Форум РадиоКот

И снова КОРАБЛИК ! ))

sashamelja писал(а):на этой неделе тему закроем.

sashamelja кудато пропал... Пора закрывать Часть 4.

Видеоотчёт Часть 4:
1.Собрали кораблик - https://www.youtube.com/watch?v=8DyU3NnTP60
2.Испытания дома - https://www.youtube.com/watch?v=cQme_y4TORw
3.Добавили экран и сделали меню - https://www.youtube.com/watch?v=qWojRM-tjP0
4.Немного исправили меню и провели испытания на воде...
Финальное видео - https://www.youtube.com/watch?v=VvzbTWOdV3g

Краткое описание. Протокол передачи стандартный: PCM-256. (http://www.rcdesign.ru/articles/radio/p ... ztoc8736_3). Схема, печатка, прошивка, исходники прилагаются: *Данный продукт распространяется на условиях "свободной лицензии" - (https://ru.wikipedia.org/wiki/Свободная_лицензия). ))

P.S. Экранчик OLED 128x64 (контроллер SH1106) можно заменить на более простой Nokia 5110. Вариант от MASIK: Схема, печатка, прошивка, исходники смотри выше.

Часть 4. The End.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ещё пару слов о самодельном радиомодуле собраного из обычной рации Часть 1. (на первой странице этого форума). В самодельном радиомодуле мы так же использовали протокол передачи PCM-256, только в отличии от заводского радиомодуля (nRF24L01+), в самодельном радиомодуле мы использовали Манчестерское кодирование (https://ru.wikipedia.org/wiki/Физическо ... одирование).
На выходе приёмника стоит усилитель-ограничитель. На осциллограмме видно, что при небольшом расстоянии от пульта сигнал на выходе усилителя-ограничителя чёткий, практически без шумов: При большом расстоянии от пульта, сигнал на выходе усилителя-ограничителя идёт с шумами. Однако и при таком сигнале наш кораблик работает исправно.)) У нас в приёмнике цифровая обработка сигнала: По изменению уровня сигнала МК восстанавливает из зашумлённых импульсов наш "манчестер" (используется дифференциальный цифровой фильтр).
Конечно, по нормальному надо использовать АЦП и оцифровывать как положено)). Тогда из схемы можно убрать усилитель-ограничитель, а сигнал снимать с предварительного усилителя (или прямо с детектора приёмника) и подавать сразу на АЦП в МК. В этом случае схема будет такая: И ещё. С точки зрения радиоканала, а мы сейчас говорим об использовании для радиоуправления корабликом обычной, стандартной рации (самодельной или заводской, значение не имеет), для передачи голоса, наверное предпочтительней использовать не манчестеркое кодирование, а стандартные поднесущие частоты. Например ПАКЕТНЫЕ РАДИОМОДЕМЫ, где используется две поднесущие частоты - "0" соответствует частота 1200 Гц, а "1" - 2200 Гц. http://programming-lang.com/html/hard/modem1/10.htm
При этом теоретически получаем более равномерный спектр передатчика. Правда, при использовании поднесущей скорость передачи меньше (в среднем в 1,5 раза) по сравнению с манчестерским кодированием. Но с другой стороны, мы ведь можем использовать не две, а более поднесущих (передавать не по одному биту, а сразу по несколько бит) и тем самым повысить скорость передачи. Т.е. повысить плотность информации (бит/герц). Правда при этом снижается дальность связи, т.к. с увеличением количества поднесущих требуется более мощный сигнал (больше отношение сигнал/шум на выходе приёмника), иначе МК не сможет их различить в шумах)).
А можем применить и другие виды модуляций... например фазовую... или многоуровневую... более высоких порядков)) Например сейчас у нас FSK-2, можем сделать FSK-4 (как в некоторых заводских радиомодулях). И т.д. и .т.п.))
ПАКЕТНЫЕ РАДИОМОДЕМЫ для радиоуправления - тема интересная, займёмся этим позже)) А сейчас переходим к Часть 5. ))
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Часть 5. В этой части мы будем управлять корабликом по интернету! С помощью ноутбука/телефона (с Wi-Fi)... и т.д.
Для этого нам нужно найти/сделать/придумать Wi-Fi и Ethernet. )) В инете есть любопытные проекты... Например вот: http://cxem.net/uprav/uprav34.php Надо сделать нечто подобное)) Wi-Fi роутер не до конца доломанный есть. Главная проблема - как нам в схему кораблика добавить Ethernet? Есть идеи? ))

Часть 5. В этой части мы будем управлять корабликом по интернету! С помощью ноутбука/телефона (с Wi-Fi)... и т.д.
Для этого нам нужно найти/сделать/придумать Wi-Fi и Ethernet. )) В инете есть любопытные проекты... Например вот: http://cxem.net/uprav/uprav34.php Надо сделать нечто подобное)) Wi-Fi роутер не до конца доломанный есть. Главная проблема - как нам в схему кораблика добавить Ethernet? Есть идеи? ))

Я рекомендую начать с более чёткого описания целей разработки новой версии. В частности, если она будет улушением предыдущих, то в каком плане? Пока возникает масса вопросов, на которые приведённый выше параграф описания не даёт однозначного ответа. Например, почему WiFi? Хотите камеру прикрутить к кораблю (зачем она ему?) или приведённый пример проекта был просто пример? И если WiFi, то причём здесь Ethernet? Хотите кораблём по проводам управлять или прикрутить Ethernet-камеру к WiFi роутеру как в том проекте по ссылке? Если камеру, в сети есть проекты подключения камер непосредственно к МК. Зачем вообще ставить громоздкий роутер на модель, когда имеются компактные WiFi модули, некоторые даже снабжённые коннектором для подключения более эффективной внешней антенны? Неужели только потому, что уже есть в наличии недоломанный старый роутер?

Нет чёткого описания целей разработки новой версии. Я просто хочу чтобы КОРАБЛИК мог выходить в интернет... для начала в изернет)) Как я уже писал выше "проект КОРАБЛИК создан с целью изучения современных технологий". )) А WiFi в кораблике пока рассматриваю просто как дополнительную опцию. Например как запасной канал связи или для других целей... или для подключения разных устройств... камеры.. эхолоты... GPS навигаторы... и т.д.

Ser60 писал(а):Зачем вообще ставить громоздкий роутер на модель

Ну просто.. потому что мне его девать некуда)) А это http://cxem.net/uprav/uprav34.php просто как пример, куда можно использовать старый роутер... Не выбрасывать же его))
WiFi модули ESP8266 уже хотели использовать (см. выше). Потом ими займёмся.
Был ещё в планах GPS - навигатор... и даже SIM 800 (SIM 900) для GSM связи... http://codius.ru/articles/GSM_модуль_SIM800L_часть_1
Но для начала хочу изернет в КОРАБЛИК ! ))

Сейчас наш кораблик можно подключить к компьютеру только по UART. У меня есть такой кабель (переходник USB-UART). там внутри микросхемка... или есть другие переходники USB-UART... я уже подключал к компу... по такой схеме можно выводить все данные кораблика на компьютер (программа монитор). И через эту же программу можно управлять нашим корабликом. Правда не очень удобно)) Надо писать значения в терминале - например "лево 20" ... "вперёд 30" ... ))

Можно считывать данные и/или управлять нашим корабликом прямо с ноутбука (программа монитор). Питание схемы прямо с USB (+5V). Только повторяю - это неудобно! )) И главное - это не интересно... Хочу изернет в КОРАБЛИК! ))

P.S. Кроме того, проект "кораблик" это платформа для других проектов, например "Умный Дом".
Берём кораблик и быстро переделываем в умный дом))
- вместо фар - подключаем освещение дома.
- вместо серво - ставим шаровый кран - датчик протечки оставляем как есть.
- датчик температуры подключаем например к бойлеру и к другим устройствам.
- всё это выводим (по проводам или по радиоканалу) на главнй пульт управления с экранчиком (одним или несколькими).
- добавляем часы (для всяких таймеров).
- быстренько переписываем программу... было "меню кораблик" >> стало "меню умный дом". ))
...
Впринципе всё есть. Только нет выхода в интернет. Вот почему нам так жизненно важен изернет в кораблике)) Так понятней?))
Ну и просто для спортивного интереса (я ещё не вникал во все тонкости работы интернета). Надо же с чего то начинать.

Мне всё ещё не ясно чего конкретно хотите добиться введениен изернета в кораблк. Однако, если в плане освоения новых технологий, достаточно просто добавить изернет в проект можно путём использования продукции фирмы WIZnet, как самих чипов, так и модулей на их основе. У меня есть здесь статья про пдин из таких. Сегодня у фирмы имеются более новые решения, в апноутах найдёте даже примеры их использования на С.

https://radiokot.ru:443/circuit/digital/measure/114/ - Да, интересно. Спасибо.
Уже заказал модули на W5500. Судя по форумам - самый лучший из своей серии. С него и начнём)) А пока модуль едит (из Китая путь не близкий), хотелось бы ещё рассмотреть один вариант.

Программный стек сетевых протоколов, таких как TCP, UDP, IP, ARP... меня не пугает)) В инете куча статей на эту тему. Например вот - http://we.easyelectronics.ru/electro-an ... erver.html

Есть ещё одна интересна идея подключения МК напрямую к роутеру (или сетевой карте). Например тут подключили напрямую -
http://we.easyelectronics.ru/plis/softo ... ase-t.html
И вот тут тоже подключили МК напрямую, причём напрямую в порт коммутатора, без трансформатора (!) - https://marsohod.org/index.php/projects/94-ether-send
И т.д.
Всё говорит о том, что это возможно))

Тогда возникает вопрос - можно ли вместо ПЛИС использовать ATmega8, с реальной максимальной тактовой частотой 25 МГц... И как это лучше сделать? ))

К сожалению высокочастотного осциллографа под рукой нет, посмотреть сигнал на выходе сетевой карты пока не могу, но есть осциллограммы в инете)) Например вот так выглядит сигнал Ethernet 10Base-T на выходе сетевухи: Чётко виден "манчестер"))
А вот преамбула (сигнал похоже инвертирован)- 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 А вот сигнал старт байта (сигнал похоже инвертирован)- 10101011 (так называемый Start of frame delimiter). И т.д. )) Вообщем смысл ясен)) Такой же манчестер, как в нашем кораблике на самодельных модулях)) Только одна проблема... в кораблике частота манчестера 1 кГц, а в Ethernet 10Base-T частота манчестера 10 МГц... )) А в остальном всё тоже самое))

Теперь совственно вопрос - как ATmega8, с максимальной тактовой частотой 25 МГц... должна записать сигнал 10 МГц? ))
Первое что приходит на ум - использовать внешний буфер... например на двух сдвиговых регистрах... или можно придумать ещё что-то))

Да, мы со студентами делали проекты и на W5500. Они сейчас выпускаются на платах примерно того-же размера, что и старые WIZ820.

Теперь совственно вопрос - как ATmega8, с максимальной тактовой частотой 25 МГц... должна записать сигнал 10 МГц?

Программно реализовать низшие уровни стека протоколов, тем более на меге, не есть правильно. По крайней мере я смысла в этом не вижу никакого. Мягче говоря и другими словами, мне это не интересно. Для этой цели обычно используют Ethernet драйверы типа ENC28J60 (в сети тоже куча примеров с ним), которые реализуют PHY или лучше MAC+PHY уровни, в связке с МК. Помню, лет 10 назад занимался подобным проектом в купе с dsPIC33, чтобы реализация высших протоколов в память влезла, но потом полностью перешёл на модули WIZnet, хотя они и не без "закидонов".

До 16 битных dsPIC33 я ещё не дошёл...
Использовать ENC28J60 не вижу смысла... за туже цену лучше купить W5500 с апаратной реализацией стека протоколов))

Ser60 писал(а):Программно реализовать низшие уровни стека протоколов, тем более на меге, не есть правильно.

Мы на сайте радиолюбителей... Всё что тут делают люди - всё не есть правильно.)) Или (к примеру) по Вашему собирать самодельные радиоприёмники на радиолампах... в 21 веке - это есть правильно? )) А именно этим многие тут и занимаются.

Нашёл!))- https://www.fpga4fun.com/10BASE-T4.html

Самодельный Ethernet 10Base-T адаптер на простой логике)) (даже фото есть) - http://www.aholme.co.uk/Ethernet/EthernetRx.htm

И про какие стеки мы вообще говорим ? Для радиоуправления (и телеметрии) используем пакет фиксированной длины. Записать данные в массив, посчитать контрольную сумму и отправить пакет по сети... Для это не нужны стеки)) - https://www.fpga4fun.com/10BASE-T2.html

Оказывается всё уже придумано за нас))

за туже цену лучше купить W5500 с апаратной реализацией стека протоколов

Дело не в цене. Рано или поздно наткнётесь на ограничения и негибкость внутренней реализации протоколов в W5500. С домашним роутером скорее всего будет работать без проблем. Однако, на кампусе у нас потом поставили слишком умные огромные свитчи и роутеры с хитрой схемой экономии энергии и домашняя реализация передачи данных не всегда срабатывала. Ещё позже весь кампус перевели под IPv6 и W5500 кончилась (нужна была полная поддержка IPv6 включая DHCPv6). Вот тут-то и вспомнится ENC28 с гибкой программной реализацией стеков. Может и есть где-то адаптация W5500 для всего этого, но я искать не стал из-за неактуальности и перешёл на "нормальный" контроллер (Кинетис К64) с аппаратным модулем MAC-NET и программной реализацией верхних протоколов. А позже на WiFi, которая поддерживается ПО модулей гораздо лучше, чем встроенные сетевые протоколы в W5500.

И про какие стеки мы вообще говорим ?

См. про сетевую модель OSI:

и отправить пакет по сети... Для это не нужны стеки

Смотря по какой сети и что значит "отправить". Если связь точка-точка по приватному каналу с фиксированным получателем, то это одно. При передаче данных по сети Интернет (или любой другой коммерческой) существуют определённые правила (=протоколы и их совокупность и называется стеком). Если будете реализовывать свой приватный канал для радиоуправления и алгоритм передачи и всё с нуля и по-своему, то, конечно, стандартные стеки не нужны.

Ser60 писал(а):См. про сетевую модель OSI:

Да знаю я модель OSI ))

Ser60 писал(а):кампус перевели под IPv6

IPv6 в нашей деревне появится ещё не скоро..))

Ser60 писал(а):вспомнится ENC28 с гибкой программной реализацией стеков. Может и есть где-то адаптация W5500

Судя по даташиту, у всех W5100, W5200, W5500... и т.д. есть режим MAC RAW. Цитата из даташита:
"режим MAC RAW (Socket 0) может передавать пакет MAC (Ethernet-кадр) без соединения" ...
В даташите даже нарисовали MAC RAW: Короче, записываем МАС адрес и длину Ethernet-кадра, а программный стек сетевых протоколов, таких как TCP, UDP, IP, ARP... и т.д. пишем сами))

Ser60 писал(а):Смотря по какой сети и что значит "отправить".

Для радиоуправления (в пределах локальной сети) можно использовать любой протокол. Даже просто MAC RAW)) Будем просто гонять Ethernet-кадры по сети)) Только боюсь мой роутер не моймёт... Это вам не свитч)) Хотя не знаю... это надо будет проверить))
Ну хорошо, тогда для маршутизации по сети (локальной или с выходом в Интернет) используем простой протокол UDP. ))

Да, для одного сокета режим MACRAW у W5500 может быть выходом в простых ситуациях. Однако, как я упоминал, для "домашних" условий скорее всего будут нормально работать встроенные протоколы в W5500. Практически уверен в этом, т.к. проблем дома с W5500 не наблюдал. Поэтому и рекомендовал её.

Такс.. и что у нас тут)) Приехали вот такие модули для нашего кораблика)) На W5500. Теперь надо курить даташит... )) Пипец "китайцы" там расписали... ))

Продолжим тестировать модуль W5500.

Вот тут подключили МК к локальной сети - http://we.easyelectronics.ru/electro-an ... i-cgi.html

Повторим эксперимент...))

Берём схему нашего кораблика Вместо радиомодуля nRF24L01+ подключаем изернет модуль W5500 Теперь сделаем на базе W5500 простенький “TCP SERVER”. Настраиваем W5500 в режим TCP/IP согласно даташиту от производителя. (https://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=pr ... p_function)
Пишем в память МК HTML (https://ru.wikipedia.org/wiki/HTML) строку <html>Привет от кораблика!</html>
Проверяем: В строке браузера пишем локальный IP адрес нашего кораблика (192.168.0.2). Подключаемся к кораблику по локальной сети... Компьютер (192.168.0.3) отправляет кораблику GET запрос... Кораблик нам в ответ отправляет HTML строку <html>Привет от кораблика!</html> Всё работает... )) Смотрим анализатор трафика: Замечательно)) Кораблик в режиме “TCP SERVER” у нас работает.))

Теперь у нашего кораблика появилась своя Веб-страница))
--------------------------------------------------------------------

Теперь надо чем-нибудь поуправлять... Например включить/выключить подсветку экранчика Nokia 5110.
И так...
Кораблик у нас в режиме приёма. Кораблик (модуль W5500) принимает все запросы (SYN) на соединение по локальной сети на IP адрес 192.168.0.2, порт 80 и автоматически отправляет всем в ответ приветствие (Привет от кораблика!)...))
После чего кораблик автоматически закрывает соединение (FIN) и ждёт нового соединения...

Чтобы включить/выключить подсветку экранчика, нужно отправить кораблику GET запрос, в котором необходимо указать что мы хотим..))
Например для того что-бы просто включить подсветку экранчика отправим условный запрос... например цифру "1".
А что-бы выключить подсветку отправим соответственно цифру "0"... по-моему логично))

Чтобы отправить GET запрос кораблику с цифрой "1" достаточно просто в адресной строке браузера написать цифру "1"... логично))
Проверяем: Работает..))
-Кораблик принял GET запрос с цифрой "1" (цифра "1" в шестнадцатиричной системе - 0x31, согласно таблице ASCII).
-Кораблик увидел в GET запросе цифру "1" и включил подсветку экранчика Nokia 5110.

Теперь выключим подсветку. Пишем в адресной строке браузера цифру "0". Работает..))
-Кораблик принял GET запрос с цифрой "0" (цифра "0" в шестнадцатиричной системе - 0x30, согласно таблице ASCII).
-Кораблик увидел в GET запросе цифру "0" и выключил подсветку экранчика Nokia 5110.

Мдя...
------------------
В принципе радиоуправления корабликом по Wi-Fi у нас уже готово)) Достаточно просто поставить в наш кораблик старенький Wi-Fi роутер (который не жалко если утонет ), как это сделали тут - http://cxem.net/uprav/uprav34.php и можно отправляться в путь)) Управлять будем из браузера строки любого устройства с Wi-Fi... ноутбука, планшета и т.д.)) Только добавим команды... "вперёд", "назад", "лево", "право"... и т.д. ))
------------------
Всё это интересно, но управлять из строки браузера неудобно...)) Тогда сделам посложней...

Пишем Формы
HTML позволяет создавать формы для отправки различных данных на сервер. http://htmlbook.ru/samhtml/vvedenie-v-html

Добавим пару кнопок для управления подсветкой Nokia 5110. Для этого запишем в кораблик простенький код кнопок (простенькую форму). Теперь разберём подробно как это всё работает..)) Смотрим анализатор трафика (и показания экранчика кораблика Nokia 5110):

1- Пишем в адресной строке браузера IP адрес нашего кораблика. Браузер отправил "пустой" GET запрос кораблику: 2- Кораблик проанализировал "пустой" GET и отправил браузеру страничку (форму). Браузер принял страничку (форму) и нарисовал две кнопки (ON и OFF): 3- Теперь нажимаем кнопку ON. При нажатии кнопки ON браузер отправил GET запрос кораблику, с указанием параметров запроса (? - начало запроса, LED - подсветка экранчика, 1 - включить подсветку). Кораблик принял GET запрос, проанализировал и включил подсветку экраничика: 4- После этого кораблик отправил страничку (форму) подтверждения включения подсветки экранчика. Браузер принял подтверждение: 5- Теперь нажимаем кнопку OFF. При нажатии кнопки OFF браузер отправил GET запрос кораблику, с указанием параметров запроса (? - начало запроса, LED - подсветка экранчика, 0 - выключить подсветку). Кораблик принял GET запрос, проанализировал и выключил подсветку экраничика: 6- После этого кораблик отправил страничку (форму) подтверждения выключения подсветки экранчика. Браузер принял подтверждение: Всё..)) Вот так всё просто работает..))
-------------------------------------------
HTML позволяет создавать кучу всего... кнопки, переключатели, ползунки, загружать картинки, ссылки... и т.д. и т.п. )) Это уже называется Веб-дизайн... ))

Далее... Потребление у модуля 5500 довольно большое...
~140 mA на скорости 100 Мбит/c
~80 mA на скорости 10 Мбит/c ...
Выбираем пониженную скорость...
Правда я так и не понял, как программно перевести модуль на пониженную скорость... Регистр настройки PHY не работает - если записать другое значение (отличное от заводских), моудуль W5500 просто отключает весь блок PHY... Может кто знает в чём проблема?
Пока просто замкнул выводы TD- и RX-, чтобы W5500 не мог работать на 100 Мбит/c... После включения W5500 немного подумав... переключается в режим пониженной скорости 10 Мбит/c...
Автоопределение у W5500 работает чётко.. )) https://en.wikipedia.org/wiki/Autonegotiation

roman.com писал(а):Пока просто замкнул выводы TD- и RX-, чтобы W5500 не мог работать на 100 Мбит/c...

Если Вам лень прочитать документацию то, хотя, посмотрите на свою схему - с последнего Вашего поста.

Вы вообще не читаете вопросов? Повторяю - как программно перевести модуль на пониженную скорость ?

Мне не лень читать документацию: Для непонятливых перевожу:

Цитата из даташита W5500:
"Настройка режима работы PHY:
Аппаратная настройка с помощью выводов PMODE [2: 0] на схеме.
Программная настройка с помощью регистра OPMDC [2: 0]..."
Конец цитаты.

Я хочу настроить PHY программно. Но похоже эта функция не работает...

Никто кроме Вас не знает что Вы там делаете в программе. По моему очень хорошо разписано что и как надо .....

Да и кому нужно такое извращение?

Уже сам разобрался. Функция работает. Просто перед настройкой PHY забыл сделать программный сброс PHY... Тогда всё работает как надо))
А то тут уже предложили бежать за паяльником... и перепаивать выводы на плате... Развелось советчиков... блин..))

Я Вам советовал читать и вникать в документацию. И как оказалось - там все разписано .......

А не

roman.com писал(а):замкнул выводы TD- и RX-

А то сразу - Помогите-е-е-е. Не работает! Ошибка в чипе ...... и т.д. и т.п.

А всё оказалось ......