AVT-5200.pdf
(
1433 KB
)
Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
PROJEKTY
PROJEKTY
Dodatkowe
materiały na CD
Uniwersalny sterownik
Ethernetowy z modułem
MOXA NE-4110S
Wśród Czytelników EP ogromną
popularnością cieszą się
wszelkiego typu rozwiązania
urządzeń komunikujących się
poprzez sieć Ethernet. Wiele
razy publikowaliśmy projekty
różnych serwerów embedded,
ale ten jest szczególny. Można
z nim komunikować się zarówno
poprzez stronę WWW, jak
i z użyciem protokołu TCP/
IP. Dzięki temu sterownik
można kontrolować również
z poziomu własnej aplikacji
napisanej w dowolnym języku
programowania dla dowolnego
systemu operacyjnego mającego
możliwość komunikowania się
poprzez sieć cyfrową Ethernet.
Rekomendacje:
szczególnie
polecamy elektronikom-
konstruktorom zajmującym
się automatyką budynków
i obiektów, jak również budową
systemów rozproszonych.
AVT–5200
W ofercie AVT:
AVT–5200A – płytka drukowana
PODSTAWOWE PARAMETRY
• Płytka o wymiarach 179×129 mm
• Zasilanie 9...12 VDC
• Wyposażony w moduł MOXA NE-4110S (Ethernet 10/100 Mbit/s)
• Kontrolowany przez mikrokontroler AVR – ATmega32
• Sterowanie za pomocą protokołu Telnet, TCP/IP, serwera WWW oraz plików tekstowych umieszczanych w folde-
rach wymiany
• 8 wyjść przekaźnikowych, 8 konfi gurowanych wejść analogowych (pomiar napięcia) lub cyfrowych
PROJEKTY POKREWNE
wymienione artykuły są w całości dostępne na CD
Tytuł artykułu
Nr EP/EdW
Kit
Przekaźnik internetowy
EP 11/2008
AVT-5157
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
Uniwersalny interfejs ethernetowy
EP 1/2007 AVT-1443
Karta przekaźników sterowana przez internet
EP 2/2007
AVT-966
Sterownik z interfejsem TCP/IP
EP 3/2007 AVT-974
Zdalny system pomiarowy z interfejsem Ethernet
EP 9/2007
---
Pilot w WiFi
EP 8/2009
AVT-5197
Ethernetowy sterownik I/O
EP 11/2006
AVT-956
Serwer HTTP
EP 1/2009
AVT-5166
24
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2009
Uniwersalny sterownik Ethernetowy
Do tej pory na łamach Elektroniki Prak-
tycznej ukazało się już przynajmniej kilka
sterowników pracujących z wykorzysta-
niem Internetu czy Intranetu. Różnica tkwi-
ła w sposobie zapewnienia połączenia oraz
w interfejsie użytkownika (serwer/klient
telnetowy lub witryna Web). Ten ostatni nie
wymagał instalowania dodatkowego opro-
gramowania, bo strona www zawarta była
wewnątrz sterownika. Niewątpliwą jednak
przewagą serwerów telnetowych jest ich
szybkość działania. Minusem stron www
zawartych wewnątrz mikrokontrolera była
i jest ich spora prostota, zwłaszcza pod
względem graicznym. W moim odczuciu do
zastosowań przemysłowych zdecydowanie
nadaje się właśnie typowy serwer TCP/IP.
Chciałbym zaproponować niewielki mix wy-
chodząc naprzeciw programistom wszelkich
możliwych środowisk i technologii, zarów-
no typowych aplikacji jak i serwisów www.
Dostępny kod źródłowy umożliwi również
ingerencję w działanie samego sterownika.
Bez znaczenia będzie, czy program do
obsługi napisany zostanie w Basicu, Pascalu,
C, C#, C++, Delphi, Javie,HTML, PHP, ASP.
Net czy innych platformach programistycz-
Rys. 1. Schemat ideowy uniwersalnego sterownika Ethernet
25
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2009
PROJEKTY
Rys. 2. Schemat montażowy sterownika
nych, których nie wymieniłem. Jawny pro-
tokół pozwala na szybką komunikację i opro-
gramowanie typowego klienta telnetowego.
Myślę, że nawet mniej doświadczonym pro-
gramistom napisanie takiego programu nie
sprawi większego problemu. Alternatywnie
skorzystać będzie można z dołączonej te-
stowej aplikacji lub połączyć się ze sterow-
nikiem wykorzystując do tego celu typowe
pliki tekstowe, z tworzeniem których pora-
dzi sobie na pewno już każdy programista
przy użyciu dowolnego środowiska. Zwolen-
nicy programów *.exe napiszą sobie własny
program, natomiast fani środowisk www,
będą mogli stworzyć dowolnie rozbudowaną
(zwłaszcza pod względem grai cznym) witry-
nę WWW.
nie zapewnia rezonator kwarcowy o często-
tliwości 11,0592 MHz. Nad prawidłowym
zerowaniem mikrokontrolera po starcie
czuwa DS1813-10. Komunikacja z modu-
łem MOXA odbywa się poprzez interfejs
szeregowy RS232C, dlatego do zapewnie-
nia odpowiednich poziomów sygnałów jest
potrzebny MAX232 lub jego odpowiednik,
pracujący w typowej dla siebie koni guracji.
Sterowanie przekaźnikami realizowane jest
bezpośrednio poprzez porty mikrokontrolera
i tranzystory MOSFET z kanałem „P” typu
BSS84. Wejścia podłączono do Expandera
PCF8574AP o adresie odczytu 113. Takie
Opis układu
Serwer zmontowano na płytce dwu-
stronnej z metalizacją. Schemat ideowy
umieszczono na
rys. 1
, a montażowy na
rys.
2
. Sercem sterownika jest mikrokon-
troler ATmega32. Zupełnie wystarczający
jest ATmega16, jednak ten pierwszy daje
większe możliwości rozbudowy. Taktowa-
Rys. 3. Ekran programu
Network Enabler
26
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2009
Uniwersalny sterownik Ethernetowy
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 270
V
R2: 1 k
V
R3, R4, R12...R14, R15...R23: 4,7 k
V
R5: 240
V
R6...R8: 2,2 k
V
R9...R11: 3,3 k
V
R24...R39: 4,7 k
V
(drabinka rezystorowa
– 2 szt.)
PR2: 2,2 k
V
Kondensatory
C1...C2: 33 pF
C3, C8, C9, C11, C12, C15, C21, C23:
100 nF
C4...C7, C10, C13: 10
M
F/16 V
C16: 50 pF
C14, C18, C20, C25: 100
M
F/16 V
C17: 1000
M
F/25 V
C22, C24: 470
M
F/25 V
Półprzewodniki
U1: ATmega32
U2: MAX232
U3: DS1813-10
U4: LM2756-5.0
U5: LM317
U6: PCF 8574AP
T1...T8: BSS84
T9...T16: BC547
T17: BS170
D1: 1N4007
D2: 1N5822
Inne
Q1: rezonator kwarcowy 11,0592 MHz
L1: 100
M
H
L2: 100
M
H/0,68A
L3: 100
M
H/2A
Z1: Gniazdo karty SD/MMC
REL1...REL8: RM40Z005
LED1, LED2: LED 3 mm
Serwer portu szeregowego Moxa
NE-4110S
Konfi guracja modułu
MOXA NE-4110E
Po uruchomieniu układu
i zaprogramowaniu mikrokontro-
lera, można przystąpić do koni -
guracji modułu MOXA. W tym
celu należy:
1. Ustawić adres karty sieciowej
na 192.168.127.100. Moduł po-
winien być widoczny pod adre-
sem 192.168.127.254. Komenda
„ping 192.168.127.254” powinna
dać prawidłowy rezultat.
2. Zainstalować program Ne-
twork Enabler i wybrać opcję
zaznaczoną na rysunku. Jeśli są
do sieci podłączone jakieś inne modu-
ły MOXA, to program automatycznie je
wyszuka i wszystkie wyświetli. Moż-
na się nim więc posłużyć również do
identyi kacji adresu modułu, który nie
jest nam znany. Aby koni guracja była
możliwa, trzeba będzie nadać karcie
sieciowej adres z tej samej puli, co na-
sza sieć.
Koni guracja przebiega intuicyjnie i nie
powinna nikomu sprawić problemu. Inter-
fejs programu jest bardzo czytelny. Najważ-
niejsze parametry do ustawienia to:
– Adres IP, maska, brama
(Network). Można
je wpisać ręcznie, lub zostawić do przy-
porządkowania serwerowi DHCP.
– Ustawienia parametrów interfejsu szere-
gowego (Serial) przyjmujemy domyślnie
jako na 9600, 8, N, 1. Jeśli chcemy pra-
cować przy innej prędkości, konieczna
będzie również modyi kacja programu
mikrokontrolera.
– Tryb pracy (Operating Mode)
–
od tej
pory Moxa pracować będzie w trybie
Serwera TCPIP z użyciem portu 4001.
Koni gurację Moxy przeprowadzić moż-
na również z poziomu typowej przeglądarki
internetowej wpisując adres IP Moxy. Ten
sposób koni guracji oferuje te same moż-
liwości, co program Network Enabler z tą
różnicą, że nie daje możliwości wyszuka-
nia adresów IP – po prostu trzeba go wcze-
śniej znać. Po zakończeniu koni guracji,
nowo nadany adres IP sprawdzić można
typową komendą DOSową. W wykonanej
przeze mnie aplikacji nadałem modułowi
MOXA adres 192.168.1.3, a komputerowi
192.168.1.100
Rys. 4. Ekran programu do konfi guracji modułu
MOXA NE-4110S
Rys. 5. Ustawienie parametrów transmisji
szeregowej
Format polecenia sterującego pracą
przekaźników
Preffi x
Rozkaz
Suffi x
Chr(2)
S!OUTXY
Chr(3)
Rys. 6. Ustawienie parametrów serwera
TCP
Sterowanie przekaźnikami
X – musi mieć wartość „S” lub „R” od
słów Set oraz Reset (S – załącz, R – wyłącz)
Y – musi mieć wartość 1...8 i określa nu-
mer przekaźnika, którego dotyczy polecenie
rozwiązanie pozostawia wolny port A mi-
krokontrolera, mogący pracować jako wejścia
przetwornika A/C. Rolę i ltra zasilania prze-
twornika pełnią cewka L1 i kondensator C10.
Cały układ zasilany jest napięciem
9...12 VDC. Ze względu na straty mocy na
układzie typowego stabilizatora liniowe-
go, zastosowano stabilizator impulsowy
LM2576. Oprócz niego, na schemacie znaj-
duje się jeszcze regulowany stabilizator li-
niowy LM317. Przewidziany został do zasila-
nia karty SD, której gniazdo również umiesz-
czono na płytce sterownika. Do prawidłowej
pracy sterownika nie jest ona potrzebna, po-
dobnie jak LM317, jednak pozostawia otwar-
tą furtkę do ewentualnej rozbudowy. Przed
włączeniem karty SD do układu, trzeba bę-
dzie wcześniej przy pomocy potencjometru
PR1 na wyjściu LM317 ustawić napięcie
3,3 V wymagane do zasilania karty.
R
E
K
L
A
M
A
Praca z układem
Po uruchomieniu sterownika, możemy
przystąpić do pisania własnych programów.
Przykładów klientów telnetowych dla rozma-
itych środowisk w sieci można znaleźć sporo
i napisanie tak prostego programu nie powinno
przysporzyć nikomu problemu. Protokół ko-
munikacyjny ze sterownikiem można znaleźć
poniżej. Możliwe jest oczywiście jego dowolne
rozbudowywanie w ramach własnych potrzeb.
27
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2009
PROJEKTY
Rys. 7. Konfi guracja MOXA NE-4110S przy użyciu przeglądarki
Oczywiste jest, że aby program pełnił swo-
je funkcje, to musi zostać uruchomiony. Moż-
na np. skrót do aplikacji umieścić w tzw. auto-
starcie, jednakże nawet to rozwiązanie niesie
za sobą konieczność przynajmniej jednorazo-
wego zalogowania się do komputera. Operu-
jąc na rejestrach lub korzystając z uprawnień
użytkownika bez hasła, komputer uruchomi
się i zaloguje, jednak jest to rozwiązanie mało
profesjonalne, bo trudno w tym momencie za-
bezpieczyć się przed niepożądanym dostępem
do komputera osób trzecich.
Wady tej nie ma program testowy, ponie-
waż po kliknięciu jednego przycisku tworzy
usługę systemu Windows. Zaletą wszelkich
programów pracujących jako usługi jest
to, że startują samoczynnie i działają już
w momencie, kiedy widoczny jest ekran lo-
gowania, podobnie jak serwery bazodanowe
i serwery ASP. Z tego powodu nie ma ko-
nieczności logowania się po uruchomieniu
komputera.
Rys. 8. Ekran programu
Link Service
Format informacji zwrotnej o stanie
we/wy
płycie CD_EP9/2009B. Jest typowa aplikacja
napisana dla systemu Windows. Przed jego
zainstalowaniem należy doinstalować
NET.
Framework 1.1
oraz
NET.Framework 1.1 Se-
rvice Pack 1
, które można pobrać ze strony
Microsoft.
Program
Link Service
oferuje podstawowe
funkcje umożliwiające sterowanie przekaźni-
kami, wyświetla aktualny stan we/wy, dając
możliwość dowolnego ich opisania oraz zapa-
miętania tych opisów. To jednak nie wszystko.
Na bieżąco kontroluje zadeklarowany folder
wymiany danych, umożliwiając sterowanie
z wykorzystaniem plików tekstowych, które
mogą być generowane z poziomu innej apli-
kacji czy witryny WWW. Po przetworzeniu
pliki te są automatycznie usuwane.
Rozkaz
Suffi x
O8O7O6O5O4O3O2O1I8I7I6I5I4I3I2I1
Chr(3)
Informacja zwrotna o stanie we/wy
O8...O1 – aktualny stan wyjść. Przyjmuje
wartość 0 lub jeden, przy czym „0” oznacza,
że przekaźnik jest załączony.
I8...I1 – aktualny stan wejść. Przyjmuje
wartość 0 lub jeden. W tym wypadku „0”
oznacza stan niski na danym wejściu.
Program testowy
Do projektu dołączony został program te-
stowy, dzięki któremu możemy przetestować
uruchomiony sterownik. Umieszczono go na
Rys. 9.
Link Service
pracujący jako usługa
systemu Windows
28
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 9/2009
Plik z chomika:
kbks023a
Inne pliki z tego folderu:
AVT-5118_cz1.pdf
(4814 KB)
AVT-1443.pdf
(983 KB)
2150.pdf
(1798 KB)
AVT-5055_cz1.pdf
(412 KB)
AVT-1528.pdf
(434 KB)
Inne foldery tego chomika:
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin