Projekt: Petrinis sensornätverk

[v-g]

Perfekt, tackar. Kollade runt nämligen och det finns ju en uppsjö av munstycken som (tyvärr) är rätt dyra. Enda priset jag fått fram är 15$/styck Rätt FETT överpris om man tex säger att en station (ungefär som din varmluftsdel) kostar c:a 60-65$ exklusive frakt då.

Har du även kört stiftlisterna med varmluft eller på det "manuella" sättet

Annat än lödning:
Vad är tanken för slags nätverk? Dvs vad tänker du mäta är det många noder som är påtänkt eller för kostnaden måste väl bli iaf ett par hundra per nod så att säga. Iofs kan väl varje nog ta x antal sensorer också men...

[f.petrini]

Det följde med 6-7 st munstycken till min station så jag har inte koll på vad de kostar. Man tycker ju dock att de inte borde kosta så mycket, det är ju inga avancerade prylar...

Alla hålmonterade komponenter är lödda på det vanliga sättet. Tveksamt om det funkar så bra med pasta och varmluft på dem och går nog knappast snabbare, som det gör med ytmonterat.

Jag hoppas jag får lite tid i helgen så jag kan skriva lite mer detaljerat om projektet då.
Noderna ska iaf. mäta diverse temperaturer och elförbrukning på mina värmepumpar, vv-beredare och totalförbrukning.
Jag har tre värmepumpar på olika ställen och att dra kablar överallt är uteslutet så trådlösa noder var det enda som funkade.
Totalt blir det nog 5-6 noder till mig själv, sen var farsan också intresserad så några till där.
Det är ett hobbyprojekt så kostnaden är inte så viktig, jag skulle gissa på runt 600kr per nod.

[f.petrini]

Sen mitt förra inlägg i denna tråden har det inte hänt mycket med mitt sensornätverk. Tyvärr har jag jag haft extremt mycket att göra med div. jobbrelaterade projekt så jag har inte kunnat lägga mer än några få timmar på detta projektet på 1.5 år. Nu har det dock lugnat ner sig lite så för ett par månader sen letade jag fram mina sensornoder igen.

Jag har fixat en ny version av kortet med några mindre förändingar:

RTC
Jag hittade ett antal realtidsklockor med I2C och batteribackup liggande så jag slängde dit en sån på kortet. Egentligen rätt onödigt eftersom noderna alltid kommer att ha tillgång till NTP-tid från LAN:et eller via XBee.

WiFi
Under tiden projektet legat på is så har jag använt Roving Networks WiFi-moduler (WiFly RN-171) i ett jobbprojekt. De modulerna är riktigt trevliga att använda för att fixa trådlös kommunikation till prylar. Storleken på modulen är lagom mycket mindre än XBee för att få plats med den mellan anslutningarna för XBee så jag fixade stöd för båda så jag kan välja vilken jag vill använda.
Jag kommer dock antagligen använda WiFly eftersom det är så mycket smidigare att kunna broadcasta information från noderna direkt till mitt LAN utan att behöva en brygga mellan XBee och Ethernet.

SN-WiFly1.jpg

SN-WiFly2.jpg

Voltage monitoring + power-up sequencing
Enligt specifikationen för CPU:n så krävs det att man ser till att 3.3V-matningen är stabil innan man släpper på 1.0V-matningen. I första versionen så struntade jag i detta och fastän det verkar fungera så ville jag göra rätt i denna versionen.
Jag läste i sommras om en liten rolig krets Silego GreenPAK och beställde då deras utvecklingskit som blivit liggande tills nu...
GreenPAK är små 2x2mm 8-pinnars chip som innehåller en programmerbar mixed signal array. Dvs. ett litet antal digitala och analoga block (analog/digital komparator, flip-fliop/latch, räknare/fördröjning, lookup-table, ADC, PWM, mm.) som man kan konfigurera och koppla ihop för att lösa div. problem.
Jag använder nu ett sånt chip till sensornoderna för att fixa spänningsövervakning, reset och uppstartsekvensen. Ersätter två stycken spänningsövervakningskretar och ett par logikkretsar + kringkomponenter med denna.

SN-GreenPAK1.jpg

GreenPAK:en är konfigurerad för detta:
Vänta på att 3.3V-matningen når 3.0 V.
Vänta några millisekunder.
Slå på 1.0V-matningen på DC/DC-konvertern.
Vänta på att 1.0V-matningen når 0.9V.
Vänta några millisekunder.
Släpp upp resetsignalerna till CPU:n.
Den håller också koll på en resetknapp och håller ner resetsignalerna i några millisekunder när man trycker på knappen.

SN-GreenPAK2.png

Övrigt
Jag plockade bort lite debugprylar (LED och knappar) som jag inte kommer att använda. Jag la till några saker som jag saknade på förra när jag började utveckla mjukvaran:

• En header med några pinnar kopplade till CPU:n för att kunna plocka in lite debuginfo i logikanalysatorn.
• TX/RX/CTS/RTS till en header för att enklare kunna kolla på kommunikationen med XBee/WiFly.
• En resetknapp.

[MiaM]

Trevligt projekt!

Är GreenPAK'en eller något annat i bygget konfigurerat så att reset garanterat dras vid eventuella korta spänningsbortfall, så att man slipper klassikern att det blinkat i lyset och inget fungerar förrän man gör vaktisreset?

[f.petrini]

Ja, GreenPak:en sköter det.
Om 3.3V spänningen sjunker under 3.0V så dras reset ner och uppstartsförloppet börjar om.

[blueint]

@f.petrini, Hur är det med effektförbrukning för WiFi ..?, det är väl en av anledningarna att just det RF-gränssnittet inte används så mycket?

Och den där "Silego GreenPAK" verkar ju rätt användbar
(bara man får installerat M$-varan)

[f.petrini]

Dags att fortsätta och kanske slutföra detta projekt... Dock hittade jag lite nya prylar som dykt upp sen jag sist höll på med detta så det blir (minst) en revision till av mitt kort.

Tanken tidigare var att mäta elförbrukning genom att koppla noderna till S0-/pulsutgång på elmätare och mäta tiden mellan pulserna (oftast 1000 pulser/kWh). Dock såg jag att det nu går att få tag på hyfsat billiga elmätare med Modbus RTU (asynkron seriell data över RS-485). Detta gör ju S0-pulserna helt ointressanta då jag via Modbus kan få reda på fler mätvärden och i absoluta siffror utan att vara tvungen att mäta tidsintervall på pulser och hålla koll på ackumulerat värde för total förbrukning.
Via Modbus kan jag direkt få ut spänning, ström, effekt (aktiv/reaktiv/skenbar), effektfaktor, frekvens, och total förbrukning. På trefas-mätarna får jag dessutom alla värden per fas + förhållanden mellan faserna. Mycket roligare alltså och ett måste att ha nu...

Jag köpte ett par elmätare (en 1-fas och en 3-fas) för att labba lite med och implementationen av Modbus var inga problem. Däremot fick jag skumma störningar på RS485-trådarna när jag kopplar in 3-fasmätaren, oavsett var i kedjan jag kopplar in den eller hur lång kabel jag har. Det är iof. inget problem eftersom störningarna har samma polaritet så A och B tar ut varandra eftersom RS485 är differentiell men ändå inget jag tycker borde vara där. Lyckades inte lista ut anledningen till störningarna så jag la på lågpassfilter på A och B bara för att bli av med störningarna.

scope_24.png

scope_35.png

I övrigt kommer jag at byta ut WiFi-modulen jag använt tidigare (Microchip WiFly RN-171) till Bluegiga WF121. Problemet med de förra är att de "emulerar" en seriell lina. Man konfigurerar den genom att gå in i kommandoläge för att ställa in destination (TCP/UDP, IP, port) och när man sedan går ur kommandoläget så kommer modulen att skicka allt som kommer på RX via TPC-/UDP-paket. Jag vill dock kommunicera med flera olika saker. Dels broadcasta mätdata på nätverket, dels periodiskt synka tiden på varje nod via NTP. Dessutom har jag firmware-uppdatering av noderna över WiFi så jag centralt kan säga åt en/flera noder att de ska hämta ny firmware via HTTP. I och med detta så blir det rätt bökigt att hålla på och konfigurera om modulen varje gång jag vill prata med olika saker. De nya modulerna har ett vettigt binärt API där man kan kommunicera med flera olika saker samtidigt. Dessutom har de nya modulerna stöd för SPI istället för UART viket jag tycker är trevligare och går att implementera mycket effektivare i XCore-processorn än UART.

Bland annat på grund av detta blev det till att designa om noderna. De största förändringarna är:
* En annan XCore-CPU med mer I/O då jag behöver lite fler 1-bitars portar och jag hade dem liggande.
* Ny WiFi-modul. Jag behåller dock stöd för den förra eftersom jag får plats med det på kortet.
* Stödet för XBee borttaget.
* Lagt till RS-485 transceiver. Behåller dock S0-stöd om jag skulle vilja använda det någonstans.
* Bytt RJ-45 mot skruvterminaler för 1-wire kommunikation.

Jag har skickat en beställning på några prototypkort som borde komma nästa vecka. Jag ville ha korten hyfsat snabbt så jag valde en tillverkare här i Europa, Eurocircuits i Tyskland som har tillverkning i Ungern (om jag inte minns fel). De är ju inte lika billiga som kineserna men jag slipper vänta en månad på mina kort och den här gången var det värt det...

c-top.png

c-bot.png

Jag blev positivt överraskad av Eurocircuits web-gränssnitt för att lägga beställningar. Mycket smidigt system för att ställa in parametrar inkl. uppladdning av Gerberfiler och grafisk presentation av lagren så man kan se att allt hamnat rätt i stacken. De kör även en online-DRC med grafisk presentation av ev. saker som inte stämmer överens med valda inställningar.

c-ec.png

Det kanske skulle vara dags att nämna lite om vad detta är till för också?
Jag gillar siffror och att mäta saker, inte bara nödvändigtvis för att ha någon nytta av det utan även för att det bara är kul...

När jag köpte mitt hus för många år sedan så körde jag till en början med pelletspanna och där fanns mycket kul att mäta på. Jag tror jag hade ett 20-tal mätpunkter på anläggningen. Allt jag mätte fanns i samma rum så det behövdes bara en insamlingsdator och ett antal meter kabel.

Till slut tröttnade jag på att sköta pelletsbrännaren så jag installerade luftvärmepumpar istället. Nu hade jag ju dock inget att mäta på pelletspannan längre utan började fundera på mätning av värmepumparna. Problemet är dock att de är utspridda och att dra långa kablar var inget alternativ. Alltså borde det bli ett trådlöst sensornätverk för att samla in data från flera ställen i huset och garaget...

[toffie]

Men lägg av!! Designen ser ju alldeles för vacker ut, varför är alla (eller ja alla utom en kanske(mig)) så ruskigt skickliga på att göra fina saker på det här forumet?

Jag är verkligen avundsjuk Riktigt snyggt!

Den övre skåpbilden.. är du säker på att du inte kopplat in sensorn.. på.. dig själv? Ser ju nästan ut som hjärtslag.


Intressant med bakgrunden också, det verkar vara en helt perfekt idé för projektet!

[NULL]

Glöm inte att dra ut kontakterna nån millimeter in i gavelplåten den här gången...

[snigelen]

Jag följde detta projekt från början, och fortsätter följandet nu.
Jag gillar också att mäta saker men jag brukar inte få tummen ur för så ambitiösa projekt.

[f.petrini]

Tack för att ni följer mitt projekt, det ger ju faktiskt extra incitament att jobba vidare. Jag brukar annars vara dålig med att slutföra privata projekt. När det gäller saker som involverar egen eller annans ekonomiska vinning så är jag dock tvärt om, jobbar mer än hälsosamt.

> Den övre skåpbilden.. är du säker på att du inte kopplat in sensorn.. på.. dig själv? Ser ju nästan ut som hjärtslag.
Ganska säker på det eftersom de där pulserna kommer med 30-45 μs intervall och så snabbt hoppas jag inte mitt hjärta slår.

> Glöm inte att dra ut kontakterna nån millimeter in i gavelplåten den här gången...
Bra tips, det är en detalj som är lätt att missa. Jag gjorde det felet på första versionen men det är fixat nu.


Kanske, om jag har tur, blir det lite avslappnande lödning i helgen. Eurocircuits var snabba med tillverkningen och fick iväg mina kort redan idag så nu hänger det på om UPS kan fixa leverans i morgon.
Det ser lovande ut men vet aldrig med UPS...

Kod: Markera allt

Vienna, Austria     05.03.2015	22:32	Departure Scan
                    05.03.2015	21:37	Arrival Scan
Budapest, Hungary   05.03.2015	20:57	Departure Scan
Vecses, Hungary     05.03.2015	19:43	Export Scan

[f.petrini]

Nu är kortet monterat och all funktionalitet testad. Jag lyckades få till allt helt korrekt förutom ett par små detaljer.

Jag missade att sätta thermal relief på de pinnar som går ner till jordplanet så de var lite bråkiga att löda ordentligt. Krävdes iof. bara lite mer värme så ingen fara...
Jag råkade också förväxla A och B i texten på kortet. Fattade först inte varför RS485-slavarna inte svarade men så fort jag satte en skåpprob på A så såg jag ju att den hade fel polaritet. Bara att byta plats på sladdarna så funkade det fint.

Justeringarna är gjorda och en lite större beställning gjord hos Seeedstudio.

Nu återstår lite programmering av drivare till BlueGiga-modulen sen är hårdvarudelen av projektet helt klar. Serverbiten (insamling/statistik/presentation) har jag knappt börjat på så där finns en hel del att göra... Jag har spenderat de senaste dagarna att lära mig Go och tycker hittils det är suveränt. På serversidan kan det nog bli Go jag använder istället för Ruby som är det jag jobbar mest med annars.

IMG_2944c.jpg

[toffie]

Stiligt kort! Med de röda lysdioderna och den gröna färgen med kontrasten, jag vet inte riktigt vad det är, men kortet ser ut att vara gammalt.. Ser ut som ett kort från 80-talet eller kanske tidigt 90-tal.. åtminstone för mig

Jag tycker det är vackert! Att se det här känns som om jag lyckats förverkliga det jag själv utvecklat under ett par år, bara att det inte är jag som gjort det Men på något sätt så känns det som att det jag själv utvecklat kanske kan bli riktig verklighet också

Det är ruskigt roligt att följa projekt på EF som får tiden att utvecklas och bli verklighet