Авторизация


...

Кто на сайте?

Сейчас 68 гостей и один зарегистрированный пользователь на сайте

  • heydeeste

Статистика

-Посетители : 27976
-Материалы : 210

Пользователь сайта продает...

  Программатор Pic K-150

Пользователь сайта покупает...

Удаленное управление оборудованием по локальной сети.

Автор: Николай Викторов Просмотров: 9398

 

 

Т.е. запущена домашняя  локальная сеть и естественно появляется желания  задействовать данную среду в своих разработках.

Здесь мы рассмотрим один из вариантов реализации контроля и управления оборудования по локальной сети. При условии подключения к интернет появляется возможность управления из вне. Представьте ситуацию когда вы находясь далеко от дома можете контролировать работоспособность различного оборудования, включать и отключать электропитания, посмотреть температуру  в помещении  и мн.др..

Данное устройство предназначено в большей степени  для демонстрации работы, оно ограничено в некоторых функциях (контроль напряжения фаз, мощности, счетчик электроэнергии по нагрузкам…), т.к. делалось под конкретного заказчика. Тем не менее полностью работоспособно и позволяет контролировать входное напряжение электрической сети (1 фаза), температуру,  управлять электропитанием. К нему можно подключить различные цифровые датчики (к примеру: датчики движения, противопожарный и др.), при срабатывании которых  абоненту по локальной сети будет отправлено электронное письмо .

Устройство собрано на микроконтроллере PIC18F46K20  и   Ethernet-контроллер W5100

 

 

Ethernet-контроллер W5100.

Основные возможности W5100.

  • Аппаратная поддержка стека протоколов TCP/IP: TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, MAC
  • Одновременная и независимая поддержка 4-х соединений;
  • Поддержка 10BaseT/100BaseTX в полнодуплексном режиме;
  • Высокая производительность до 25Mbps;
  • Интерфейсы подключения к микроконтроллеру: Direct (Clocked), Indirect (Clocked), SPI (режимы 0 и 3);
  • Встроенный 16К блок двухпортовой статической памяти для буферов данных TX/RX;
  • Напряжение питания 3,3В; линии ввода/вывода поддерживают уровни сигналов 5,0В;
  • 0,18 мкм CMOS технология;
  • Соответствие RoHS-стандарту.

Ориентироваться будем  на готовый модуль (на фото ниже).  Можно конечно и самому попробовать спаять его, но в домашних условиях это  достаточно  трудно,  т.к. расстояние между выводами микросхемы очень маленькое и  сложно вытравить  плату.  Все таки проще заказать модуль , да  и по стоимости будет не значительно дороже.

alt

 

 

 

 

Принципиальная схема модуля.

 

alt

 

Как видно из схемы  на разъеме SX2 задействованы 7 выводов из которых 1, 2 это питание модуля. Остальные:

  • RST   (3) - сброс (reset ) при низком уровне.
  • NSS  (4) - выбор кристалла, низкий уровень.
  • SCK  (5) - вход тактового сигнала . Режим SPI.
  • MOSI (6) - выход данных.Режим SPI.
  • MISO (7) - вход данных .  Режим SPI.

Управлять модулем будет микроконтроллер PIC18F46K20 (Master SPI), соответственно W5100 у нас будет в режиме "ведомый" (slave SPI). Схема подключения  ниже:

 

alt

 

 

Недостатком в такой схеме подключения - это  нет выхода INT(прерывания) с W5100, который бы сообщал микроконтроллеру о событии (разрыв соединения, получения данных и других). По этому  придется периодически опрашивать  состояние одного из регистров  управления w5100,  что не совсем удобно.

На плате установлены smd светодиоды, сигнализирующие о состоянии работы контроллера сети. Так же индикация двух режимов "Link" и   "FDX"     параллельно отображается на разъеме RG45. Разъем, установленный на плате модуля имеет  встроенные трансформаторы  (еthernet-фильтры), необходимые для гальванической развязки  устройства.  По этому, при самостоятельной сборке необходимо брать разъем уже со встроенными фильтрами или устанавливать отдельные (можно выпаять практически от  любой сетевой карты).

Состояние индикации светодиодов.

  • LINK  -  при исправном  горит постоянно, при приеме или передаче  мигает.
  • SPD  -  горит при скорости связи 100 Мбит.
  • FDX   -  горит при режиме работы "Full duplex" (полный дуплекс).
  • COL  -  горит при конфликте в сети.
  • RX    -  горит при приеме данных из сети.
  • TX   -  горит при передаче данных в сеть.

Во всех случаях светодиоды горят при низком уровне  "0"  на соответствующем  выводе W5100.

Память Ethernet-контроллера W5100 не имеет банков (как в той же ENC28J60) и соответственно можно обращаться к любому регистру указав только его  адрес.

Память разбита на регистры управления, регистры сокетов, приемный и передающий буферы.

                      

alt

 

Более полное описание настройки регистров управления и сокетов W5100, распределения памяти и др. можно найти  в самоучителе или задать вопрос на форуме. А мы перейдем  непосредственно к устройству и разберем блок схему устройства.

 

 

Описание работы устройства.

Блок схема.

Управление реле происходит с выводов порта"D"  через линию задержки. Любое переключение вызывает ПП записи (записывается состояния порта в EEPROM) и при загрузке состояние восстанавливается. Для управления задействован весь порт и соответственно можно подключить до 8 реле. Линия задержки  представляет из себя  диод включенный в разрыв  каждой  линии и электролитический конденсатор емкостью 470 мкф.  При сбросе уровня сигнала в "0"   (отключено) реле останется включенным примерно  еще 3 секунды  (пока не разрядится конденсатор ). Задержка выключения нужна  при  необходимости в перегрузке микроконтроллера, когда микроконтроллер перегружается   подключенное оборудование остается включенным.  Емкость конденсаторов можно уменьшить до длительности перезагрузки МК.  Включение реле  происходит без задержки.

Датчики (1-8)   подключаются к Порту "В", выводы  которого подтянуты внутренними резисторами. Выводы не подключенных датчиков необходимо подключить к общему проводу (-).  При подключении датчиков  длинными проводами  необходимо предусмотреть  защиту от напряжения и гальваническую развязку. 

Датчики температуры подключены в выводам порта "A"   A1,A2   представляют из себя   1-проводный  цифровой термометр с программируемым разрешением DS18B20.

АЦП1-6   подключаются к аналоговым линиям  портов  "А" и "Е".  В этой прошивке  оставлен только один канал  для измерения напряжения сети. Для гальванической развязки применен маломощный понижающий трансформатор. 

Для связи с  еthernet-контроллером  задействован аппаратный модуль SPI, подключенный к порту "С".

 

 

 

Схема устройства.

 

alt

 

Кварц  10 МГц  подключается   к выводам 31 и 30 .  МК работает в режиме PLL, тактовая частота соответственно 40 МГц.  Кнопка "rezet"  необходима для восстановления "заводских "  настроек, при удерживании кнопки  во время включения питания в течении 3-4 секунд загружаются  сетевые настройки прописанные при прошивке микроконтроллера.  В модуле W5100 установлен стабилизатор 3,3 вольта.  Реле управляется микросхемой  ULN2003,  которая содержит  в себе  7 управляемых  ключей на основе  составного транзистора Дарлингтона, кроме последнего.

 

Настройка  устройства.

 

Удаленное управление микроконтроллером  производится  по локальной сети. Причем не обязательно устанавливать на компьютер специальное программное обеспечение, а просто зайти  любым браузером, установленным на вашем компьютере и в адресной строке набрать IP (адрес) устройства. Но  первоначально необходимо настроить его для работы в вашей сети. Для этого необходимо сделать следующее:

  • подключить устройство витой парой  к компьютеру и   присвоить  сетевой карте ПК IP адрес 192.168.1.1,  маска подсети 255.255.255.0 .
  • в адресной строке браузера набрать первоначальный  IP адрес устройства 192.168.1.4 . В результате должна открыться вот такая страница:

alt

 

  • нажимаем "настройка" и переходим на страницу настройки параметров  устройства.

alt

 

  • IP адрес устройства - выбрать  из свободных адресов  вашей сети и нажать кнопку "Отправить данные". Если данные введены не правильно будет предупреждение, иначе появится окно с предложением ввести пароль. Пароль по умалчиванию  12345. Если пароль был введен правильно, то  появится вот такое сообщение:

alt

 

 

  • Далее, по очередно как и с настройкой IP адреса устройства, произвести  настройки  MAC адреса,  адреса шлюза и по необходимости изменить маску подсети.  Для того что изменения вступили в силу необходимо перегрузить устройство нажав кнопку "перегрузить".  Через 2-3 секунды устройство будет доступно с новыми параметрами.  Естественно обращаться  нужно по новому адресу, не забыв при этом вернуть настройки сетевой карты ПК.

В этом варианте для отправки электронных сообщений  необходимо, что бы в локальной сети  работал SMTP сервер, без авторизации клиента.   Для настройки почтового клиента необходимо сделать следующее:

  • Указать адрес получателя электронного письма, нажать кнопку отправить запрос и после введения пароля, как и при присвоении IP адресов появится сообщение об выполнении операции.
  • Далее указываем IP адрес компьютера на котором запущен SMTP сервер.
  • Назначаем порт сервера (обычно 25)
  • Указываем адрес отправителя (наша конструкция).

Настройки почтового клиента вступают сразу, без перегрузки микроконтроллера.

Остается только поменять пароль... Вводим 5 цифр .

Все, на этом настройка полностью завершена.

Задать вопрос на форуме.

Скачать прошивку

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !
.

 

Случайные статьи....

Prev Next

Алгоритм работы с плавающей запятой. Часть третья

01-05-2012 Александр Милевский

Алгоритм работы с плавающей запятой. Часть третья

  Определимся, как будем располагать числа в разрядной сетке. Вариантов много. А раз так, зачем, что-то изобретать, есть международный стандарт предоставления чисел IEEE 754. «Standard for Binary Floating-Point Arithmetic». Переводится  «Стандарт для двоичной aрифметики с плавающей запятой». Вот и разберемся с...

Радиомаяк для ребенка-электронный поводок

18-02-2017 Super User

Радиомаяк для ребенка-электронный поводок

  В этой статье автор под псевдонимом "Mizar" делится своим устройством для контроля ребенка (маячок). Идея создания устройства у автора появилась после приобретения печального опыта поиска ребенка в зале аттракционов в торговом центре. Предоставлена все необходимая документация для повторения, включая...

USB ICD2 производство фирмы «OLIMEX» Болгария.

03-06-2011 Александр Милевский

USB ICD2 производство фирмы «OLIMEX» Болгария.

    Купил такой отладчик. Попросили снять копию. Сначала не решался, но взялся. Мотивация такой работы была проста, будет основа для изготовления реально работающего отладчика и программатора. В Интернете много схем, но ни одну не получилось мне запустить. Конечно, тогда про...

Модуль регулятора и счетчика оборотов коллекторного двигателя

18-02-2012 Александр Милевский

Модуль регулятора и счетчика оборотов коллекторного двигателя

Данное устройство разрабатывалось как устройство стабилизации двигателя насоса для домашней производственной установки. Предназначено для жесткой фиксации скорости перекачивания жидкости насосом. Два объемных насоса должны качать жидкости в определенном соотношении, и никакие внешние воздействия не должны это соотношение менять. Жидкости разные...


Все права принадлежат ChipMK.ru. При копировании материала ссылка обязательна. 2011-2017 © ChipMK.ru

ChipMk.ru Яндекс.Метрика
PRCY.ru