Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

bobeer 09 Dec 2021 17:17 1839 7
  • Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

    Projekt przedstawia bezprzewodowy przedłużacz z użyciem małych mikrokontrolerów oraz chińskich modułów z klonem NRF24, użyty w celu sterowania oświetleniem z sieci 240V, wyzwalany napięciem sieciowym także.

    Początek wynalazkowi dał błąd elektryka realizującego instalację, który zamiast przewodu z włącznika podłączył doń napięcie na stałe, a nie dało się tego już łatwo przerobić.

    Nadajnik
    W roli nadajnika występuje moduł radiowy sterowany przez tiny13, do tego zasilacz beztransformatorowy. I to by było właściwie na tyle, gdyby nie kilka szczegółów. Pierwszym jest fakt, że nadajnik jest zaprojektowany na bardo niski pobór prądu oraz szybko rozpoznaje stan napięcia sieci. A to w celu wysłania ramek z informacją, że przełącznik został wyłączony, zanim energia w kondensatorze zostanie wyczerpana. Warto też zwrócić uwagę, na użycie białej diody LED w roli zenerki. Użyta dioda ma bardzo ostrą charakterystykę, i spisuje się tutaj doskonale, przy okazji sygnalizując doprowadzone napięcie. Podsumowując, nadajnik podczas zasilania wysyła około 10 ramek na sekundę, po odcięciu zasilania zdąży nadać jeszcze około 2-3. Dane są krótkie, niezaszyfrowane, informują odbiornik o tym czy włącznik ścienny jest załączony czy też właśnie ktoś go wyłączył. Ze względu na czas zimnego startu modułu radiowego, nadawanie ramek po zasileniu układu jest opóźnione o około 100ms. (Na zdjęciu wersja jeszcze bez piątej diody do detekcji napięcia).
    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

    Odbiornik
    Odbiornik posiada identyczny moduł radiowy, zamontowany na płytce uniwersalnej, również sterowany przez tiny13. W tym przypadku kontroler steruje też oświetleniem LED (jak w poprzednim odcinku pt: „Tiny13 Easy touch” ). Niewielkie płytki zostały schowane w obudowie zasilacza, co nie obyło się bez konsekwencji.



    Testy nabiurkowe – dygresja.
    Podczas sklecania systemu łączności okazało się że, chińskie moduły są poważnie upośledzone i zachowywały się dość dziwacznie. Dla przykładu nadajnik i odbiornik umieszczone 10 cm od siebie miały ogromne straty w pakietach. Remedium było dołączenie kondensatora do jednego z wyprowadzeń interfejsu SPI nadajnika (można znaleźć w internecie spekulacje na temat powodów niedomagań chińskich klonów, nie będziemy tego tu dogłębnie analizować). Druga rzecz po jakiej upewniłem się, że moduły nie posiadają oryginalnych układów NRF24, był brak poprawnej obsługi ramek autopotwierdzeniowych 'Enhanced ShockBurst™ '. Czasem coś tam przeszło, ale trudno było dojść jak zrobić żeby to działało stabilnie. W naszym przypadku jednak, używamy komunikacji jednokierunkowej, więc nie ma to większego znaczenia.

    Wracając do odbiornika, założeniem było umieszczenie go w zasilaczu, który dostarczał 12V do zasilania oświetlenia. Niestety po umieszczeniu układu wewnątrz, sprzęt nie działał prawidłowo. Przyczyny były dwie. Pierwsza to bardzo wrażliwy na zakłócenia układ generatora kwarcowego w module radiowym. Wystarczało aby obudowa rezonatora dotykała obudowy zasilacza i można było zapomnieć o jakimkolwiek odbiorze ramek. Drugi problem, to po prostu słaba czułość radia po umieszczeniu anteny w aluminiowym ekranie obudowy. Pierwszy problem należało rozwiązać przez przylutowanie do masy obudowy rezonatora (również w nadajniku warto to zrobić). Drugi to wyprowadzenie anteny na zewnątrz obudowy (wystarczy odciąć część meandra na pcb i wyprowadzić na zewnątrz niedokładnie falowo dopasowany kabelek). Ponieważ w moim przypadku nadajnik od odbiornika dzieliły max 3m, po takim zabiegu wszystko zaczęło działać jak należy.
    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny
    Logika odbiornika.
    Moduł w zasilaczu cały czas nasłuchuje ramek i sprawdza jeden z bitów w celu określenia czy światło ma zostać włączone czy wyłączone. W przypadku braku odbioru ramek przez kilka sekund, oświetlenie automatycznie zostaje wyłączone. Ze względu na ciągły charakter pracy, moduł radia na jak się okazało Si24R1 jest reinicjalizowany w niewielkich odstępach czasu.

    Odbiornik działa od miesiąca bez żadnych problemów, nie zdażyło się również zgubienie ramek informujących o wyłączeniu oświetlenia (światło gaśnie zawsze od razu, nie po kilku sekundach).
    Nadajnik jak widać na filmie znalazł się w przysufitowej części lampy, bo tam z wielu względów najlepsze na niego miejsce.





    W załącznikach źródło i wsad do procesorów.
    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    bobeer
    Level 28  
    Offline 
    Has specialization in: elektronika
    bobeer wrote 1427 posts with rating 485, helped 56 times. Been with us since 2001 year.
  • #2
    User removed account
    Level 1  
  • #3
    bobeer
    Level 28  
    P_otr_k wrote:
    Zastosowałeś zasilacz beztransformatorowy z dwoma równoległymi kondensatorami 470nF, co daje 920nF w sumie. Do tego rezystory szeregowe 2k7 i 8k2 i dopiero zasilanie Vcc.

    Ani to 470n, ani to dwa razy. Wystarczyło popatrzeć na zdjęcie, wyraźnie widać, że to jeden kondensator 47nF w klasie X2.
    Wartości elementów nie są wyliczone optymalnie, bo nie mam wszystkich wartości oporników i kondensatorów w szufladzie, czasem wkładam to co mam pod ręką. Faktem jest że na rezystorze 8k2 będą straty, ale w ogólnym rozrachunku to bez większego znaczenia.
    Zasilacz jest zrobiony tak aby nie brał więcej jak 0.5W, przy wydajności kilku mA dla tych 2.5V.
  • #4
    SylwekK
    Level 32  
    Zastanawiam się trochę dlaczego użyłeś armaty na muchy :) Moduły 2.4GHz do włączania światła przesyłające non-stop ramki na odległość 2-3 metrów to zaśmiecanie i tak już sponiewieranego pasma często używanego dla WiFi co na pewno nie jest bez wpływu na pobliskie routery. Dlaczego nie użyłeś, np. kompletu o rząd tańszego FS1000A gdzie do komunikacji jednokierunkowej spokojnie wystarczy?

    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny

    Nawet bez dodatkowych anten bez problemu by działało w pomieszczeniu nie zakłócając i nie odbierając śmieci z zewnątrz.
  • #5
    bobeer
    Level 28  
    SylwekK wrote:
    Dlaczego nie użyłeś, np. kompletu o rząd tańszego FS1000A gdzie do komunikacji jednokierunkowej spokojnie wystarczy?


    FS1000A pracuje na 433MHz i o wiele więcej śmieci z niego wyleci poza pomieszczenie. Wole zaśmiecać 2.4GHz gdzie jak wiadomo od lat jest i tak totalny syf, niż pasmo 433MHz (jak wspomniałem ramki z nadajnika są bardzo krótkie i nie zajmują sporo pasma - routery wifi też rozsyłają ramki beacon zwykle z częstotliwością 10Hz). Użyte moduły kosztują po 5zł sztuka, a FS1000 5zł komplet, więc wiele tańszy nie jest (o wiele prymitywniejszy i jednokierunkowy).
    Chciałem sobie napisać sterownik do modułów bo się mogą jeszcze przydać do trochę bardziej skomplikowanego zastosowania.
    Chciałem sprawdzić czy da się to zmieścić do tiny13 i czy będzie to działać bez używania sygnału CE w modułach.
  • #6
    SylwekK
    Level 32  
    bobeer wrote:
    Użyte moduły kosztują po 5zł sztuka

    O to mnie zaskoczyłeś, bo ja widziałem ich w cenie duuużo wyższej.

    bobeer wrote:
    Chciałem sprawdzić czy da się to zmieścić do tiny13

    Aaa to też się ceni :) Sam piszę na tego malucha rzeczy, które teoretycznie nie mają prawa się tam zmieścić :)
  • #7
    William Bonawentura
    Level 33  
    Jak wyszło to finansowo w porównaniu do gotowych rozwiązań?
    Zdalnie sterowane oświetlenie w szafie na Attiny13 i Si24R1 - RCtiny
  • #8
    bobeer
    Level 28  
    William Bonawentura wrote:
    Jak wyszło to finansowo

    Fatalnie. Majfrenda nic nie przebije. ;)

    A tak poważniej, to nie bardzo jest sens porównywać to łeb w łeb, bo mój projekt nie jest dokładnym zamiennikiem takiego systemu jak na obrazku który zamieściłeś. Pewnie działa też w innym paśmie i w ogóle jest przeznaczony pod inne założenia.

    Można z grubsza oszacować koszta materiałowe zużyte na ten prototyp.
    Procki i moduły to około 20zł, do tego jakaś drobnica ... No nie wiem może w 30zł by się udało zamknąć koszta (bez zasilacza 12V).

    (Przy aktualnych cenach detalicznych tiny13 po 5zł, to nie ma sensu używanie tego procesora w nowych projektach- ja kupowałem po 1zł lata w tył i wykańczam zapasy)