Usar bibliotecas IoT do .NET em computadores Windows, Linux e macOS

As bibliotecas de IoT do .NET geralmente são usadas para desenvolver código para Raspberry Pi e outros dispositivos IoT. Porém, você também pode usá-los para desenvolver código para computadores Windows, Linux e macOS usando um adaptador USB para serial, como o FTDI FT232H. Este artigo mostra como usar as bibliotecas IoT do .NET para se comunicar com os dispositivos conectados ao adaptador FT232H.

Pré-requisitos

Verifique se você instalou os drivers D2XX no seu adaptador USB para serial, que são encontrados no site FTDI.

Listar os dispositivos disponíveis

Antes de criar um GPIO, dispositivo I²C ou SPI, você deve identificar o adaptador USB para serial conectado. O código a seguir lista os dispositivos FTDI conectados:

using Iot.Device.FtCommon;

var devices = FtCommon.GetDevices();
Console.WriteLine($"{devices.Count} available device(s)");
foreach (var device in devices)
{
    Console.WriteLine($"  {device.Description}");
    Console.WriteLine($"    Flags: {device.Flags}");
    Console.WriteLine($"    Id: {device.Id}");
    Console.WriteLine($"    LocId: {device.LocId}");
    Console.WriteLine($"    Serial number: {device.SerialNumber}");
    Console.WriteLine($"    Type: {device.Type}");
}

if (devices.Count == 0)
{
    Console.WriteLine("No device connected");
    return;
}

No código anterior, o método FtCommon.GetDevices() retorna uma lista de todos os dispositivos FTDI conectados.

Usar um dispositivo GPIO

Aqui está uma implementação de hardware do tutorial Fazer um LED piscar que usa o adaptador FTDI FT232H para controlar um LED:

Na imagem anterior, o circuito de LED é muito semelhante ao tutorial original. A única diferença é que o LED está conectado ao pino D7 no adaptador FT232H em vez de fixar 18 no Raspberry Pi.

O código do tutorial também é semelhante ao tutorial original:

using System.Device.Gpio;
using Iot.Device.Ft232H;
using Iot.Device.FtCommon;

Console.WriteLine("Blinking LED. Press Ctrl+C to end.");

Ft232HDevice ft232h = new Ft232HDevice(FtCommon.GetDevices()[0]);
GpioController controller = ft232h.CreateGpioController();

int pin = Ft232HDevice.GetPinNumberFromString("D7");
controller.OpenPin(pin, PinMode.Output);
bool ledOn = true;
while (true)
{
    controller.Write(pin, ledOn ? PinValue.High : PinValue.Low);
    Thread.Sleep(1000);
    ledOn = !ledOn;
}

No código anterior:

• Uma instância Ft232HDevice é criada passando a primeira ID do dispositivo retornada por FtCommon.GetDevices() para o construtor.
• Uma instância de GpioController controlador nomeado é criada chamando CreateGpioController() na instância Ft232HDevice. Essa instância GpioController executa as mesmas funções que a instância GpioController no tutorial original.
• O valor inteiro do pino é recuperado chamando GetPinNumberFromString() na instância Ft232HDevice e passando o nome do pino alfanumérico D7.
• O restante do código é idêntico ao tutorial original.

Usar um dispositivo I²C

Quanto à comunicação I²C, os pinos D0 e D1 no adaptador FT232H são usados nas linhas SDL e SCA, respectivamente. O seletor I2C no adaptador FT232H deve ser definido como On.

Aqui está uma implementação de hardware do tutorial Ler condições ambientais de um sensor que usa o adaptador FTDI FT232H para ler a temperatura, umidade e pressão barométrica de um sensor BME280:

Na imagem anterior:

• Os pinos D0eD1 no adaptador FT232H são conectados aos pinos SDL e SCA no quadro de fuga BME280, respectivamente.
• O seletor I2C no quadro de divisão BME280 está definido como On.

using System.Device.I2c;
using Iot.Device.Bmxx80;
using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;
using Iot.Device.Ft232H;
using Iot.Device.FtCommon;

Ft232HDevice ft232h = new Ft232HDevice(FtCommon.GetDevices()[0]);
I2cConnectionSettings i2cSettings = new I2cConnectionSettings(0, Bme280.SecondaryI2cAddress);

using I2cDevice i2cDevice = ft232h.CreateI2cDevice(i2cSettings);
using Bme280 bme280 = new Bme280(i2cDevice);

int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();

while (true)
{
    Console.Clear();

    bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
    Thread.Sleep(measurementTime);

    bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
    bme280.TryReadPressure(out var preValue);
    bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
    bme280.TryReadAltitude(out var altValue);

    Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
    Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
    Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
    Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");

    Thread.Sleep(1000);
}

No código anterior:

• Uma instância Ft232HDevice é criada passando a primeira ID do dispositivo retornada por FtCommon.GetDevices() para o construtor.
• Uma instância de I2cDevice é criada chamando CreateI2cDevice() na instância Ft232HDevice. Essa instância I2cDevice executa as mesmas funções que a instância I2cDevice no tutorial original.
• O restante do código é idêntico ao tutorial original.

Usar um dispositivo SPI

Quanto à comunicação com SPI, os pinos D0, D1, D2 e D3 no adaptador FT232H são usados nas linhas SCK, MOSI, MISO e CS, respectivamente. O seletor I2C no adaptador FT232H deve ser definido como Off.

Aqui está uma implementação de hardware dos Valores de leitura de um tutorial de conversor analógico-digital que usa o adaptador FTDI FT232H para ler valores de um ADC MCP3008:

Na imagem anterior:

• Os pinos D0, D1, D2e D3 no adaptador FT232H estão conectados aos pinos CLK, DIN, DOUT, e CS/SHDN no MCP3008, respectivamente.
• O seletor I2C no quadro de MCP3008 de divisão está definido como Off.

using System.Device.Gpio;
using System.Device.Spi;
using Iot.Device.Adc;
using Iot.Device.Ft232H;
using Iot.Device.FtCommon;

var devices = FtCommon.GetDevices();
var ft232h = new Ft232HDevice(devices[0]);
var hardwareSpiSettings = new SpiConnectionSettings(0, 3) { ClockFrequency = 1_000_000, DataBitLength = 8, ChipSelectLineActiveState = PinValue.Low };
using SpiDevice spi = ft232h.CreateSpiDevice(hardwareSpiSettings);
using var mcp = new Mcp3008(spi);
while (true)
{
    Console.Clear();
    double value = mcp.Read(0);
    Console.WriteLine($"{value}");
    Console.WriteLine($"{Math.Round(value/10.23, 1)}%");
    Thread.Sleep(500);
}

No código anterior:

• Uma instância Ft232HDevice é criada passando a primeira ID do dispositivo retornada por FtCommon.GetDevices() para o construtor.
• Uma instância de SpiDevice é criada chamando CreateSpiDevice() na instância Ft232HDevice. Essa instância SpiDevice executa as mesmas funções que a instância SpiDevice no tutorial original.
• O restante do código é idêntico ao tutorial original.

Obter o código

O código deste tutorial está disponível no GitHub.