Авторизация


...

Кто на сайте?

Сейчас 103 гостей и один зарегистрированный пользователь на сайте

  • sundbarr

Статистика

-Посетители : 25302
-Материалы : 210

Пользователь сайта продает...

  Корпус

Пользователь сайта покупает...

Удаленное управление оборудованием по локальной сети.

Автор: Николай Викторов Просмотров: 8942

 

 

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

Светодиодное табло.

02-11-2011 Sergey Roslik

Светодиодное табло.

  Предлагаю схему светодиодного табло на PIC18F25K22. Только не надо смеяться, что выбран мощный контроллер для управления светодиодами. С этой задачей мог бы справиться и PIC16F84. Контроллер был выбран из соображений цены и качества, да и в целях ознакомления. Ну...

ПП чтения EEPROM памяти данных.

24-05-2012 Super User

Чтение байта данных из EEPROM-памяти  данных. Для чтения байта данных необходимо до вызова ПП записать в регистр EEADR  адрес выбранной  ячейки в EEPROM-памяти  данных. Результат будет сохранен в "W".  

Об особенностях работы по интерфейсу RS485

15-11-2012 Бутывский Игорь

Об особенностях работы по интерфейсу RS485

  Долго искал в Интернете схему, связи компьютера с микроконтроллёром, работающую в двунаправленном режиме по интерфейсу RS485. Ссылок много, но на них крутятся 3 – 4 одинаковые схемы, по тем или иным причинам меня не устраивающие. Тимофей Носов, на форуме предложил схему...

ПП обработки символьной информации.

25-06-2011 Николай Викторов

ПП обработки символьной информации.

  Данная подпрограмма была применена в видеоадаптере (http://www.chipmk.ru/index.php/features/44-2011-02-17-08-07-05/125--pic18f46k20) на основе этой программы и рассмотрим пример вывода символа. В этой конструкции применен шрифт 8х8 , значит, для вывода одного символа необходимо задействовать восемь байт. К примеру ,  необходимо вывести символ «Я» .      


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

ChipMk.ru Яндекс.Метрика
PRCY.ru