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pedestrian0423 / DW1000_Raspi_Python_library

Python library for the DWM1000 ultra wide band modules
19 stars 24 forks source link

SPI Problem #4

Open kimyong98 opened 2 months ago

kimyong98 commented 2 months ago

I wrote this description English & Korean

UWB Question

Greetings

Hello, I am a student currently taking an embedded course in an educational program called "Samsung Youth SW Academy".

Project wants to use DWM1000 to measure the distance between two nodes via UWB. (The two nodes are finally ESP32 and Jetson Nano, but they are currently working with two Raspberry Pi 4B for testing.)

I'm trying to use this library, but I have an issue, so I'm asking you some questions.

Current Development Environment

Node 1

Raspberry Pi 4B
Python 3.9.2
Rasberry Pi OS (Legacy, 64-bit) release; 2024-03-12
DWM1000

Node 2

Jetson Nano model-B
Python 3.8.10
Ubuntu 20.04
DWM1000

Ubuntu 20.04 release; https://qengineering.eu/install-ubuntu-20.04-on-jetson-nano.html

Currently, we would like to use 'Example/DW1000RangingAnchor.py ' and 'Example/DW1000RangingTAG.py ' provided to measure the distance between the two nodes.

dwm1000

final purpose

Measuring the Distance Between Two Nodes via DWM1000

Some questions in the code

I have two questions from the library you provided.

100

[Picture 100]

Looking at the code on DW1000.py , it seems to be writing SPI0,0.

def begin(self, irq, rst=None, bus=None, device=None):
  self._bus = 0
  self._device = 0

101

[Picture 101]

102

[Picture 102]

However, if you look at the code on DW1000RangingAnchor.py , the SPI you use appears to be SPI1,0.

Q1. I wonder if the pin connection in the code you provided is "SPI0,0" or "SPI1,0".

# SPI0,0
# DWM1000           RPi
# MOSI              19 (BCM 10)
# MISO              21 (BCM 9)
# CLK               23 (BCM 11)
# CSN               24 (BCM 8)

# SPI1,0
# DWM1000           RPi
# MOSI              38 (BCM 20)
# MISO              35 (BCM 19)
# CLK               40 (BCM 21)
# CSN               36 (BCM 16)

Q2. Is it correct that you designated MISO pin as irq pin?

PIN_IRQ = 19

In the code(or script?), by BCM, number 19 appears to be the MISO of SPI1.

If the MISO pin is designated as irq pin, does the IRQ pin of DWM1000 have no connection?

Q3. Do you use the RSTN pin for DW1000?

103 [Picture 103]

If You use it, at DW1000RangingAnchor.py

# Before
DW1000.begin(PIN_IRQ)

# After
PIN_RST = 23 # 16 (BCM 23)

DW1000.begin(PIN_IRQ, PIN_RST)

Can I change it like this?

The process that has been done

Pre-processing

01 [Picture 01]

I completed the git clone and copied the example files in Sample to the directory where the "DW1000.py " file was located.

02 [Picture 02]

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

RUN DW1000RangingAnchor.py

As shown in [Photo 2], there was no () in the function print in "DW1000.py "

03 [Picture 03]

04 [Picture 04]

I added the part without () in Line:48 in [Photo 3] and Line:1263 in [Photo 4].

# DW1000.py

# Line:48
# Before
print self.spi
# After
print (self.spi)

# Line:1263
# Before
print "DW1000.py 1263:\t ", data
# After
print ("DW1000.py 1263:\t ", data)

And

I used module time instead of module monotonic.

So there are changes at DW1000RangingAnchor.py and DW1000RangingTAG.py.

# Before
import monotonic
...
return int(round(monotonic.monotonic() * C.MILLISECONDS))

# After
import time
...
return int(round(time.monotonic() * C.MILLISECONDS))

Just in case, I installed monotonic.

$ pip3 install monotonic

Edit DW1000RangingAnchor.py

05 [Picture 05]

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

An error like [Photo 5] comes up after executing the above command.

I looked at DW1000RangingAnchor.py .

06 [Picture 06]

07 [Picture 07]

08 [Picture 08]

In the code, it seems to be used by the class itself, not by the instance.

def transmitPollAck(),
def transmitRangeAcknowledge(),
def transmitRangeFailed(),
def receiver(),
def computeRangeAsymetric(),
def loop(),
try,
except

The above modules use DW1000.moduleName() method.

09 [Picture 09]

So I declared it as an instance first.

dw1000 = DW1000.DW1000()

And

10 [Picture 10]

transmitPollAck(),
transmitRangeAcknowledge(),
transmitRangeFailed(),
receiver(),
try,
except

Changed the above modules.

# Before
DW1000.modulename()

# After
dw1000.modulename()

# A global variable was added within each module using instance dw1000.
global dw1000

Edit DW1000RangingTAG.py

Modify DW1000RangingTAG.py like DW1000RangingAnchor.py .

Edit DW1000.py

Excute DW1000RangingTAG.py and DW1000RangingAnchor.py again

11 [Picture 11]

12 [Picture 12]

Errors like [Photo 11] and [Photo 12] come up.

I will revise DW1000.py more.

Go to Line:84 on DW1000.py .

Self._irq seems to be a problem because it's None, not Integer.

13 [Picture 13]

I modified it as shown in [Photo 13].

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

I executed the above code.

14 [Picture 14]

"None" is right.

Let's put the irq pin as a direct integer. (I designated BCM 18 on the assumption that the irq pin is not a MISO pin.)

15 [Picture 15]

I ran it. [Photo 15] I wrote self._irq = 18. I wrote self._irq == 18 wrong.

16 [Picture 16]

I solved it from the bottom TypeError.

17 [Picture 17]

# Before
idx = bit / 8

# After
idx = bit // 8

as if to seek one's share and the rest Instead of the '/' operator where the float is returned, i used '//' where the int is returned.

This is the result of running DW1000RangingAnchor.py and DW1000RanginTAG.py .

18 [Picture 18]

19 [Picture 19]

Question

Through the above process, we proceeded to [Figure 18] and [Figure 19].

Q3. Is the current output a valid output?

Like Device ID and Unique ID, most of them are zero

In reality, what price should come out, I wonder if any output has no additional output other than photos.

Q4. Are the files you use for distance measurement DW1000RangingAnchor.py and DW1000RanginTAG.py ?

Q5. Is it possible to measure the distance between Raspberry Pi (Or Jetson Nano Ubuntu 20.04; Python 3.8.10) and ESP32 using that library?

The DWM1000 library for ESP32 was imported from https://github.com/F-Army/arduino-dw1000-ng .

Q6. Is there a way to check if the DWM1000 module and Raspberry Pi have a normal SPI connection?

To verify that the current DWM1000 module and Raspberry Pi are connected successfully, we modified the readBytesOTP() function on DW1000.py .

24 [Picture 20]

print("Read readBytesOTP's return data")
for i_data in data:
  print(i_data)

return data

Thinking SPI0,0,0, the MISO pin was not irq and irq was designated as BCM 18.

I didn't modify the rst.

In this process, as shown in [Photo 22], duplicate errors occur.

21 [Picture 21]

22 [Picture 22]

# DW1000.py
# def begin()

# before
def begin():

  GPIO.add_event_detect(self._irq, GPIO.RISING, callback=self.handleInterrupt)

# After
event_add_cnt = 0

def begin():
  global event_add_cnt

  if event_add_cnt == 0:
    GPIO.add_event_detect(self._irq, GPIO.RISING, callback=self.handleInterrupt)
    event_add_cnt = 1

I modified the code.

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

The above command was executed.

23 [Picture 23]

[Picture 23] It comes out like this.

Is this output normal?

If the output is not normal, how should I fix it?

And is it correct to use the readBytesOTP() function in DW1000.py to check if the SPI is connected normally?






UWB Question 한국어 버전

거주지가 한국이라 혹시 몰라 한국어로도 질문을 남깁니다.

인삿말

안녕하세요. 현재 "삼성 청년 SW 아카데미"라는 교육 프로그램에서 임베디드 과정을 수강 중인 학생입니다.

프로젝트에서 UWB를 통한 두 노드간 거리 측정을 위해 DWM1000을 사용하려 합니다. (두 노드는 최종적으로는 ESP32와 Jetson Nano이나, 현재 테스트를 위해 2대의 라즈베리파이 4B로 진행 중입니다.)

본 라이브러리를 사용하려고 하는데 이슈가 생겨 질문 드립니다.

현재 개발 환경

Node 1

Raspberry Pi 4B
Python 3.9.2
Rasberry Pi OS (Legacy, 64-bit) release; 2024-03-12
DWM1000

Node 2

Jetson Nano model-B
Python 3.8.10
Ubuntu 20.04
DWM1000

Ubuntu 20.04 release; https://qengineering.eu/install-ubuntu-20.04-on-jetson-nano.html

현재 두 노드 간 거리 측정을 위해 제공해주신 'Example/DW1000RangingAnchor.py'와 'Example/DW1000RangingTAG.py'를 사용하려 합니다.

dwm1000

최종 목적

DWM1000을 통한 두 노드간 거리 측정

코드에서 궁금한 점

제공해주신 라이브러리에서 궁금한 점이 2개 있습니다.

100 [사진 100]

DW1000.py의 코드를 보면 SPI0,0을 쓰는 것으로 보입니다.

def begin(self, irq, rst=None, bus=None, device=None):
  self._bus = 0
  self._device = 0

101 [사진 101]

102 [사진 102]

하지만 DW1000RangingAnchor.py의 코드를 보면 사용하는 SPI는 SPI1,0으로 보입니다.

Q1. 제공해주신 코드에서 pin 연결은 "SPI0,0"인지 "SPI1,0"인지 궁금합니다.

# SPI0,0
# DWM1000           RPi
# MOSI              19 (BCM 10)
# MISO              21 (BCM 9)
# CLK               23 (BCM 11)
# CSN               24 (BCM 8)

# SPI1,0
# DWM1000           RPi
# MOSI              38 (BCM 20)
# MISO              35 (BCM 19)
# CLK               40 (BCM 21)
# CSN               36 (BCM 16)

Q2. MISO pin을 irq pin으로 지정한게 맞습니까?

PIN_IRQ = 19

코드에선 BCM기준으로 19번은 SPI1의 MISO로 보입니다.

만약 MISO pin을 irq pin으로 지정한게 맞다면, DWM1000의 IRQ pin은 연결이 없습니까?

Q3. DW1000의 RSTN pin은 사용하지 않습니까?

103 [사진 103]

만약 사용한다면, DW1000RangingAnchor.py에서 

# Before
DW1000.begin(PIN_IRQ)

# After
PIN_RST = 23 # 16 (BCM 23)

DW1000.begin(PIN_IRQ, PIN_RST)

으로 변경하면 됩니까?

현재까지의 진행

전처리

01 [사진 1]

git clone을 완료하고 Example에 있는 예제 파일들을 "DW1000.py" 파일이 있는 디렉토리에 카피했습니다.

02 [사진 2]

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

DW1000RangingAnchor.py를 실행함

[사진 2]와 같이 "DW1000.py"에서 함수 print에 ()가 없었음

03 [사진 3]

04 [사진 4]

[사진 3]의 Line:48과 [사진 4]의 Line:1263에서 ()가 없는 부분을 추가했습니다.

# DW1000.py

# Line:48
# Before
print self.spi
# After
print (self.spi)

# Line:1263
# Before
print "DW1000.py 1263:\t ", data
# After
print ("DW1000.py 1263:\t ", data)

그리고

모듈 monotonic 대신 time을 사용했습니다.

그래서 DW1000RangingAnchor.py와 DW1000RangingTAG.py 에서 변경이 있습니다.

# Before
import monotonic
...
return int(round(monotonic.monotonic() * C.MILLISECONDS))

# After
import time
...
return int(round(time.monotonic() * C.MILLISECONDS))

혹시 몰라 monotonic을 설치했습니다. 

$ pip3 install monotonic

을 했습니다.

DW1000RangingAnchor.py 편집

05

[사진 05]

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

위 명령어를 실행하면 [사진 5]와 같은 오류가 나온다.

DW1000RangingAnchor.py 를 살펴보았다.

06 [사진 06]

07 [사진 07]

08 [사진 08]

인스턴스가 아닌 클래스 자체로 사용하고 있었다.

transmitPollAck(), transmitRangeAcknowledge(), transmitRangeFailed(), receiver(), computeRangeAsymetric(), loop(), try, except 위 모듈들에서 DW1000.moduleName() 방식으로 사용한다.

09 [사진 09]

그래서 먼저 인스턴스로 선언하였다.

dw1000 = DW1000.DW1000()

그리고

10 [사진 10]

transmitPollAck(),
transmitRangeAcknowledge(),
transmitRangeFailed(),
receiver(),
try,
except

위 모듈들을 바꾸었다.

# Before
DW1000.modulename()

# After
dw1000.modulename()

# global 변수로 인스턴스 dw1000을 사용하는 각 module안에 추가했다.
global dw1000

DW1000RangingTAG.py 수정

DW1000RangingTAG.py를 DW1000RangingAnchor.py처럼 수정한다.

DW1000.py 수정

이제 다시 DW1000RangingTAG.py와 DW1000RangingAnchor.py를 실행해보자

11 [사진 11]

12 [사진 12]

[사진 11]과 [사진 12]와 같은 오류가 나온다.

DW1000.py를 더 수정하겠다.

DW1000.py의 Line:84로 이동한다.

self._irq가 integer가 아닌 None이라 문제인듯 하다.

13 [사진 13]

[사진 13]과 같이 수정했다.

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

위 코드 실행했다.

14 [사진 14]

None이 맞다.

irq 핀을 직접 정수로 넣자. (irq핀이 MISO핀이 아니라는 가정하에 BCM 18로 지정했습니다.)

15 [사진 15]

실행했습니다. [사진 15]에서 self._irq = 18로 했습니다. self._irq == 18는 잘못 적은 것입니다.

16 [사진 16]

맨 아래 TypeError부터 해결했습니다.

17 [사진 17]

# Before
idx = bit / 8

# After
idx = bit // 8

몫과 나머지를 구하는 듯 하여 float가 반환되는 '/'연산자 대신 int가 반환되는 '//' 을 사용했습니다.

DW1000RangingAnchor.py와 DW1000RanginTAG.py를 실행한 결과 입니다.

18 [사진 18]

19 [사진 19]

질문

위 과정을 통해 [그림 18]과 [그림 19]까지 진행했습니다.

Q3. 현재 출력값이 올바른 출력입니까?

Device ID나 Unique ID와 같이 대부분이 0으로 되어있는데

실제로는 어떤 값이 나와야 하고, 아무런 출력이 사진 이외에 추가적인 출력이 없는게 맞는지 궁금합니다.

Q4. 거리 측정을 위해 사용하는 파일이 DW1000RangingAnchor.py와 DW1000RanginTAG.py 맞습니까?

Q5. 해당 라이브러리를 사용한 라즈베리파이(Or Jetson Nano Ubuntu20.04; Python3.8.10)와 ESP32의 거리 측정이 가능한가요?

ESP32의 DWM1000 라이브러리는 https://github.com/F-Army/arduino-dw1000-ng 에서 가져왔습니다.

Q6. DWM1000모듈과 라즈베리파이가 정상적으로 SPI연결이 되었는지 확인하는 방법이 있나요?

현재 DWM1000모듈과 라즈베리파이가 정상적으로 연결이 되었는지 확인하기 위해 DW1000.py의 readBytesOTP()함수를 수정했습니다.

24 [사진 20]

print("Read readBytesOTP's return data")
for i_data in data:
  print(i_data)

return data

SPI0,0으로 생각하고, MISO핀이 irq가 아니며 BCM 18로 irq를 지정했다.

rst는 수정 안 했습니다.

이 과정에서 [사진 22]에 보이듯, 중복 오류가 생긴다.

21 [사진 21]

22 [사진 22]

# DW1000.py
# def begin()

# before
def begin():

  GPIO.add_event_detect(self._irq, GPIO.RISING, callback=self.handleInterrupt)

# After
event_add_cnt = 0

def begin():
  global event_add_cnt

  if event_add_cnt == 0:
    GPIO.add_event_detect(self._irq, GPIO.RISING, callback=self.handleInterrupt)
    event_add_cnt = 1

코드를 수정했다.

$ python3 DW1000RangingAnchor.py

위 명령어를 실행했다.

23 [사진 23]

[사진 23]처럼 나온다.

이 출력이 정상이 맞나요?

만약 출력이 정상이 아니라면, 어떻게 수정해야 할까요?

그리고 DW1000.py의 readBytesOTP()함수를 사용해서 SPI가 정상적으로 연결이 되었는지 확인을 하는게 맞나요?

pedestrian0423 commented 1 month ago

Hello, Sorry for the late reply.

This repository is experimental repository forked from other original repository. And the the authors of the repository removed that repository. So, I do not know all detailed information of this repository.

Here is the answer of your questions.

A1. Raspeberry Pi has two SPI buses and you can find those at the pinout. If you connected UWB module's SPI interface to Raspi's SPI1, then you set bus to 1. Or you connected the interface with the SPI0, then you set bus to 0.

A2. IRQ pin could be any GPIO pins. You can modify the IRQ pin number if you want.

A3. I use soft reset to reset the UWB module instead of the hardware reset pin.

Fasde commented 2 weeks ago

@kimyong98 Did you manage to get this project working? I am currently also trying to get this running for a university project of mine, and after following the same setup and steps that you described, I am still not getting this to properly run, so I would be really interested in how you set up the pins in the end and how your code is looking. Thank you in advance!

Fasde commented 2 weeks ago

Or alternatively, do you @pedestrian0423 still have documentation of how you set up your Pi and how you ran the code?