AVT-5157.pdf
(
1325 KB
)
Pobierz
032-035_przekaznik_internetowy.indd
Dodatkowe materiały >>
Przekaźnik internetowy
W artykule przedstawiamy
unowocześnioną wersję
LAN–owego restartera, który
opisywaliśmy w EP1/2007. Jest
to urządzenie, które może
być przydatne do zdalnego
zarządzania routerami
i switchami w małych (na
przykład domowych lub
osiedlowych) sieciach LAN.
Rekomendacje:
przekaźnik internetowy polecamy
osobom administrującym
małymi sieciami ethernetowymi,
pozwala on zdalnie (poprzez
przeglądarkę WWW) przywrócić
prawidłową pracę routera lub
switcha w sytuacji, gdy uległ on
zawieszeniu.
Początkowo przekaźnik internetowy miał
stanowić unowocześnioną wersję LAN–oewgo
restartera opisanego w EP 1/2007. W pierwo-
wzorze wykorzystywano linię telefoniczną do
chwilowego odcięcia zasilania urządzeń odpo-
wiedzialnych za rozdzielanie sygnałów w sieci
LAN (routery, switche) w przypadku, gdy urzą-
dzenie takie przestanie działać poprawnie (po
prostu zawiesi się). Zaletą, a jednocześnie wadą
układu było to, iż był on sterowany niezależnym
od sieci LAN kanałem – linią telefoniczną. Linia
taka musiała być dostępna w sąsiedztwie infra-
struktury LAN.
Opisany niżej przekaźnik z założenia miał
posiadać takie same funkcje, jednak jego kana-
łem kontrolnym miała być sama sieć LAN. Autor
miał na myśli rozbudowane sieci LAN, łącznie
z elementami sieci bezprzewodowych. Urządze-
nie sterowane z poziomu przeglądarki WWW
potrafiłoby odłączyć zasilanie np. Access Pointa,
który przestał poprawnie pracować. Warunkiem
byłoby jednak to, iż po stronie kablowej wszyst-
kie urządzenia (np. switche), które umożliwiają
komunikację z samym restarterem musiałby
działać bez zarzutu. Na
rys. 1
przestawiono
przykładową sytuację (autentyczną), w której
opisywany układ jest przydatny z punktu wi-
dzenia użytkownika sieci. W budynku wielo-
kondygnacyjnym do istniejącej infrastruktury
LAN dołączono Access Point łączący budynek
z dostawcą Internetu. Urządzenie było jednak
zawodne. Co jakiś czas następowała przerwa
w dostawie Internetu. Jedyną metodą napra-
wienia sytuacji było ręczne wyzerowanie urzą-
dzenia przy pomocy lokalnego przycisku, bądź
proste odłącznie zasilania. Czynność ta była jed-
nak uciążliwa z punktu widzenia użytkowników
pracujących na poszczególnych kondygnacjach.
Szybkim rozwiązaniem problemu było zastoso-
wanie przekaźnika internetowego w obwodzie
zasilania Access Pointa. Użytkownik w chwili
dostrzeżenia problemu z dostawą Internetu
mógł zdalnie odciąć, a następnie dołączyć zasi-
lanie AP, powodując jego restart.
Podczas tworzenia schematu urządzenia au-
tor doszedł do wniosku ze spektrum zastoso-
wań może być dużo większe. Ponieważ układ
jest w stanie sterować (z poziomu interfejsu
WWW) niezależnie dwoma przekaźnikami, to
dlaczego nie używać go do ogólnych zastoso-
wań automatyki domowej, czy nawet przemy-
słowej. Z myślą o tym, w dalszej części arty-
kułu zostanie zaprezentowana prosta aplikacja
(napisana w LabVIEW) sterująca układem.
Podsumowując: układ przekaźnika interne-
towego jest urządzeniem sterującym w sposób
niezależny dwoma przekaźnikami. Włączanie
i wyłączanie przekaźników może odbywać się
z poziomu interfejsu WWW urządzenia (przy
użyciu przeglądarki), jak również przy pomocy
AVT–5157
W ofercie AVT:
AVT–5157A – płytka drukowana
AVT–5157B – płytka + elementy
PODSTAWOWE PARAMETRY
• Płytka o wymiarach 76x50 mm
• Napięcie zasilania: 6...9 VDC
• Pobór prądu przy załączonych obu przekaź-
nikach: ok. 350 mA
• Niezależne sterowanie dwoma przekaźnika-
mi poprzez sieć Ethernet
• Sterowanie z poziomu interfejsu WWW, jak
również z poziomu niezależnej aplikacji (LV)
PROJEKTY POKREWNE
wymienione artykuły są w całości dostępne na CD
Tytuł artykułu
Nr EP/EdW
Kit
Karta przekaźników sterowana przez Internet
EP 2/2007 AVT–966
Uniwersalny interfejs ethernetowy
EP 1/2007 AVT–1443
Internetowy sterownik urządzeń
EdW 3/2008 AVT–2859
Internetowy interfejs dla mikrokontrolera
EP 3–5/2002 AVT–5055
Uniwersalny interfejs internetowy
EP 4–5/2006 AVT–927
Karta wejść z interfejsem Ethernet
EP 10/2006 AVT–953
32
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
Przekaźnik internetowy
Rys. 3. Schemat montażowy płytki drukowa-
nej przekaźnika internetowego
Rys. 1. Budynek z infrastrukturą LAN
DSR, DTR. Wynika to z faktu, iż w przypadku
stosowania modułu pełniącego funkcję mostu
Ethernet <–> RS232 linie te są odpowiedzialne
za generowanie tych właśnie sygnałów.
Blok zasilania zrealizowano na układzie U1
(XC6203). Jest to regulator LDO o stałym na-
pięciu wyjściowym (+5 V). Jego minimalne na-
pięcie wejściowe jest równe 5,3 V, a wydajność
prądowa to 400 mA. Układ potrzebuje do po-
prawnej pracy jedynie dwóch kondensatorów
(C1 oraz C2). W obwodzie zasilania zastosowa-
no też diodę D1 chroniącą układ przed napię-
ciem o odwróconej polaryzacji.
Na
rys. 3
przedstawiono schemat monta-
żowy płytki drukowanej układu. Płytka została
wyposażona w złącze zasilające DC (2,5 mm)
samodzielnej aplikacji. Zasilany może być z do-
wolnego niestabilizowanego źródła dostarcza-
jącego napięcie stałe z zakresu 6...9 V. Pobór
prądu układu wynosi max 300 mA.
zastosowano filtr składający się z dławika L1
i kondensatora C3. Jako elementy wykonawcze
zastosowano miniaturowe przekaźniki firmy
Omron G6S–2 (RE1, RE2), a do ich sterowania
użyto kluczy zbudowanych z tranzystorów T1
i T2. Tranzystory są zabezpieczone przed prze-
pięciami wywołanymi pracą przekaźników (diody
D2, D3). Bazy tranzystorów są podłączone (po-
przez rezystor ograniczający prąd) do linii GPIO
modułu. Linie te to (za dokumentacją Tibbo): P3
(pin 3) oraz P2 (pin 4). Na schemacie ideowym
linie sterujące przekaźnikami są opisane jako
Budowa
Schemat ideowy przekaźnika internetowego
przedstawiono na
rys. 2
. Głównym elementem
jest moduł ethernetowy firmy Tibbo – EM202.
Do poprawnej pracy wymaga on zewnętrznego
układu zerowania. Funkcję tę realizuje układ
MAX810 (U2). W obwodzie zasilania modułu
Rys. 2. Schemat ideowy przekaźnika internetowego
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
33
Rys. 4. Główna strona przekaźnika interne-
towego
List. 1. Przydzielenie domyślnego adresu IP w przypadku niepowodzenia pobrania konfigu-
racji IP z serwera DHCP
‘Now set the NET parameters
if dhcp_result=OK then
‘DHCP session was successful
net.ip=dhcp_ip
net.gatewayip=dhcp_gateway
net.netmask=dhcp_netmask
else
‘could not complete DHCP– you decide what to do here
‘For example, can set fixed IP OR DO SOMETHING ELSE
net.ip=”192.168.0.99”
‘rel test
io.num = PL_IO_NUM_2_DSR
io.state = LOW
io.num = PL_IO_NUM_3_DTR
io.state = LOW
end if
oraz w złącza ARK podłączone do wyprowa-
dzeń przekaźników. Cześć ethernetową (wraz
z gniazdem RJ45) całkowicie realizuje moduł
EM202. Moduł posiada wbudowane dwie diody
sygnalizacyjne, które mogą być dowolnie wyko-
rzystywane przez użytkownika. Nie było zatem
potrzeby umieszczania dodatkowych, zewnętrz-
nych diod sygnalizacyjnych.
List. 2. Fragment kodu szablonu odpowiedzialny za odświeżenie konfiguracji IP z serwera
DHCP
sub on_sys_timer
‘Count down to the time when DHCP lease expires. We only count if DHCP is NOT
at 0
if dhcp_lease_time>0 then
dhcp_lease_time=dhcp_lease_time–1
‘When DHCP lease expires reboot (and obtain IP again)
if dhcp_lease_time=0 then sys.reboot
end if
‘TO DO: put other stuff that you want to do on timer here
end sub
Oprogramowanie
Program przekaźnika internatowego został
napisany w darmowym środowisku Tide (
Tibbo
Integrated Development Environment
) w wersji
2.5.19. Skorzystano z dostarczanego przez śro-
dowisko szablonu aplikacji, który implementuje
klienta DHCP oraz konfiguruje moduł. Konfigu-
racja obejmuje włączenie serwera WWW oraz
przydzielenie gniazd TCP do jego obsługi. Na-
zwa szablonu to „DHCP+setup”.
Po włączeniu moduł próbuje odnaleźć w sieci
serwer DHCP w celu pobrania konfiguracji IP.
Gdy próba ta nie przynosi rezultatu, moduł
zostaje skonfigurowany z domyślnym adre-
sem: 192.168.0.99. Adres ten jest zdefiniowany
w kodzie szablonu w pliku
main.tbs
(
list. 1
).
Innym interesującym miejscem w kodzie
szablonu jest fragment (również z pliku
main.
tbs
) przedstawiony na
list. 2
. W przeciwień-
stwie do poprzedniego przykładu, kod ten doty-
czy sytuacji, w której komunikacja z serwerem
DHCP zakończyła się sukcesem i moduł otrzymał
List. 3. Fragment głównego pliku html projektu –
index.html
...
<form action=”relay1on.html” method=”get”>
<input type=”submit” value=”Relay 1 On”>
</form>
<form action=”relay1off.html” method=”get”>
<input type=”submit” value=”Relay 1 Off”>
</form>
<form action=”relay2on.html” method=”get”>
<input type=”submit” value=”Relay 2 On”>
</form>
<form action=”relay2off.html” method=”get”>
<input type=”submit” value=”Relay 2 Off”>
</form>
...
poprawną konfigurację IP. Fragment kodu doty-
czy parametru
Lease time
, który informuje
urządzenie o tym, po jakim czasie powinno ono
odświeżyć swoją konfigurację. W przypadku
przekroczenia czasu, urządzenie wykonuje funk-
cję systemową
sys.reboot
powodującą restart
urządzenia.
Podstawowym interfejsem użytkownika urzą-
dzenia jest strona WWW. Po wpisaniu w oknie
przeglądarki adresu IP urządzenia zobaczymy
interfejs taki, jak na
rys. 4
. Mamy do dyspozy-
cji cztery przyciski. Pierwsze dwa są odpowie-
dzialne za włączanie/wyłączanie przekaźnika
RE1, pozostałe obsługują przekaźnik RE2. Po
kliknięciu na wybrany przycisk, w odpowiedzi
otrzymamy podstronę potwierdzającą wybraną
akcję (
rys. 5
). Po upływie jednej sekundy zosta-
niemy z powrotem przekierowani na główną
stronę. Dodatkowo fakt wybrania którejś z opcji
jest sygnalizowany za pomocą diod LED. Akcja
włączenia przekaźnika RE1 jest sygnalizowana
trzema szybkimi mrugnięciami zielonej diody
modułu. Wyłączenie jest sygnalizowane przez
pojedyncze mrugnięcie zielonej diody. Za sygna-
lizację akcji przekaźnika RE2 jest odpowiedzialna
dioda czerwona.
Cała funkcjonalność urządzenia została wbu-
dowana w pliki html dołączone do projektu.
Opiera się ona o znaczniki
<form>.
Na
list. 3
.
przedstawiono fragment głównego pliku –
in-
dex.html
, który jest odpowiedzialny za wyświet-
lanie czterech przycisków. Klikniecie na przycisk
powoduje wywołanie metody
get
oraz przeka-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1...R3: 10 k
V
(0603)
Kondensatory
C2: 1
m
F/6,3 V (0603)
C1: 1
m
F/16 V (0805)
C3: 100 nF/16 V (0603)
Półprzewodniki
D1: MBRS130LT3
D2, D3: TS4148
T1, T2: BC847
U1: XC6203
U2: MAX810
Inne
X1...X4: gniazdo ARK–5.02
L1: dławik 1000Z@100MHz (0805)
Gn1: gniazdo zasilania 2,5 mm
RE1, RE2: przekaźnik G6S
EM1: moduł ethernetowy EM202
Rys. 5. Podstrona potwierdzająca wykonanie
akcji włączenia przekaźnika RE1
34
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
Przekaźnik internetowy
List. 4. Podstrona
relay1on.html
odpowiedzialna za realizację akcji włączenia przekaźnika
RE1
<?
include “global.tbh”
?>
<!doctype html public “–//w3c//dtd wc html//en”>
<html>
<body>
<meta http–equiv=”Refresh” content=”1 url=index.html”>
<font size=”2” face=”Verdana”>
Relay 1 ON
Rys. 6. Panel frontowy aplikacji sterującej
przekaźnikiem internetowym
<br>
<?
‘turn on 1st relay
io.num = PL_IO_NUM_2_DSR
io.state = HIGH
‘”turn on” green led pattern
pat.play(“*G–G–G”,PL_PAT_NOINT)
?>
Going back to index...
</font>
</body>
</html>
zanie do odpowiedniej podstrony parametrów.
Ich wartości są zupełnie nieistotne. Istotne jest
to, iż w wyniku tej akcji serwer WWW modułu
będzie musiał zwrócić do użytkownika odpo-
wiednią podstronę (
relay1on.html
,
relay1off.
html
,
relay2on.htm
lub
relay2off.html
) i co
za tym idzie wykonać wbudowany w nią kod.
Przyjrzyjmy się obecnie podstronie
relay1on.
html
. Na
list. 4
przedstawiono kod w Basicu re-
alizujący funkcję włączenia przekaźnika RE1 oraz
sygnalizację przy pomocy zielonej diody LED. Za
manipulację linią DSR modułu (pin 4, do którego
podłączony jest tranzystor sterujący przekaźni-
kiem RE1) odpowiada obiekt
io
. W pierwszej
kolejności ustawiamy jego własność
num
na od-
powiednią wartość tak, aby przy odwołaniu się
do własności
io.state
manipulować odpowied-
nim pinem. W kolejnej linii wywołujemy funk-
cję systemową
pat.play
, czym sygnalizujemy
wykonaną akcję. I to w zasadzie wszystko. Po
zwróceniu strony do użytkowania (
rys. 5
), po 1
sekundzie następuje przekierowanie do strony
index.html
. Odpowiedzialny jest za to kod html
(znacznik
<meta>
, zaznaczony na list. 4).
Po zmianie wartości przycisku zostaje wywo-
łany
subvi
przedstawiony na
rys. 8
. W pierwszej
kolejności nawiązujemy próbę połączenia z prze-
kaźnikiem internetowym używając adresu IP prze-
kazanego przez kontrolkę
IP Address
(
TCP Open
Connection.vi
). Po udanej akcji następuje wywo-
łanie
TCP Write.vi,
który w argumencie przyjmuje
referencję do nawiązanego połączenia oraz jako
dane do wysłania, zawartość kontrolki
Data
:
GET /relay1on.html
Ponieważ urządzenie eksponuje interfejs http,
nasza aplikacja musi zachowywać się tak, jak
przeglądarka internetowa w momencie, kiedy
naciskamy przycisk
Relay 1 On
. Przeglądarka
wysyła żądanie przesłania strony
relay1on.html
,
a to, jak już wiemy, wymusi na serwerze WWW
wykonanie kodu tej strony i w rezultacie włą-
czenie przekaźnika oraz sygnalizację diodą LED.
W dalszej części kodu LabVIEW wywołujemy
TCP Read.vi
, który ma za zadanie odebrać stronę
WWW zwróconą przez moduł. Odebrane znaki
są jednak dla nas zupełnie bezużyteczne, zatem
nie wyświetlamy ich na panelu użytkownika. Na
sam koniec wywołujemy
TCP Close Connection.
vi
w celu zakończenia połączenia z modułem.
Pozostałe funkcje (wyłączanie przekaźników) są
zrealizowane w analogiczny sposób.
Rys. 7. Akcja przypisana do przycisku włącza-
nia przekaźnika RE1
Aplikacja sterująca
Mając wiedzę na temat budowy interfejsu
WWW urządzenia możemy przystąpić do utwo-
rzenia niezależnej aplikacji sterującej. Taka przy-
kładowa aplikacja została napisana w LabVIEW.
Przyjrzyjmy się najpierw panelowi użytkownika
(
rys. 6
). Podobnie jak interfejs WWW, składa
się z czterech przycisków odpowiedzialnych za
akcje przekaźników. Ponadto widoczne jest pole
adresu IP urządzenia. Obsługa programu nie wy-
maga komentarza.
Struktura aplikacji jest oparta o pojedynczą
pętlę
while
, w której umieszczono strukturę
Event
odpowiedzialną za przechwytywanie zda-
rzeń na panelu frontowym. Przyjrzyjmy się akcji
przypisanej do przycisku
Relay 1 On
(
rys. 7
).
Rys. 8. Kod subvi
EP_WebRelay_TCP.vi
odpo-
wiedzialny za komunikację z modułem
Podsumowanie
Prezentowane urządzanie pomimo swej pro-
stoty może być przydatne w systemach automa-
tyki domowej. Fakt możliwości programowania
modułu można wykorzystać do utworzenia bar-
dziej zawansowanej aplikacji. Można np. rozbu-
dować urządzenie o autonomiczne sterowanie
przekaźnikami, np. w celu utworzenia symula-
tora obecności domowników, bądź sterownika
lamp ogrodowych podłączonych do Internetu.
Jak zwykle, możliwości są nieograniczone.
Marcin Chruściel, EP
marcin.chrusciel@ep.com.pl
R
E
K
L
A
M
A
Coraz więcej ciekawych materiałów na
www.ep.com.pl
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2008
35
Plik z chomika:
balart
Inne pliki z tego folderu:
AVT434.pdf
(354 KB)
AVT5375.pdf
(10227 KB)
AVT-1633.pdf
(5967 KB)
AVT-5118_cz1.pdf
(4814 KB)
AVT1525.pdf
(3791 KB)
Inne foldery tego chomika:
Katalog tranzystorów biopolarnych
Projekty
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin