Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60

czareqpl 29 Sie 2017 21:52 5814 55
  • Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60
    Witam wszystkich

    Chciałem się podzielić projektem, który wykonałem dla swojego znajomego w ramach wspólnej zabawy w elektronikę i informatykę ;)

    Założenia:
    -Zasilanie DC 12-48V
    -Komunikacja przez Ethernet
    -Możliwość obsługi kilku przycisków
    -Możliwość sterowania kilku przekaźników
    -Możliwość podłączenia termometru DS18B20

    Parametry techniczne:
    -Moduł sterownika:
    ·8 wejść analogowo-cyfrowych
    ·8 wyjść cyfrowych
    ·3 piny na podłączenie termometrów DS18B20
    ·Komunikacja ze światem przez Ethernet (datagramy UDP) za pomocą ENC28J60
    ·Oprogramowanie napisane w Bascomie.

    -Moduł rozszerzenia:
    ·3 wejścia cyfrowe pod włączniki
    ·3 przekaźniki 230VAC/10A
    ·3 złącza do podłączenia termometrów

    Całość tworzy kanapkę, którą można wcisnąć w głęboką puszkę instalacyjną.
    Laminat dwustronny z soldermaską, opisem i HAL'em bezołowiowym. Wykonane w firmie Gama. Niestety spieprzyli projekt płytek rozszerzeń. Miały zwarcia, które musiałem dremelem korygować... Dostałem za to rabat stałego klienta 8% ale od 2015 roku nic u nich nie zamawiałem...


    Działanie:
    Po zaprogramowaniu mikrokontrolera ustawia on sobie domyślny adres MAC, IP, maskę i bramę. Możemy je później modyfikować napisaną specjalnie do tego aplikacją w VB.NET. Taki panel administratora.
    Zasadniczo moduł działa w ten sposób, że jeżeli zmieni się stan któregoś z wejść, wysyła on zapytanie do serwera "stało się to i to, co mam robić?" Po tym serwer odpisuje co moduł ma robić, np "nie rób nic", "zmień stan wyjścia nr 2" itp.
    Jeżeli serwer nie odpowie w czasie 1 sekundy to w aplikacji administracyjnej możemy zaprogramować "Akcje domyślne". Jest to zestaw prostych działań, takich jak "zmień stan wyjścia nr 3", "wyłącz wyjście nr 1". Dzięki temu system działa w formie scentralizowanej oraz rozproszonej w przypadku awarii serwera.

    Refleksja:
    Niestety po włożeniu modułu do puszki jest dosyć ciasno... Trzeba dobrze zaplanować temat już na etapie kucia ścian pod puszki aby zapewnić kieszonkę na nadmiar kabli elektrycznych.

    Zdjęcia:
    Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60 Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60 Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60 Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60 Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60

    Podsumowanie:
    Niedługo będzie wdrażać to rozwiązanie w praktyce. Na biurku, kilkanaście urządzeń podłączonych do swicha działa bez problemów.



    Poniżej schematy i rysunki montażowe dla sterownika oraz płytki rozszerzeń.

    Pozdrawiam serdecznie.


    Fajne!
  • #2 30 Sie 2017 00:39
    Espablo
    Poziom 13  

    Hehe. Już widziałem tą kanapkę :) TUTAJ
    Mam pytanie dlaczego dałeś tyle rezystorów przy LM2596S. Chodzi mi o te R42, R44, R33, które w sumie dają 3,13k. W dokumentacji piszą, że może tam być rezystor 3k dla 5V. Chciałeś podnieść napięcie do 5.2V?

  • #3 30 Sie 2017 06:53
    czareqpl
    Poziom 20  

    Espablo napisał:
    Hehe. Już widziałem tą kanapkę :) TUTAJ

    Tak, kiedyś się tam pochwaliłem swoim modułem... To jest w sumie dosyć stary projekt.

    Espablo napisał:
    Mam pytanie dlaczego dałeś tyle rezystorów przy LM2596S. Chodzi mi o te R42, R44, R33, które w sumie dają 3,13k. W dokumentacji piszą, że może tam być rezystor 3k dla 5V. Chciałeś podnieść napięcie do 5.2V?


    Ogólnie chciałem mieć 5V plus. Aby nie spadło w przypadku długich ścieżek i większych obciążeń. Zaprojektowałem także płytkę do sterowania 8'ma elektrozaworami, gdzie są wykorzystywane wszystkie 8 wyjść z modułu sterownika. Przy wysterowaniu 8 przekaźników pobierany prąd jest już znaczny. To 5V2 miało dać 100% pewności, że nic nie klęknie.

    A tak duża ilość rezystorów jest podyktowana chęcią optymalizacji BOM'a. Dołożenie każdej kolejnej rolki do automatu Pick&Place kosztuje. Przy serial do tysiąca sztuk, opłaca się bardziej użycie większej ilości rezystorów jednej wartości niż dokładanie jednej konkretnej wartości.

  • #5 30 Sie 2017 08:52
    krisRaba
    Poziom 22  

    Na schemacie masz "POE_VIN", ale nie wygląda, żeby faktycznie było tam POE wyciągane z gniazda RJ45. Do zasilania planujesz osobny kabel podłączany do złącza 3-pin? Nie myślałeś, żeby faktycznie zasilanie puścić skrętką? Nawet jeśli nie masz switcha POE, to są dostępne różnej maści "wstrzykiwacze" zasilania (POE injector).

    Patrząc na ułożenie RJ45, to w grę wchodzą chyba tylko puszki łączone (z przepustem) lub puszki podwójne. W takiej puszcze jak na zdjęciu podłączenie Ethernetu byłoby chyba karkołomne? Niby da się odrobinę płytkę przesunąć w górę, ale zakładając zagipsowany w tym miejscu na sztywno kabel, chyba ciężka sprawa...
    Wydaje mi się, że lepszą opcją byłoby umieszczenie gniazda RJ45 całkowicie z tyłu, ale otworem na wtyczkę w kierunku środka płytki. Wtedy nadmiar kabla można zwinąć z tyłu w puszcze, po czym wpiąć RJ-tkę i włożyć swobodnie moduł... choć i tak na jakiejś wysokości puszki będą dodatkowe kable podłączone do sterowania.

    Co pełni rolę wspomnianego przez Ciebie serwera? Jedna z płytek, czy osobny komputer?
    Dodano po 9 [minuty]:

    ditomek napisał:
    rozbudowałbym to o MQTT konfigurowalne przez Twój panel administracyjny.

    Ciekawy pomysł. Też pierwsze co przyszło mi do głowy, to jakaś forma sterowania oparta o tryb rozgłoszeniowy. Moduł, w którym się zdarzyła jakaś akcja rozgłasza to w komunikacie i jeśli inny moduł jest zainteresowany danym komunikatem, to podejmuje odpowiednią akcję na jego bazie. W ten sposób system jest rozproszony i nie musi mieć centralnego sterownika. Potem kwestia do rozpatrzenia, czy jest wymagany jakiś sposób potwierdzania czy nie, zależnie od wagi danego sygnału (jak nie zapali się światło to najwyżej klikniesz drugi raz, ale jak nie zadziała elektrozawór przy zalaniu, bo moduł zgubił ramkę, to "trochę" gorzej ;) ).
    Dałoby się w sumie zbudować logikę, w której część zdefiniowanych zdarzeń zamyka się tylko w obrębie modułu, część jest rozgłaszana, jeśli w konfiguracji inny moduł potrzebuje takiej informacji. Przy zapisywaniu logiki dzieli się ona na fragmenty dla poszczególnych modułów i jest podgrywana :)

  • #6 30 Sie 2017 09:01
    czareqpl
    Poziom 20  

    Tak, faktycznie używam tam 24VDC puszczone w skrętce + 1 żyła na RESET uC.
    Wcześniej robiłem badania z wykorzystaniem gniazd od Molex'a, które mają kontroler PoE i na wyjściu dają już DC do kilkunastu watów. Fajne rozwiązanie, polecam, jednak gniazda są dosyć duże. Dlatego podłączam zasilanie DC wydłubane ze skrętki i podłączone do Molex'a 3 pin jak w wentylatorach PC. Tam jest _, -, RESET.

    Łączenie jest karkołomne, kupiłem krótkie wtyczki RJ45. Są o około 50% krótsze od standardowych.
    W instalacji domu w miejscu gdzie jest zaplanowany moduł, dostaje on osobną puszkę i rozszerzony frontpanel o puste pole...


    Rolę serwera BĘDZIE pełnić Raspberry Pi, lub terminal x86 na windows embedded, Sam nie wiem co będzie. Trzeba będzie napisać jakąś aplikację serwerową. Tydzień roboty, skrzynka piwa i się zrobi ;)

  • #7 30 Sie 2017 09:16
    krisRaba
    Poziom 22  

    Tylko "z pomyślunkiem" żeby pojedyncza awaria nie spowodowała "ciemność widzę, ciemność" ;)

  • #8 30 Sie 2017 09:33
    michcior
    Poziom 28  

    Projekt, wykonanie, staranność, pierwsza klasa.
    Jednak, oprócz walorów jw oraz własnej satysfakcji, konstrukcja kompletnie bez sensu:
    1) Bardzo droga! Pomnożone przez liczbę gniazdek daje pewnie nie wiele mniej jak KNX, samo gniazdko Ethernet z trafo to min 7zł.
    2) Wykorzystanie Ethernetu to potworna przesada! Przecież nie będziemy przesyłać grubych megabajtów! Każde gniazdko to oddzielny kabel do switch-a. Samo okablowanie to koszmar. Jeśli już ciągnąć oddzielny kabel do każdego punktu, to można zrobić komunikacje na setki sposobów za 1/10 ceny połączenia Ethernet a w zupełność wystarczającą do przesyłu paru bajtów parę razy w ciągu dnia! Inne interfejsy jak RS485 umożliwiają topologię "daisy-chain", czyli od punktu do punktu jeden kabel
    3) Windows Embedded na RPI - ja, podkreślam "ja" bym się wstydził.
    4) Systemy z centralką (a tu też i switch) bez której wszystko przestanie działać są niepoważne. Sam zrobiłem system, w którym wszystkie wszystkie punktu są we wspólnej sieci i "słyszą" się nawzajem. Prosta logika w każdym punkcie umożliwia działanie zupełnie autonomiczne od jakiejś tam centralki.

    krisRaba napisał:
    Moduł, w którym się zdarzyła jakaś akcja rozgłasza to w komunikacie i jeśli inny moduł jest zainteresowany danym komunikatem, to podejmuje odpowiednią akcję na jego bazie

    Dokładnie tak to zrobiłem, moduł w kontakcie "rozgłasza" dwubajtowy kod, jak moduł np przy lampie mam zaprogramowaną reakcję na ten kod, to wykonuje. Banał, ramka ma 9 bajtów wraz z CRC

  • #9 30 Sie 2017 09:34
    czareqpl
    Poziom 20  

    krisRaba napisał:
    Tylko "z pomyślunkiem" żeby pojedyncza awaria nie spowodowała "ciemność widzę, ciemność"


    Po to właśnie zaimplementowałem "Domyślną akcję" gdy padnie serwer. Jak padnie główny zasilacz 24V no to AMBA... Będzie ciemno... Jednak jak będziemy to już montować to postawię 2 zasilacze i interfejs aby możliwe było ich szybkie przełączenie.

  • #10 30 Sie 2017 09:52
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Super! Właśnie projektuję podobny system, jednakże działający po WiFi. Czy szukałeś może jakichś dobrych rozwiązań zasilaczy z 230 V do np. 3.3 V, które dałoby się zmieścić na PCB w puszce? staram się zmieścić w jednej płytce, ale widzę, że może jednak lepiej dać taką kanapkę jak Ty dałeś.

  • #11 30 Sie 2017 09:56
    czareqpl
    Poziom 20  

    Przymierzałem się do HLK--PM01 ale w ostatnim zleceniu ostatecznie poszedłem w transformator zalewany. Liczyła się niezawodność, stabilność i jak najmniejsza emisja EMC/EMI.
    Myślę, że warto spróbować tego modułu, zwłaszcza ze względu na cenę.
    Tańszy będzie jedynie dzielnik reaktancyjny i przetwornica DC/DC tolerująca duże zmiany w napięciu wejściowym.

  • #12 30 Sie 2017 10:08
    ditomek
    Poziom 18  

    @michcior takie skomplikowane systemy jak ten powstają jako efekt (jak określił to kiedys mój kolega) onanizmu intelektualnego :-)
    To nie prztyczek do autora, żeby nie było ze się czepiam. Ja wybrałbym (i zresztą wybrałem) skoncentrowanie całej elektroniki w szafie.
    Pomimo kompletnego braku czasu marzy mi się jednak wykonanie podobnego jak prezentowany system. Po co?
    Głownie dlatego że można. Że po otwarciu szafy widać tylko pięknie ułożone skrętki. Bo TCP to dzisiaj jakby standard a 485 jawi się jako poprzednia epoka.
    Ale na pewno nie dlatego że funkcjonalność na tym zyska bo nie zyska.

  • #13 30 Sie 2017 10:11
    czareqpl
    Poziom 20  

    ditomek napisał:
    Pomimo kompletnego braku czasu marzy mi się jednak wykonanie podobnego jak prezentowany system.


    Jakby co to mam trochę tych modułów na zbyciu ;)

  • #14 30 Sie 2017 10:26
    ditomek
    Poziom 18  

    @czareqpl Dziękuje za chęci :-)
    Nawet gdybym je u Ciebie nabył to i tak przeleżały by w szufladzie co najmniej do zimy a później nie wiadomo ile czasu dłużej.
    Buduje dom i w wolnych chwilach (a jest ich niesamowicie mało bo jestem na tym etapie, że większość prac wykonuje samodzielnie) kończę własny system oparty na AVRach i archaicznym 485 :-)
    Nie byłbym jednak sobą gdybym nie zapytał na ile wyceniasz taki moduł.
    pozdrawiam

  • #15 30 Sie 2017 10:31
    czareqpl
    Poziom 20  

    Produkcja tych modułów wyniosła mnie coś około 80-90zł za sztukę. Moduły były składane na automacie SMD za co musiałem zapłacić. Nie żałowałem kondensatorów, miało być dobrze a nie tanio...

    Spoko, nie agituję. Jeden z tych modułów użyję u siebie w aucie do kontroli klimatyzacji, którą ostatnio montuję...

  • #16 30 Sie 2017 10:38
    Espablo
    Poziom 13  

    ghost666 napisał:
    Super! Właśnie projektuję podobny system, jednakże działający po WiFi. Czy szukałeś może jakichś dobrych rozwiązań zasilaczy z 230 V do np. 3.3 V, które dałoby się zmieścić na PCB w puszce? staram się zmieścić w jednej płytce, ale widzę, że może jednak lepiej dać taką kanapkę jak Ty dałeś.

    Widziałeś mój moduł inCan?

  • #17 30 Sie 2017 10:52
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Espablo napisał:
    ghost666 napisał:
    Super! Właśnie projektuję podobny system, jednakże działający po WiFi. Czy szukałeś może jakichś dobrych rozwiązań zasilaczy z 230 V do np. 3.3 V, które dałoby się zmieścić na PCB w puszce? staram się zmieścić w jednej płytce, ale widzę, że może jednak lepiej dać taką kanapkę jak Ty dałeś.

    Widziałeś mój moduł inCan?


    Widziałem i są dla mnie jedną z inspiracji ;). W sumie to chciałbym stworzyć bardzo podobny system, aczkolwiek nie chcę używać gotowego zasilacza. Myślałem o wykorzystaniu LNK305 lub podobnej kości do zrobienia małej przetwornicy impulsowej + LDO, aczkolwiek rozwiązanie z gotowym zasilaczem może okazać się jednak tańsze :D.

  • #18 30 Sie 2017 11:32
    szymon122
    Poziom 36  

    Również moim zdaniem Ethernet jest kompletnie bez sensu w tego typu konstrukcji. Esp8266 było by idealne, albo rs485 jeśli upierasz się na kabel. Jaki jest pobór prądu przez jedną płytkę?

  • #20 30 Sie 2017 11:51
    MODI
    Poziom 15  

    czareqpl napisał:
    Produkcja tych modułów wyniosła mnie coś około 80-90zł za sztukę. Moduły były składane na automacie SMD za co musiałem zapłacić. Nie żałowałem kondensatorów, miało być dobrze a nie tanio...

    Gdzie montowałeś płytki? Opowiesz coś więcej na temat jak wygląda taka produkcja krótkoseryjna? W jaki sposób wyceniają płytki? Jak już napisałeś cena zależy od ilości rolek elementów itd.

  • #21 30 Sie 2017 12:02
    czareqpl
    Poziom 20  

    MODI napisał:
    Gdzie montowałeś płytki?

    Lokalizacja jest ściśle tajna ;)

    MODI napisał:
    Opowiesz coś więcej na temat jak wygląda taka produkcja krótkoseryjna?

    Mam kontakt z człowiekiem, który dysponuje automatem. Zbieram BOM, dostarczam plik do pick&place'ra, rysunek montażowy i po kilku dniach odbieram.

    MODI napisał:
    W jaki sposób wyceniają płytki?

    Znajomy patrzy na mój zlutowany ręcznie prototyp, drapie się po brodzie, coś tam szemra, kręci głową i mówi cenę. Z reguły zbyt niską jak na tą robotę wiec płacę mu więcej niż chce. Wszyscy są zadowoleni.

  • #25 30 Sie 2017 16:37
    teldata
    Poziom 1  

    Podoba mi się bardzo to, że ma eth przewodowe. Mam pytanie do szanownego Kolegi: czy ten moduł może współpracować z domoticzem?

  • #26 30 Sie 2017 18:05
    czareqpl
    Poziom 20  

    czareqpl napisał:
    @czareqpldo drukowane.pl wysyłałeś dane w jakim formacie?

    Dla tego zlecenia wysyłałem gerbery. Kiedyś jak rysowałem w expressPCB to wysyłałem im PDF'y i też dawali radę.

    teldata napisał:
    czy ten moduł może współpracować z domoticzem?

    Aktualnie nie. Jednak wszystko jest kwestią napisania odpowiedniego kodu dla Atmegi32.

  • #27 30 Sie 2017 20:06
    Bojleros
    Poziom 14  

    Witam,

    Projekt bardzo interesujący. Nie wiem jednak dlaczego się Kolega zdecydował na Ethernet + udp + własny protokół ? Jeżeli mamy mieć punkt centralny to użycie standardowego protokołu daje szansę na poszukanie otwartego projektu spod szyldu scada/hmi. Czy kolega widzi jakieś zalety w kupowaniu płyty i ramu dla x86 oraz Windowsa embedded ? Wydajnościowo malina powinna dać radę bez problemu przy czym trzeba pamiętać o żywotności karty SD i nie przesadzać z zapisami.

    Z tego co czytałem to te moduły są raczej modułami IO z funkcją powrotu do czegoś, co można nazwać stanem bezpiecznym (w momencie utraty centralki). Koledzy wspominali także o komunikacji rozgłoszeniowej. Proste jak konstrukcja cepa ale ograniczy zastosowanie urządzeń wyłącznie do jednego segmentu LAN a tu widać potencjał w tym urządzeniu.

    A może krok w stronę systemu rozproszonego ? Logika na poziom puszek a serwer wyłącznie do konfiguracji , logowania i webui ?

  • #28 30 Sie 2017 20:20
    czareqpl
    Poziom 20  

    Bojleros napisał:
    Czy kolega widzi jakieś zalety w kupowaniu płyty i ramu dla x86 oraz Windowsa embedded ?

    Kupiłem taki terminal za 100 zł :D

    Bojleros napisał:
    A może krok w stronę systemu rozproszonego ?

    Jak już wspominałem, chodziło raczej o zwiększenie niezawodności.

    Bojleros napisał:
    Logika na poziom puszek a serwer wyłącznie do konfiguracji , logowania i webui ?

    Generalnie tak.

  • #29 31 Sie 2017 16:44
    RaStro
    Poziom 12  

    czareqpl napisał:
    Bojleros napisał:
    A może krok w stronę systemu rozproszonego ?


    Jak już wspominałem, chodziło raczej o zwiększenie niezawodności.



    No ale to właśnie rozproszenie systemu zwiększa jego niezawodność. W systemie z jednostką centralną to ona jest najsłabszym ogniwem, zwykle jest najbardziej skomplikowana a więc i najbardziej awaryjna. Jak zdechnie to nic nie działa.

  • #30 31 Sie 2017 19:34
    czareqpl
    Poziom 20  

    Dorzucam jeszcze fotkę dodatkowej płytki z rozszyciem na 8 przycisków i 8 przekaźników. Przeznaczenie tej płyty to sterowanie elektrozaworami centralnego ogrzewania.
    Moduł Ethernet do instalacji inteligentnego budynku ATMega32 &ENC28J60

 
Promocja -20%
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
tme