarrage du Raspberry Pi en fonction du bouton poussoir appuyé lors de la mise sous tension.

Vous trouverez la suite de cette aventure sur https://www.framboise314.fr/utilisation-simultanee-de-piface-2-sensehat-raspberry-pi-retour/