Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

PIC, AVR, Arduino, Raspberry Pi, Basic Stamp, PLC mm.
bearing
Inlägg: 11250
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av bearing »

Rick81 skrev:Trådlöst är alltid mycket mer komplicerat än trådat och man kan aldrig vara säker att ett meddelande kommer fram. Jag rekommenderar en transceiver så att man som tidigare nämnts kan "acka" ett meddelande.

Att göra en egen RF-del är inte det lättaste, framförallt inte få den stabil. Jag rekommenerar att koppla färdiga moduler med SPI/I2C/UART till mikroprocessorn. Exempelvis:
https://www.electrodragon.com/product-c ... s-modules/
En del sådana moduler är ju ruskigt billiga. Dumt att försöka sig på att göra något eget. Och sådana där kombinerade MCU med RF ser ju också ut som en attraktiv lösning.

Det är väl mest att jag vill prova, och se om det går.
bearing
Inlägg: 11250
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av bearing »

E Kafeman skrev:Höga spänningar och tvekan hur isolation och kommunikation ska genomföras på helt säkert låter mycket spännande på flera sätt.

För att bygga en radiosändare krävs alla nödvändiga detaljer för att få till kontrollerad frekvens och modulation.
I enklaste form är det en transistorer och en kristall samt en antenn utöver supportande motstånd och kondensatorer.
Det behövs en sändare per nivå. Vid 400 V blir det 100 st.
Om det varit en enda sändare utan krav på frekvensstabilitet så hade det varit möjligt att ersätta kristallen med en LC-resonans.

Alla sändare måste ha funktion för att inte prata i munnen på varandra, alternativt sända på olika frekvenser.
Om de inte ska prata i munnen på varandra på samma frekvens måste de även ha en mottagare som lyssnar på när föregående är klar med sin sändning eller begränsas till att sända vid slumpmässiga tidpunkter och så sällan att risken för samtidiga sändningar blir låg.
Att alternativt använda 100 olika frekvenser kommer kräva att motsvarande komplexitet flyttas över till huvud-mottagaren.
Finns inga konventionella ism-band som tillåter 100 unika frekvenser med så stort kanal-avstånd att feltolkning inte sker med enklare radio-enheter.

Det enda som behövs är en kondensator och några dioder för att skapa en digital kanal som överbryggar spännings-skillnader alternativt en optokopplare.
Optokopplare kostar i volym inte mer än en diod. Jag betalde nyligen 5kr för 100 st optokopplare.
Vill man spara på antalet trådar så kan ett antal optokopplare läggas parallellt. Varje optokopplare kan ha ett motstånd i serie med olika motståndsvärden för varje optokopplare så att varje kombination blir unik och avkodningsbar via t.ex. en ADC-ingång på en MCU.
Det är en gammal teknik som använts bl.a. för att känna av ett flertal strömbrytares/knappars status via endast en port på MCU.
Teoretisk kan man skapa och avläsa så många olika unika knappar som det finns bit-upplösning, vilket då typiskt kan bli 8 knappar per tråd. I praktiken kan kanske 4 knappar lätt avkodas med hänsyn till brus och störningar.

Motståndsstegar är mera för hembyggen där risk för felfunktion är mer acceptabel..
Något mer proffsigt är att använda multiplexande kretsar för att få ner trådantalet.
Multiplexar man i flera nivåer kan man i princip läsa av obegränsat antal portar och sammanföra dessa till ett entråds-protokoll.

Alternativt till multiplexningen är att använda något en eller två tråds-protokoll. Kräver att varje optokopplare kopplas till en nod i detta protokoll.
Vilket att välja, multiplex eller entrådsprotokoll eller en kombination av båda kan väljas efter vad som passar.

Det finns optofiber som kan anslutas till flera olika högspänningar som en enda seriekabel. Fibern är dopad med ett material som känner av höga fältstyrkor och det kan man sedan tolka i fiberns ände och mha FFT kan man avgöra vilken av de olika avkänningspunkterna som har viss spänning. Det är teknik som är långt mer komplicerad men är exempel på ett entråds-protokoll som kan avläsa ett flertal stora spänningar, i detta fallet fler hundra kV, på ett mycket säkert sätt. Den enda sändaren och mottagaren sitter bägge vid avläsnings-punkten, så det behövs ingen elektronik vid varje nod.

Vill man absolut ha något helt trådlöst så finns alternativ till radio-vågor.
Varje cell kan kopplas till sin egna ljud-generator och högtalare. Se till att varje cell har en unik frekvens. Sedan kan mottagaren avkoda summan av ljudet från alla celler och analysera vilka celler som för tillfället sänder.
Använd höga frekvenser och det mesta ljudet blir kvar i en dämpad låda.
Lösning blir troligen dyr med 100 st högtalare och ljudkretsar men betydligt mindre komplicerat än att använda konventionella radio-sändare som ska samordnas på något sätt även om ljudmottagaren måste kunna processa signalerna på rätt beräkningsintensivt sätt.
Risk för att vissa noder släcks ut vid mottagaren pga interferens gör att man antagligen sänder två vitt skilda frekvenser från varje nod.

Faradays bur är per definition en bur där burens egenskap är att inte släppa igenom radio-signaler. Den är tät. Den är tät därför att inga antenner punkterar den.
Buren upphör vara bur och blir totalt punkterad om man drar ut en kabel därifrån som inte avkopplas i burväggen. Typ av signaler på kabeln har ingen betydelse.
Kabeln som perforerar buren blir antenn på både in och utsidan så signal som finns på utsidan kommer finnas på insidan och tvärs om.
Om skärmad kabeln används och där kabel-skärmen ansluts till burväggen vid punkterings-stället har mindre betydelse då det bara flyttar läckaget. Eg. kabelskärmen blir en del av buren, med nakna kablar i respektive ändar som agerar antenner i bägge riktningarna..

Att avkoppla högströmskablar i burväggen på ett effektivt sätt blir dyrt. Det finns färdiga filter att köpa som används till skärmade mätkammare som är så täta att radio-signaler (+30MHz) dämpas med 90 dB eller mer men man kan antagligen nöja sej med keramiska genomförings-kondensatorer designade för aktuell spänning och ström., vilket lär bli dyrt nog. Lite småpysande läckage kan åstadkommas med ferrit-filter på perforerande kablar. Billigare men fortfarande en relativt dyr lösning.

Det finns färdiga 900 MHz RFID-lösningar som kan göra det du vill , där varje tagg bara svarar på anrop riktat till den taggen. Billigare men kan inte matcha optokopplare och ett entråds-interface och de färdiga mottagarna som finns att köpa ligger på över 1000kr/st.
Om det hela sker i en hyffsat tät låda kommer sannolikt ett antal taggar fungera sämre eller inte alls då de hamnar i interferens-punkter där reflektionerna i lådans väggar nollar ut varandra.

Det finns en mängd andra lösningar, olika typer av vågor och kommunikationsmetoder, men ska man komma på något nytt så behövs nog att man läser in sej väl på vilka alternativa metoder som redan finns och dess för och nackdelar.
Då det kan handla om rätt höga spänningar och strömmar så måste tillförlitligheten vara hög då det som kommuniceras, om det misstolkas kan leda till att cell överladdas.
Ska det finnas en returkanal för varje cell för att medge programmerbar individuell laddnings-balansering?
Trådlösa funktionen måste då fungera i bägge riktningarna om trådbesparingen ska vara möjlig.
Det går naturligtvis göra det trådlöst i bägge riktningarna men en mottagaren är generellt betydligt mer komplicerad än en sändare , frågan är vad vinsten då blir relativt den ökade komplexiteten om det även tillkommer 100 mottagare utöver 100 sändare.
En nackdel med trådlösa sändare och mottagare är att varje cell blir försedd med en ständigt aktiv krets som drar krypström. Mottagaren måste aktiveras så ofta att den inte missar anrop.

Detta med att identifiera en defekt cell mha av det akustiska ljud den signalerar med får mej att tänka på denna lilla video där man gör så:
Tack för info och tankar. Att få status från celler med fiberoptik och akustik mm är ju riktigt intressanta metoder som man skulle kunna forska i ordentligt.

Att kablaget kan föra med sig störningar ut ur lådan hade jag inte tänkt på. Då kanske det tar bort argumentet jag använt att det inte spelar någon roll att radion spyr ut störningar på alla möjliga frekvenser. Är ju bättre att slippa feritter och andra grejer man kan behöva sätta dit för att filtrera bort oönskade frekvenser.

Jag hade som sagt tänkt att använda mätkort som mäter omkring 10 celler, så jag inte behöver 100 radiosändare i lådan, utan runt 10. Angående att använda multiplexer. Om man väljer en cell med multiplexern, hur tar man sen ned spänningen till samma potential som AD-omvandlaren? Känns ju som att det behövs spänningsdelning oavsett, eller?
Användarvisningsbild
mrfrenzy
Co Admin
Inlägg: 14850
Blev medlem: 16 april 2006, 17:04:10

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av mrfrenzy »

Att använda fiber skulle kunna vara en billig och smidig lösning.
En toslink sändare kostar ca 10kr och en mottagare 20kr:
https://www.tme.eu/se/details/fcr684205 ... cr684205t/

Om man sätter en sändare och mottagare på varje kort kan man koppla dom i slinga och låta den som sitter närmast huvudenheten identifiera sig som nummer ett, nästa som nummer två etc helt automatiskt.
Paket som en mätenhet genererar själv ger den nummer 1, och inkommande paket adderar den helt enkelt 1 till det nummer som paketet har innan det vidarebefordras.

Då är varje mätkort identiskt till hårdvara och programvara så det är enkelt att byta ut och koppla in.
bearing
Inlägg: 11250
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av bearing »

Ja, fiber känns som en bra lösning. Men jag är fortfarande helt inkörd på det här RF-spåret
Rick81 skrev:Trådlöst är alltid mycket mer komplicerat än trådat och man kan aldrig vara säker att ett meddelande kommer fram. Jag rekommenderar en transceiver så att man som tidigare nämnts kan "acka" ett meddelande.

Att göra en egen RF-del är inte det lättaste, framförallt inte få den stabil. Jag rekommenerar att koppla färdiga moduler med SPI/I2C/UART till mikroprocessorn. Exempelvis:
https://www.electrodragon.com/product-c ... s-modules/
Fick syn på det här 2.4GHz-kortet:

Produktlänk:
https://www.electrodragon.com/product/e ... -nrf24l01/
Datablad BK2461:
https://www.mikrocontroller.net/attachm ... rf5541.pdf

Extremt billiga kort, 11kr styck, och radiokretsen innehåller en 8051-kompatibel processor! (FLIP51 står det i databladet)

Verkar vara en kinaprodukt helt igenom. Märket är BEKEN, och det enda jag hittat om tillverkaren är detta:
http://www.sinospece.com/brand/BEKEN-59 ... d5bf3.html

Vad som jag inte förstår är hur man utvecklar på den här kretsen?
Alltså hur man kompilerar kod och programmerar chipet. Kortet man kan köpa på sidan verkar förprogrammerat med ett program som gör att man kan skicka UART över radio. Databladet nämner som sagt FLIP51. Jag sökte på FLIP51, och då hittade jag en linuxmjukvara för programmering av "the 8051 compatible flash controllers from atmel". Har ingen aning om detta är relaterat till BK2461, men det skulle ju kunna vara så att kineserna använder det här verktyget? Men det är såklart bara en gissning. Än så länge har jag inte hittat något riktigt nyttigt. Antar att man behöver vara kines för att förstå sig på detta? Dom har säkert hela uppslagsverk kring hur man använder den här kretsen på kinesiska webben.

Eller hittar ni något kring kompilering/flashning?
svanted
Inlägg: 5083
Blev medlem: 30 augusti 2010, 21:20:38
Ort: Umeå

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av svanted »

"trådlöst" är nog en definitionsfråga..
en kondensator är ju trådlöst på sätt och vis och man har två plattor på ett avstånd mellan,
eller två ledningsbanor med ett mellanrum på ett kort, då blir det både kapacitiv och induktiv koppling.
och ju lägre grad av koppling mellan desto mera "radio" blir det.
så vad är din definition av trådlöst?
om du t.e.x. har två folieplattor var sida om ett dubbelsidigt kretskort?
det blir jämförelsevid ganska hög kapacitans,
och vad är då skillnaden mot att ha en fysisk kondensator?
Rick81
Inlägg: 746
Blev medlem: 30 december 2005, 13:07:09

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av Rick81 »

Vad som jag inte förstår är hur man utvecklar på den här kretsen?
Jag brukar alltid använda en processor familj för mina projekt (STM32) och inte använda kombinerade RF och processorer. Det finns flera fördelar:
* Få igång en kompilator och utvecklingsmiljö till "ej kända processorer" kan vara omständigt
* Fixa utrustning för flashning kan också vara en utmaning ( ex STM32 har inbyggd UART bootloader på pinnr A9, A10 så ingen special utrustning behövs. Annars kostar en ST-link typ 200 kr)
* Att lära sig en ny processor och kunna använda den optimalt med interupt, DMA, sleep mode etc... brukar vara en ganska lång startsträcka
* Ex STM32 har långa livscykler på 10 år, det vet man inte på en processor i en RF krets.
* Det är betydligt enklare byta ut en RF modul än en processor då all kod måste portas.
Användarvisningsbild
newbadboy
Inlägg: 2426
Blev medlem: 16 september 2006, 19:16:28
Ort: Landskrona
Kontakt:

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av newbadboy »

Ok kan garantera dig att du kommer att ha ett helevete med just de modulerna. Det är flera på bla mit jobb och även jag själv som labbat med den typen av rx/tx och de är svajiga som fan. Totalt värdelösa. De har ingen intelligens och är "olinjära", dvs funkar klockrent ibland men oftast inte. Att ngn lyckas göra ngt bra med som man hittar på en sida är undantaget. De som misslyckats skriver inte om det :)

Köp dessa istället, de är billiga och fungerar 100%. Samma modul används både för att sända och ta emot. Du pratar UART med den och den sköter allt det trådlösa. Det anda du behöver strula med är din egen "nyttokod"

https://www.ebay.com/itm/1pcs-HC-11-433 ... SwKfVXKx9y
bearing
Inlägg: 11250
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Radiosändare och mottagare med enkel MCU?

Inlägg av bearing »

newbadboy skrev:Ok kan garantera dig att du kommer att ha ett helevete med just de modulerna.
Vilka moduler syftar du på?

Jag minns att det länkades till flera i tråden.
Skriv svar