2019년 6월 14일 금요일

ESP32에서 CAN bus 사용하기

CAN버스는 Controller Area Network를 말하는데 이 프로토콜은 주로 자동차에서 널리 이용되고 있다. CAN에 대해 더 자세히 알고 싶으면 다음의 링크들을 참고하면 된다.

- http://www.ni.com/white-paper/2732/en
- http://www.ti.com/lit/an/sloa101b/sloa101b.pdf

ESP32는 CAN 인터페이스를 지원하기 때문에 CAN bus를 쉽게 사용할 수 있다.
이 데모에서는 2개의 ESP32 모듈을 사용해, 첫번째 모듈은 'hellocan' 이라는 메시지를 보내고 두번째 모듈은 받은 메시지의 문자열을 전부 대문자로 바꿔 첫번째 모듈로 돌려보낸다. 그러면 첫번째 모듈은 받은 메시지를 터미널로 출력하게 된다.

ESP32는 CAN controller만을 내장하고 있기 때문에 CAN 버스를 사용하려면 CAN transceiver가 필요하다. 아래 사진의 CAN transceiver를 2개 사용했다.

* aliexpress에서 개당 약 $1 정도로 구입할 수 있다.

ESP32와 CAN transceiver 모듈의 연결은 다음과 같이 해 주면 된다.


CAN library로는 Thomas Barth가 만든 CAN driver를 사용했다.

https://github.com/ThomasBarth/ESP32-CAN-Driver/tree/master/components/can

라이브러리를 다운받아 설치해주면 된다.

첫번째 ESP32 (위의 그림에서 ESP32 (1)에 해당)에는 아래와 같은 코드를 넣어준다.

#include <ESP32CAN.h>
#include <CAN_config.h>

/* the variable name CAN_cfg is fixed, do not change */
CAN_device_t CAN_cfg;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("iotsharing.com CAN demo");
    /* set CAN pins and baudrate */
    CAN_cfg.speed=CAN_SPEED_1000KBPS;
    CAN_cfg.tx_pin_id = GPIO_NUM_5;
    CAN_cfg.rx_pin_id = GPIO_NUM_4;
    /* create a queue for CAN receiving */
    CAN_cfg.rx_queue = xQueueCreate(10,sizeof(CAN_frame_t));
    //initialize CAN Module
    ESP32Can.CANInit();
}

void loop() {
    CAN_frame_t rx_frame;
    //receive next CAN frame from queue
    if(xQueueReceive(CAN_cfg.rx_queue,&rx_frame, 3*portTICK_PERIOD_MS)==pdTRUE){

      //do stuff!
      if(rx_frame.FIR.B.FF==CAN_frame_std)
        printf("New standard frame");
      else
        printf("New extended frame");

      if(rx_frame.FIR.B.RTR==CAN_RTR)
        printf(" RTR from 0x%08x, DLC %d\r\n",rx_frame.MsgID,  rx_frame.FIR.B.DLC);
      else{
        printf(" from 0x%08x, DLC %d\n",rx_frame.MsgID,  rx_frame.FIR.B.DLC);
        /* convert to upper case and respond to sender */
        for(int i = 0; i < 8; i++){
          if(rx_frame.data.u8[i] >= 'a' && rx_frame.data.u8[i] <= 'z'){
            rx_frame.data.u8[i] = rx_frame.data.u8[i] - 32;
          }
        }
      }
      //respond to sender
      ESP32Can.CANWriteFrame(&rx_frame);
    }
}

두번째 ESP32 (위의 그림에서 ESP32 (2)에 해당)에는 아래와 같은 코드를 넣어준다.

#include <ESP32CAN.h>
#include <CAN_config.h>

/* the variable name CAN_cfg is fixed, do not change */
CAN_device_t CAN_cfg;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("iotsharing.com CAN demo");
    /* set CAN pins and baudrate */
    CAN_cfg.speed=CAN_SPEED_1000KBPS;
    CAN_cfg.tx_pin_id = GPIO_NUM_5;
    CAN_cfg.rx_pin_id = GPIO_NUM_4;
    /* create a queue for CAN receiving */
    CAN_cfg.rx_queue = xQueueCreate(10,sizeof(CAN_frame_t));
    //initialize CAN Module
    ESP32Can.CANInit();
}

void loop() {
    CAN_frame_t rx_frame;
    //receive next CAN frame from queue
    if(xQueueReceive(CAN_cfg.rx_queue,&rx_frame, 3*portTICK_PERIOD_MS)==pdTRUE){

      //do stuff!
      if(rx_frame.FIR.B.FF==CAN_frame_std)
        printf("New standard frame");
      else
        printf("New extended frame");

      if(rx_frame.FIR.B.RTR==CAN_RTR)
        printf(" RTR from 0x%08x, DLC %d\r\n",rx_frame.MsgID,  rx_frame.FIR.B.DLC);
      else{
        printf(" from 0x%08x, DLC %d\n",rx_frame.MsgID,  rx_frame.FIR.B.DLC);
        for(int i = 0; i < 8; i++){
          printf("%c\t", (char)rx_frame.data.u8[i]);
        }
        printf("\n");
      }
    }
    else
    {
      rx_frame.FIR.B.FF = CAN_frame_std;
      rx_frame.MsgID = 1;
      rx_frame.FIR.B.DLC = 8;
      rx_frame.data.u8[0] = 'h';
      rx_frame.data.u8[1] = 'e';
      rx_frame.data.u8[2] = 'l';
      rx_frame.data.u8[3] = 'l';
      rx_frame.data.u8[4] = 'o';
      rx_frame.data.u8[5] = 'c';
      rx_frame.data.u8[6] = 'a';
      rx_frame.data.u8[7] = 'n';

      
      ESP32Can.CANWriteFrame(&rx_frame);
    }
}

양쪽의 보드를 동작시키고 첫번째 ESP32의 시리얼 터미널의 출력은 다음과 같다.




* Original credit goes to http://www.iotsharing.com/2017/09/how-to-use-arduino-esp32-can-interface.html



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