I/O över nätverk

[cjonash]

Och så här har arbetsplatsen sett ut under testerna. Visserligen i olika hallar, men de ser ungefär lika ut. Möjligen med den skillnaden att dagens "publik" under testerna var ca 4-5 år äldre än förra gången.

arbetsplats.jpg

Jag hade ju mycket hellre suttit hemma i lugn och ro med utvecklingen och testerna, men tyvärr har jag inte de olika klocksystemen hemma
Och de är inte helt enkla att få låna - specifikt den här tillverkaren har ju dessutom motarbetat oss medvetet.

[MiaM]

Gött att det funkar till slut!

Sidospår, men jag måste säga att det är fascinerande att någon som är intresserad av något så intressant som elektronik och programmering också tydligen är intresserad av sport. Eller har sportsammanhanget bara råkat bli ett sätt att pyssla med elektronik och programmering?

[cjonash]

Nja, sportintresserad vet jag inte...
Typ inte alls.

Från början var det ju tv-produktion jag ville hålla på med. Elektronik och programmering var en hobby jag höll på med under (och delvis på) skolan. Sedan låg det i vila under början av min tv-karriär.

Av olika skäl kom dock en stor del av min tv-verksamhet att handla om sport. Och slumpen gjorde att det uppstod möjligheter att återuppta programmeringen, inom arbetet. Det började i väldigt liten omfattning (jag arbetade då huvudsakligen som bildproducent), men allt eftersom tiden gick tog det en större del av min tid.

Nu driver jag ett grafikföretag i Danmark som huvudsaklig syssla, där sport är en stor del av vår verksamhet. Och programmering (och numera också elektronik) är mitt ansvarsområde.

[cjonash]

En liten detalj som jag ägnat en del tid åt nu, och som jag gärna önskar lite input på, är valet av kontaktdon.

Den här enheten kommer ju att ha en del anslutningar. Vissa är givna:

- Digitala ingångar: D-sub 2x25 pin
- Digitala utgångar: D-sub 25-pin
Dessa val beror på att jag vill kunna använda samma kablar som i existerande enheter jag byggt.

- Tidskod in: 3-pol XLR
- DMX In: 5-pol XLR
- DMX Ut: 5-pol XLR
Dessa val är enkla, då det är standard.

Sedan har jag min special-anslutning, som i en och samma kontakt innehåller RS-232, RS-422 och spänningsmatning (för att driva extern utrustning, 12V). Totalt minst 8 ledare.
Tanken är sedan att ha en kabel för varje typ av anslutning (t.ex till en specifik klocktyp).

Jag har lite svårt att bestämma mig för vilken typ av kontakt jag skall använda här. 9-pin D-sub är uteslutet, då det används lite för mycket i de sammanhang där denna enhet kommer att användas. Det är helt enkelt för stor risk att fel kabel kopplas in där. Av samma skäl går 25-pins kontakter bort. 15-pin är ett alternativ, likaså 15-pin HD (VGA-kontakt).

Men har ni andra förslag? Det skall vara något där kabeln sätts fast, så att den inte av misstag kan lossna.

[Anahka1975]

Jag gillar runda typ AMP eller M12 (typ standard inom industrin till sensorer).
Finns i varierande pol antal och hyfsat obefintliga inom datavärlden för att minimera felkopplingar.

[MiaM]

Åh, det låter trevligt att du tjänar pengar på folk som är intresserade av sport.

Helt baserat på magkänsla skulle jag kört på vanlig 15-polig d-sub (da-15) och inte "VGA" (de-15). Kolla pinout för pc-joystick och för ethernet-AUI för att eventuellt undvika värsta katastrofriskerna och för att eventuellt kunna använda skarvkabel. Nu är det ju en insomnad standard både för joysticks och AUI men det kan kanske ändå vara bra att tänka till lite.

Jag hade nog valt chassiehona och sladdhane. Då blir det svårare för någon att lyckas vålda in fel kontakt. Med en chassiehane så går det att få in en sladdhona med lägre poltal om man är envis och våldsam, lätt hänt i ett stressat läge.

Fast då blir det tyvärr istället så att eventuell 25-polig sladdhane kan gå att trycka in med våld över den 15-poliga chassiehonan. Om du vill ha ett riktigt bra idiotskydd så kanske du kan montera något som sticker ut på var sida av chassiedonet så att det inte går att komma framl med för stor sladdkontakt.

Men annars om du klarar dig med kablar med rätt klen ytterdiameter (för att vara så många ledare) så kan du kanske köra en DIN-kontakt. Det finns åtminstone två varianter av låsningsbara DIN-kontakter, dels den som låses på samma sätt som XLR och dels en som låses med bajonettmojäng. Båda dessa är kompatibla med vanliga och varandra om man kan undvara låsfunktionen. Fördelen med DIN-kontakter är att de bygger inte ut så mycket i storlek jämfört med själva kabeln och de har inga obehagliga vassa delar vilket tyvärr inte gäller många andra kontakttyper. Det går alltså lätt att hantera kablarna med mindre risk för trassel och elände än med en del andra kontakttyper.

Om du är självmordsbenägen så kan du ju alltid ta till RJ-45

[cjonash]

Jag är inte riktigt så självmordsbenägen att det blir en RJ45 kontakt till den seriella anslutningen
Däremot såklart till nätverket.

Jag har inte riktigt bestämt mig för kontakt ännu - utöver de tips ni har kommit med så är ett alternativ att dela upp det på två XLR kontakter - en 6-pol och en 7-pol.
Men detta skall jag fundera lite mera på.

Undertiden så har jag hunnit att beställa det första av 2 (eller 3) kretskort, som innehåller de seriella anslutningarna, realtidsklockan och spänningsregulatorer.
Som beskrivit tidigare, så kommer ju systemet att bygga på en Arduino Mega, så kortet är en variant på en Arduino shield. Det kommer att sitta emellan MEGA'n och en Ethernet shield - men är betydligt större. Kortet skruvas dels ihop med de två Arduino modulerna, dels i lådan och blir på så sätt det som håller ihop det hela.
Så här ser kortet ut:

kretskort_1.jpg

Utöver detta kort kommer det att sitta ett kort med optokopplare och reläer för de 16 ingångarna och 8 utgångarna. OLED-displayen monteras direkt på frontpanelen. Från början var det tänkt att ha ett 5-knappars tangentbord (plus en roterande "enkoder"). Men eftersom de flesta inställningar ändå kommer att göras via mjukvaran på PC (så när som på IP-adress som ju måste konfigureras lokalt), så har jag ägnat kvällen åt att skriva om koden till menyn så att bara den roterande knappen behövs.

Kortet är för övrigt, efter tips från er, designat för isolerad RS422. Jag har inte testat just den uppkoppling i verkligheten, då jag saknade komponenterna, men praktiska tester har ju visat att det i värsta fall fungerar ändå. Så nödlösningen blir (i första revisionen) i så fall att bygla förbi optokopplarna och DC/DC konvertern.

[MiaM]

Om du ändå bygger med DC/DC-omvandlare och optokopplare så är det kanske lika bra att låta RS232-anslutningen också vara isolerad?

En annan variant är ju att inte skyddsjorda lågspänningssidan fast jag vet inte riktigt hur det går med in/utsignalerna i övrigt på ditt kort. Nätverket är ju ändå isolerat, men resten?

Jordslingor mot "annans utrustning" är ju ett klassiskt problem i "proffs-ljud-ljus-å-sånt"-branschen som nästan alltid verkar lösas med galvanisk isolation.

(Anekdot/sidospår: Linjetrafon i modemen i ATG:s gamla offlinesystem som skrotades ut på 90-talet kan användas som trafo för ljud, åtminstone om den körs utan impedansanpassning (d.v.s. drivs relativt lågohmigt och belastas relativt högohmigt) så låter den såpass bra att få om några PA-anläggningar avslöjar någon brist som trafon bidragit med. )

[cjonash]

Jag var faktiskt inne på tanken att isolera även RS232 anslutningen. Men eftersom ett av de redan kända användningsområdet för denna port kräver en 12V matningsspänning, så skulle det innebära ytterligare en dc/dc konverter, som dessutom skulle behöva leverera högre effekt.

Med tanke på hur många olika RS232 inkopplingar jag gjort i dessa miljöer tidigare, utan att någonsin haft problem, så valde jag att ta risken att köra oisolerat. I värsta fall får man väl bygga en separat burk som isolerar, om det skulle uppstå problem.

Sedan, som MiaM delvis är inne på, så är ju i princip hela burken isolerad på så sätt att anslutningen till TV-bussen är ju nätverk, som redan är isolerat. Burken i sig matas ju normalt sätt med samma el som det den är kopplad till - och matningen är 12VDC (extern strömförsörjning), så även där är den ju (om man väljer rätt strömförsörjning) galvansikt isolerad. Jag kan inte se något praktiskt användningsområde (i vår verksamhet i alla fall) där flera olika enheter med separata spänningsmatningar kommer att kopplas ihop, om man undantar nätverket.

[MiaM]

Ursäkta mitt dåliga minne, men vad är det DOUT ansluts till egentligen?

Annars så är det ju inte jättekrångligt att ha två separata 12V-strömförsörjningar om man vill. Annars så är det inte så dumt att bygga sitt eget linjärreglerade nätaggregat. Det må vara stenålder och ha hög förlusteffekt och kräva en tyngre trafo och koll på allt som har med nätspänning att göra, men å andra sidan är det otroligt driftsäkert. Transformatorhaverier är extremt ovanligt om man inte kör sämsta skiten. Fast detta baserar jag på gamla upplevelser av trafos, de kanske blivit sämre idag?

[cjonash]

DOUT kopplas till ett kort innehållandes en ULN2803 och 8 stycken reläer.
DIN kommer från ett kort innehållandes 16 st optokopplare för digitala ingångar.

Eller så var tanken. Men i verkligheten kommer nog dessa två kort att slås ihop till ett kort. Kanske.

När det gäller strömförsörjning, kommer den första versionen att använde en extern 12V matning (stabiliserad, men helst linjär med trafo och regulator).
I nästa version kan det hända att jag bygger en egen motsvarande, och monterar den internt i lådan.
Anledningen till det här är att jag är lite osäker på den mekaniska stabiliteten på den låda som kommer att användas. Valet av låda är styrt av att jag vill ha den färdig med alla hål och gravyr för texter. Jag har sett motsvarande lådor i verkligheten, och de är både fina och stabila. Dock blir min lite större än de jag har sett, och jag är lite orolig för att locket kan pressas nedåt i lådan (och botten på motsvarande sätt), då de bara har support runt om. Då dessa lådor kommer att placeras bland sportklubbarnas egna funktionärer (våra TV-människor kopplar in den, men sitter inte tillsammans med den), så har jag ingen lust att upptäcka att någon lyckats trycka ner metallhöljet i en strömförande del - oavsett om det "bara" innebär en utlöst jordfelsbrytare och därav följande haveri på hallens klocka, eller i värsta fall ger någon en stöt.

Visar sig mekaniken hålla, kan man i nästa version bygga in allting.

[cjonash]

Dagen bjöd på en resa till en ny basketarena i Danmark, för att slutföra implementeringen av ytterligare ett klockprotokoll. Den här gången ett RS232-baserat protokoll.
Återigen så visade sig pappersversionen av protokollet inte riktigt stämma med verkligheten, så det som borde ha tagit någon timme tog istället närmare 4 timmar.
Men arbetsmiljön var i alla fall bättre - vi slapp sitta i en gymnastiksal full av skolungdomar:

klocktest_1.jpg

Och så här såg klockan som vi skulle läsa av ut:

klocktest_2.jpg

Tyvärr upptäckte jag att ett litet fel smugit sig in i schemat till mitt RS232 interface. Eagle döljer ju i vissa fall spänningsmatningen till kretsar (i det här fallet till RS232 interfacet), och då kretsen hade ett annat namn på VCC än jag använt i resten av schemat, så skulle jag behövt koppla ihop dessa. Normalt varnas ju för dessa fel, men av någon anledning så har jag tydligen lyckats att godkänna det felet. Följaktligen blev inte den anslutningen routad på kortet.
Men det är ju inget som inte går att fixa med en kort bit tråd på undersidan...

Korten ligger för övrigt hos UPS och väntar på att jag ska komma hem. Och den första lådan är beställd, komplett med gravyr och hål. Återstår att se om den blir lika snygg i verkligheten som i CAD-programmet.

[cjonash]

Idag kom UPS med den första omgången kretskort till projektet:

kretskort_2.jpg

Åtminstone den första versionen av projektet kommer att bestå av 2 kort - ett som fungerar som ett moderkort på vilket Arduinon och Ethernetkortet sitter, och ett som innehåller de digitala in- och utgångarna. Det första kortet är det jag har fått levererat nu, det andra är ännu inte designat.

Visar sig det hela fungera som tänkt, så är planen att designa ett nytt kort där allt är integrerat (alltså både processor och nätverk), och byggt med SMD komponenter. Då jag varken har erfarenhet av eller tid till att bygga sådana kort, så letar jag efter något företag som till ett vettigt pris kan montera komponenterna (allt utom kontakter och andra hålmonterade komponenter, dessa kan jag löda dit själv). På så sätt kan allt bli lite mindre, dessutom.

Prototypen till lådan är skickad idag, och så här kommer den att se ut:

låda_front.jpg

låda_baksida.jpg

På fronten är det bara en OLED display och en encoder för navigation. På baksidan sitter alla anslutningar. Den uppmärksamme ser att jag tillslut valde XLR kontakter för de seriella anslutningarna. Så det blir en 4-pin XLR-hane för 12V matning, en 3-pin XLR-hona för tidskod, en 6-pin XLR-hona för RS232 (inklusive en 12V utgång för externa enheter) och en 7-pin XLR-hona för RS422/RS485.

Rent tekniskt är det faktiskt inte en RS485, eftersom den består av en separat in- och utgång. Däremot kommer den att anslutas som en read-only enhet till RS485 för att läsa t.ex. klockor, och som en write-only RS485 för till exempel DMX512 data.

Idag beställdes också alla komponenter, som jag inte redan har, för att bygga allt utom det digitala in- och utgångskortet.

[MiaM]

Det tar sig sa mordbrännarn!

Ser att det verkar ha blivit DA-15 dsub för in/utgångarna. Blir det hane för ena och hona för andra, eller lika på alla?

[cjonash]

Nej. 25-pin skall det vara - hoppas jag! Måste kolla upp det när jag sitter vid datorn igen

Det blir honor för ingångarna och en hane för utgången. Av det enkla skälet att då passar kablarna och breakout-boxarna som jag byggde till mitt förra tidtagningssystem. Där gjorde jag boxar med banankontakter (inkl. skruvklämmor), med 8 ingångar i varje box kopplade till en d-sub.

Det gamla systemet fick lådor i 3mm stål, så de var mer än rikligt robusta - och tunga. Just för breakout-boxarna är det faktiskt nästan bara en fördel. Så dem vill jag gärna kunna fortsätta att använda.

Någon frågade efter källkoden (jag tror det var i ett PM) till projektet, och som jag svarade då så avser jag att lägga upp den här. Dock måste jag plocka bort en del av rutinerna för kopplingen till matchklockorna, då jag har skrivit på NDA för att få de protokollen. Men det är bara de specifika kodblocken som tolkar den inkommande datan som jag kommer att plocka bort. Resten får ni gärna titta på - om den nu är möjlig att förstå