Spånar kring hemautomation

[Tottish]

Ja då var det dags för att ventilera lite tankar angående ett planerat hemautomations-projekt.

Tanken är att detta system skall installeras i ett hus som vi har i värmlandsskogarna men det blir ett litet testsystem i lägenheten här i Oslo först.

Så här hade jag tänkt börja:
Systemet byggs upp av ett antal noder, typ en reläbox (med PIC-hjärta) vid varje el-uttag. En "moder-enhet" placeras centralt i lägenheten, därifrån kan man sedan styra alla relän och dylikt. När det funkar bygger man en fjärrkontroll till denna.
Noder skall också kunna placeras ut där man vill hämta mätdata (typ tempratur/fuktighet)

Den elektroniska topologin:
Här känner jag mig osäker men jag skriver ett förslag så får vi se hur det ser ut.
Noderna kopplas med telefontråd (4-ledare) pga att det är billigt och att man säkert kan skaka fram 100m+ bara man rotar lite.
I de fyra tåtarna så kör man då ett lämpligt seriellt protokoll och en 5V-matning hade ju suttit smaskens om man fick med också.

Det brukar ju pratas om RS485 i dessa sammanhang. Har aldrig jobbat med det men det verkar vara en bra, ganska enkel lösning. Några snabba överföringshastigheter behöver man inte heller. Ska läsa på om protokollet men vad tror ni? Låter det som ett bra alternativ?

Sen tänker jag mig att man i det slutliga systemet ska låta allt gå över en webserver så när man är hemma så använder man typ en iPod Touch som fjärrkontroll och man kan utöver det kontrollera/avläsa allt varsomhelst där man har en internetanslutning.
Tänkte mecka ihop något åbäke till handkontroll själv först men det känns onödigt när det finns så billiga och bra maskiner med alla protokoll man behöver redan. Sen kan man ju använda den och lyssna på musik med också =)...

Antar att jag mest undrar om ni tycker att RS485 är the way to go eller om ni har några andra bra kandidater... samt om det funkar att köra i kabel som antagligen inte alltid är av TwistedPair-typ.

Shit vad dåligt jag skriver idag. Får väl skylla på festen igår då. Sorry för svamlandet.

MVH
/Tottish

[blueint]

Överföring:
* Opencollector
* RS485 (samma som SCSI?)
* CAN

[xxargs]

Det första jag tänker på är att tänka igenom ditt seriellprotokoll så att den inte är DC-nivåberoende och är DC-neutral och därmed kan köras genom en ethernettrafo eller annan lindad trafo på toroid om man vill köra på låga frekvenser som 9600 Baud.

Tro mig förr eller senare så måste du galvaniskt isolera de olika delarna från varandra vare sig man vill eller inte - så gör rätt med detta i beaktande redan från början - sätt rentutav en ethernettrafo på din RS485-utgång och därifrån försöker få systemet att fungera och ha det sedan som standard!!

och glöm inte att prova med långa utlagda kablar i slingor med lite luft mellan varven fram och tillbaka mellan enheterna. Är kablarna skärmade så kanske man kan prova dom kvar på rullen om man får fatt i båda ändarna...

Gör man inte detta redan på protokollnivån så är det mycket svårt att 'rädda' upp det senare med extern hårdvara i efterhand - många tänker sig att man kan isolera upp med optokopplare när den är bekymmer med jorströmmar mm. - men då upptäker man snart att optokopplare i rimlig prisklass inte är speciellt snabba samt det krävs ett helt litet kort med drivers och förstärkare med tillhörande spänningsmatning på båda sidorna (isolerade från varandra förståss) - rätt tänk så behövs det bara en enda ethernettrafo - som dessutom fungerar dubbelriktat samtidigt!!

Titta på ethernet, SP/DIF och manchesterkodning, även gamla floppydisk-modulation som MF och MFM-kodning då alla har det gemensamt att de passerar en högpasskoppling (typ trafo/tonhuvud/konding i serie) utan fast DC-nivå samt är DC-neutralt (dvs lika mycket upp-tid som ned-tid oavsett datats utseende).

DC-neutralitet är viktig för att trafokärnor/tonhuvuden etc. inte skall mättas magnetiskt och seriekondensator bli fullt uppladdad pga konstant (ökand)e DC-ström under för lång tid för att man sänt en massa '1' efter varandra i datat... typ.

Misstaget du riskera att göra - likväl som många uppfinnare och utvecklingslabb redan har gjort (och oftast gått på öronen efteråt) - är att man bygger sig ett system i lägenheten/labbet och man får allt att fungera perfekt - men sedan när systemet flyttas ut i 'verkligheten' med mycket längre kablar än tänkt, störningar och jordströmma som kräver galvanisk uppbrytning mm. så krachar hela systemet pga. fundamentala fysiska transmissionstekniska misstag som inte syns på korta sträckor och heller inte fixas enkelt med en liten buggfix - fel strategi från början kan göra hela systemet oanvändbar eller kostsamm att få igång pga dyra extralådor överallt och tex. transmissions och protokollhanteringen måste göras om från grunden...

[vfr]

Det går att köra på en strömslinga som liknar SioX eller LIN. En enkel strömgenerator (i allra enklaste fallet ett motstånd) förser hela slingan med matning. Sedan sänker varje nod slingan till nolla (kortsluter mot nolla) för att sända en nollbit. Vid ettbit lämnas slingan öppen och man får då hög nivå.

Det är ingen snabb signalering, men klarar man sig med 4800 baud på runt kilometern kabel så duger det fint. Fördelarna är att det är enkelt och robust. Dessutom lätt att optoisolera då slingan själv klarar av att driva optokopplarna. En fördel till är att om man inte använder optoisolering så kan man spänningsmata strömsnåla noder från bussen, t.ex knappar, temperturnoder mm.

I övrigt kan jag nog hålla med om uppbyggnaden. Jag har funderat många ggr på alternativen intelligenta noder vid varje förbrukare/styrning eller centraliserad styrning av lasterna. Problemet med centralisering är mängden kabeldragning. Och svårigheten att få in detta i ett befintligt hus. Intelligenta noder löser detta men är ett dyrt alternativ. Min slutsats blev något mittemellan. Några få mindre centraler där styrningarna är hemdragna och sedan egna intelligenta noder för knappar och givare. Då passar en sådan buss alldeles utmärkt!

Sedan kompletterar jag med lösa radiostyrda pluginmoduler av typ Nexa eller liknande. Dessa har jag redan en centralstyrd sändare till.

[Tottish]

vfr: OK, med strömslinga-metoden så måste man väl dra en kabel till varje nod från huvudenheten? Alternativt bara skicka data medströms =). Jag vill, i slutändan, ha dragit kabel t.ex. utefter en vägg i varje rum och sedan bara "haka på" enheter på bussen i takt med att behoven och byggarglädjen kommer. Annars verkar det ju som ett billigt och säkert sätt.
Rätta mig om jag missförstod dig...

xxargs: Där fick jag mycket att läsa på om. Jag har nu läst ett antal artiklar om RS485-tillämpning och jag har faktiskt inte sett någonstans att det läggs fram som förslag att signal-ledningarna skall isoleras med trafo. Endast att man ska se till att ha en ledning i kabeln som man kan ha som signaljord.
Jag tvivlar inte på din erfarenhet på området men jag är bara lite nyfiken på varför du framställer det som en absolut nödvändighet när jag inte ser det nämnas någon annan stans. Det skulle ju vara skönt att slippa köpa trafos och köra manchesterkodning (=halva bandbredden) men är det något som ska/bör göras så är det så. Ville bara höra så att det inte uppstått något missförstånd.

Skrev det nog inte tidigare men jag tror inte jag behöver några hastigheter högre än kanske 4800 baud. Det ska ju inte gå så mycket info i ledningarna trots allt... och inget tidskritiskt heller för den delen. Hällre långsamt och stabilt i så fall!

MVH
/Tottish

[vfr]

Nej, det är inte gammal strömslinga typ 20mA eller liknande punkt till punkt. Det blir en form av strömslinga mellan strömgeneratorn och sändaren, men inte i "vanlig" mening strömslinga. Den är multidrop och kopplas parallellt över hela nätverket.

Vill man ha högre hastigheter eller avstånd så kan man bygga längre segment med RS485/RS422 och sedan brygga över till SioX lokalt.

Jag kör SioX-buss mellan centralen och min Nexa-sändare här hemma. Det är den enda intelligenta noden just för ögonblicket. Jag kör 19200 baud på slingan men då får man hålla den lite kortare. Ca 250m borde den klara med den hastigheten. Den skalar ganska linjärt vad gäller längd versus hastighet. Med 250m kommer man rätt långt i ett hus.

Edit: La till sista stycket.

[xxargs]

Om man är intresserad av möjlighet till galvanisk isolation eller inte beror nog om man har hamnat i situationer som kräver uppbrytning för att lösa problement - är nog lite telefonteknikskadad i de avseendet...

kan man hålla sin RS485-anläggning 'ren' med egen strömförsörning och jordreferens hela vägen utan 'av misstag' inkopplade skyddjordar och annat i ändapparaterna så kan det fungerar - vad jag menar med inlägget att med lite tanke rent protokollmässigt redan från början så påverkar det inte systemet om man måste bryta upp och slänga in en trafo för galvanisk isolation när man står för den situationen - men gör man det inte på protkollmässig nivå och kör vidare med sin DC-nivåberoende siganlerin ala RS232 över RS485 så har man ingen alternativ än att köra via optokopplare.

det där med trafo som 'standard' så avsåg jag inte att man måste ha en trafo på varje enhet - utan bara när det behövs - att man skulle använda trafo på varje enhet var tänkt i utvecklingsskedet så att man försäkrar sig att överföringen fungerar med trafo i alla lägen även om man senare kör med utan trafo överallt utom kanske i en plats för att man måste....

[Tottish]

vfr: Inte klassisk strömslinga alltså? OK. Försökte hitta info om SioX men det var inte så lätt. Wikipedia blandade ihop det med en bildbehandlings-teknik och google verkade mest vara inne på det också. ELFA och Digikey gav inget på söket. Hittade till slut ett dokument som rörde (nästan) det som jag letade efter men då var det endast spec om apparater som man kunde koppla in på SioX-bussen och inget om den elektriska specen. =(.
Du råkar inte ha någon länk till en sida där man kan få en snabb översikt om hur det hela funkar rent elektriskt?
Helt rätt som du säger: 250m kommer man långt med i ett hus och även om man skulle halvera bandbredden från (19,2kB) så skulle man nog klara sig på det också.
Vad kör du i för kabel? Gammal teleledning eller nåt CAT-5-liknande? Skärmad eller oskärmad?

xxargs: Ahhh, då hänger jag med! Det låter som ett mycket bra säkerhetstänk men om man håller sig under 19,2kBaud och ser till att inte skyddsjorda (tror bara att det är jordat i badrummet i det aktuella huset) någonstans så kanske man klarar sig ändå. Med dessa förhållandevis låga hastigheter så behöver kanske inte optokopplaren kosta en förmögenhet heller om det nu vill sig så illa att man lär ha sådan på en/fler noder.
Det är dessutom tänkt att installera ett lågspänningsnät (DC) i huset och då blir det väl att driva noderna från det nätet vilket torde eliminera jordproblemet och till och med behovet att "boka" en extra jordledning i signalkabeln? Om jag inte tänker galet...

MVH
/Tottish

[vfr]

SioX-bussen är egentligen ägd av Telefrang och inte fri som sådan. Därför kan det nog vara svårt att hitta så mycket om hur saker är konstruerat. Tekniken är dock väldigt lik det Intersil en gång i tiden körde på ett system som kallades REMDAC, Remote Data Acquisition, så inte ens Telefrang var först med det.

I och med det så är det nog lite fritt fram att hitta på egna lösningar som liknar detta.

I princip är det bara en strömgenerator på någon valfri plats på slingan, t.ex 50-100mA. Sedan korsluter varje sändare över bussen med en transistor vid sändning av nollbit. På mottagarsidan gäller det bara att lägga någon form av komparering mot en lämplig spänningsreferens (t.ex halva matningen) och in på UART:ens RX.

Kabeln behöver inte vara skärmad eller partvinnad och det går bra med i stort sett vilken tattarkabel som helst. Jag kör på 4-ledar telekabel (vit/blå/grön/lila).

[dykan]

Ta en titt på X-10 vanligt i 110volts länderna men jag har sett på Typ kjell,clas eller teknikmagasinet tror jag.

fins färdiga kit och mjukvara: (inte alltid 240v och svensk kontakt)
http://www.x10-store.com/

och man kan låna lösningar:
http://www.microchip.com/stellent/idcpl ... e=en012050

alt bygga själv:

Har läst att om man byglar huvudsäkringarna med condensatorer kan man till och med prata mellan faserna.

(Vet dock inte vad ev jorfelsbrytare säger om det borde gå framför.)
Kan skapa skräpströmar som strular till det!

Lycka till!