[Praktek Gampang] Jam di TV dengan Arduino - Part 3 - Esp8266-01 Kirim NTP via I2C

Kegemaran saya mengoprek jam kalender dan TV dimulai sejak  membaca tulisan mengenai steve wozniak dan steve jobs tentang bagaimana mereka bekerjasama membuat hardware video game "breakout" di Atari, hingga akhirnya menciptakan komputer apple yang legendaris itu. Dulu saat penulis kuliah sempat mendapat praktikum interfacing monitor VGA tapi hanya selintas aja dan menyesal juga kenapa gak sedari dulu bisa mengerti walau nilai praktikum dapat A (nyontek teman yg pinter sihhh). Dari dua latar belakang tersebut dan ketika microcontroller semakin murah dan mudah didapatkan menjadi tantangan tersendiri bermain micro di TV dan terlihat seperti main-main dan menghabiskan waktu, memang itu benar tapi asyik lhoo!  Tapi jangan berkecil hati karena penulis juga dapat banyak ilmu terutama mengenai pemrograman script yang lebih efisien. Salah satunya adalah ketika tantangan komunikasi arduino ke ESP agar tidak mengganggu timer Atmega328 untuk scanning TV. Jika menggunakan Serial baik Hardware atau emulasi software tetap aja akan menimbulkan interfrensi timer. Untuk itu digunakan komunikasi dengan timer  yg independen yaitu I2C. Dari hasil googling didapat bahwa ESP8266 bisa juga dimanfaatkan sebagai I2C master dan Arduino sebagai Slave nya. 

Komunikasi I2C sudah tersedia librarinya dalam instalasi default sketch,  yaitu dengan library " wire.h ". Untuk arduino uno / mini / micro yg berbasis ATmega328 pin SDA = A4 pin SCL =A5 . Dengan menggunakan I2C maka master dapat mengirim data atau meminta data ke slave. Tiap komponen yg diakses memiliki address masing-masing. Untuk ESP8266-01 memiliki 2 output GPIO yang bukan berfungsi sebagai I2C secara spesifik, sehingga perlu dilakukan inisialisasi port sendiri mana yg berfungsi sebagai SDA atau SCL. 

Menyambung tulisan mengenai jam di TV dan esp8266 , maka sebelum melanjutkan ke bahasan dibawah ada baiknya paca dulu PART1 dan PART2. 

- Praktek Testing I2C

Kita akan mencoba menghubungkan ESP sebagai master, terhubung secara I2C ke Arduino sebagai Slave dan tujuannya adalah mengirimkan data kalender secara periodik. Slave kemudian akan menuliskan hasil data yg diperoleh ke Serial port.

Script Master ( ESP8266-01)

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiUdp.h>
#include "TimeLib.h"
//library I2c
#include <Wire.h>
//library NTP , unduh jika blom ada
#include <NTPClient.h>

const char *ssid     = "Nama Wifi";
const char *password = "Password";
//Offset WIB +7 , sesuaikan
const long utcOffsetInSeconds = 25200;

long previousMillis = 0;   
long interval = 10000; //tiap 10 detik
//Array kalender
char tanggalan[] ="20,1,1,23,59,0" ;

// NTP lokal, ubah jika perlu
WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "ntp.bmkg.go.id", utcOffsetInSeconds);

void setup(){
  Serial.begin(9600); //monitor
  Wire.begin(0, 2); 
/* Koneksi i2c  SDA=0 and SCL=2  pada ESP-01 */

  WiFi.begin(ssid, password);

  while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED ) {
    delay ( 500 );
    Serial.print ( "." );
  }

  timeClient.begin();
}

void loop() {

  unsigned long currentMillis = millis(); 

  if(currentMillis - previousMillis > interval) {

  previousMillis = currentMillis;
  timeClient.update();
  unsigned long epoch ;
  epoch = timeClient.getEpochTime();
  
//output ke array
  sprintf(tanggalan,"%2d,%02d,%02d,%02d,%02d,%02d", year(epoch)-2000, month(epoch), day(epoch), hour(epoch), minute(epoch), second(epoch));

  Wire.beginTransmission(8); /* address 8 */
  Wire.write(tanggalan);  /* kirim Kalender */
  Wire.endTransmission();    /* stop */
  Serial.print("tanggal : ");
  Serial.println(tanggalan);

  }
}



Script Slave (Arduino)

#include <Wire.h>


void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin(8);
//rutin event receive i2c
Wire.onReceive(espWifiReceiveEvent);

}

void loop()
{
delay(1);
}

//Kirim ke serial saat ada data i2c masuk

void espWifiReceiveEvent(int count)
{
Serial.print("Received[");
while (Wire.available())
{
char c = Wire.read();
Serial.print(c);
}
Serial.println("]");

}


Nah jika dilihat output pada serial monitor / putty disisi arduino/slave seperti berikut:

- SCRIPT JAM LENGKAP

Terdapat beberapa hal yg menjadi perhatian saat data diterima arduino pada port I2C, dimana timer tetap akan kacau kalau data i2c nya panjang. I2C akan hang itulah yg terjadi saat 17 byte char diterima ,  jadi diakali dengan melakukan penonaktifan I2C setelah data kalender lengkap. Peng-update-an tanggalan dilakukan setiap jam atau sesuai keinginan misalnya tiap jam 3 pagi jika TV mau nyala terus dan gak dipake emak nonton sinetron..hehehehe...ayuk kita kupas satu persatu.

#include <TVout.h>

#include <Wire.h>

#include "fontALL.h"

#include <String.h>

TVout TV;

long previousMillis = 0;    

byte second, minute, hour, dayOfMonth, month, year;

long interval = 200;

int tvx,tvy,tvradius,x2,y2,x3,y3;

char buff[20]="20,08,06,23,58,58";

int buffindex=0;

char incomingByte ;

//status flag

bool ntpkomplit = false;

bool ntpupdate = false;

//function nulis kalender dan jam

void printTime()

{

second++;

if(second >=60){

  minute++;

  second=0;

}

if(minute >=60){

  hour++;

  minute=0;

  //reset flag

  ntpkomplit=false;

  ntpupdate=false;

  

  //restart i2C

   TWCR = 0;

   Wire.begin(8); //address 8

   Wire.onReceive(espWifiReceiveEvent);

}

if(hour >=24){

  hour=0;  

  dayOfMonth++;

}

//jika flag ntp komplit maka update kalender

if( ntpkomplit == true && ntpupdate == false ){

//parsing koma ke kalender

  char* ptr = strtok(buff, ",");

  byte i = 0;

  while (ptr) {

    if( i ==0 )year=atoi(ptr);

    else if( i == 1)month=atoi(ptr);

    else if( i == 2)dayOfMonth=atoi(ptr);

    else if( i == 3)hour=atoi(ptr);

    else if( i == 4)minute=atoi(ptr);

    else if( i == 5)second=atoi(ptr);

    

    ptr = strtok(NULL, ",");

    i++;

  }

  //flag ntp telah terupdate

  ntpupdate = true;

}

//tulis kalender

TV.set_cursor(0,0);

TV.print( char( hour/10 + 0x30) );

TV.print( char( hour%10 + 0x30) );

TV.print(":");

TV.print( char(minute/10 + 0x30));

TV.print( char(minute%10 + 0x30));

TV.print(":");

TV.print(char (second/10+0x30));

TV.print(char (second%10+0x30));

TV.set_cursor(8,9);

TV.print(char(dayOfMonth/10+0x30));

TV.print(char(dayOfMonth%10+0x30));

TV.print("/");

TV.print(char(month/10+0x30));

TV.print(char(month%10+0x30));

TV.set_cursor(10,18);

TV.print("20");

TV.print(char(year/10+0x30));

TV.print(char(year%10+0x30));

  

//status NTP connecting atau OK 

if( ntpupdate == false)

{

  TV.set_cursor(10,38);

  TV.print("con");

}

else{

  TV.set_cursor(10,38);

  TV.print("OK!");

}

//gambar Jam

//courtesy of Giant Metal Robot Blog 

  

TV.draw_circle(tvx,tvy,tvradius-5,BLACK,BLACK);

float angle = second*6 ;

angle=(angle/57.29577951) ; //Convert degrees to radians  

x3=(tvx+(sin(angle)*(tvradius-6)));

y3=(tvy-(cos(angle)*(tvradius-6)));

TV.draw_line(tvx,tvy,x3,y3,WHITE);

angle = minute * 6 ;

angle=(angle/57.29577951) ; //Convert degrees to radians  

x3=(tvx+(sin(angle)*(tvradius-11)));

y3=(tvy-(cos(angle)*(tvradius-11)));

TV.draw_line(tvx,tvy,x3,y3,WHITE);

angle = hour * 30 + int((minute / 12) * 6 )   ;

angle=(angle/57.29577951) ; //Convert degrees to radians  

x3=(tvx+(sin(angle)*(tvradius-15)));

y3=(tvy-(cos(angle)*(tvradius-15)));

TV.draw_line(tvx,tvy,x3,y3,WHITE);

}

void setup()  {

//TV di mode NTSC

TV.begin(_NTSC,150,71);

TV.select_font(font6x8);

TV.clear_screen();

tvx= TV.hres()/2;

tvy=TV.vres()/2;

tvradius=TV.vres()/2 ;

//clock face lingkaran

 TV.draw_circle(tvx,tvy,tvradius,WHITE);

//hour ticks

for( int z=0; z < 360;z= z + 30 ){

  //Begin at 0° and stop at 360°

  float angle = z ;

  angle=(angle/57.29577951) ; //Convert degrees to radians

  x2=(tvx+(sin(angle)*tvradius));

  y2=(tvy-(cos(angle)*tvradius));

  x3=(tvx+(sin(angle)*(tvradius-5)));

  y3=(tvy-(cos(angle)*(tvradius-5)));

  TV.draw_line(x2,y2,x3,y3,WHITE);

}

  

  

  TV.set_cursor(10,30);

  TV.print("NTP");

  TV.set_cursor(0,55);

  TV.print("aisi555");

  TV.set_cursor(3,63);

  TV.print(".com");

//buka serial kalau mau debug

//Serial.begin(9600);

Wire.begin(8); // I2C

Wire.onReceive(espWifiReceiveEvent);

}

void loop() {

  

unsigned long currentMillis = millis();

if(currentMillis - previousMillis > interval) {

  previousMillis = currentMillis;

  TV.delay(980); // Sesuaikan antara 950-1000

  printTime();

  }

}

void espWifiReceiveEvent(int count)

{

 //buka blok serial kalau mau debug

//Serial.print("Received[");

//jika i2c terima data dan blum komplit kalendernya

while (Wire.available() && ntpkomplit == false)

{

 char c = Wire.read();

 //Serial.print(c);

 buff[buffindex]=c;

 buffindex++;

}

//Serial.println("]");

//Ntpkomplit = true Jika buffer kalender sampe menit terpenuhi 

if(buffindex >=14) {

  ntpkomplit = true;

  TWCR = 0; //bunuh i2c

  

}

buffindex = 0;

}

HASIL :

Proses update yg saya gunakan adalah tiap JAM atau menit ke 0, jadi memang tidak akan langsung terupdate akibat proses BITBANG tabrak menabrak antar timer vs i2c. Jadi seperti video berikut ini dapat dilihat UPDATE ke waktu NTP terjadi hampir  2 menit kemudian.

Bagaimana ? Sudah Mumet ? Sebaiknya baca dari awal ya PART1 dan PART2 dan juga bagian sebelumnya mengenai TV menggunakan microcontroller yang sudah saya tulis sejak 2012. 

SELAMAT MENCOBA