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Dieses Thema hat 103 Antworten
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 Projekte
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michael93 Offline



Beiträge: 129

07.02.2009 22:29
Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten


Hallo Leute,

ich bin schon seit geraumer Zeit daran, eine eigene IR-Fernsteuerung mit AVR Mikrocontrollern (momentan ATMega8L) zu entwickeln und zu bauen. In letzter Zeit habe ich ein paar schnelle große Schritte nach vorn gemacht (fertig bin ich aber noch lange nicht), weshalb ich denke, dass es evt. einmal Zeit wird, mein Projekt vorzustellen (auch um mir selbst etwas Druck zu machen, es endlich fertig zu machen).

Die Hardware (Sender + "Test"fahrzeug) sind schon fast ganz fertig, an der Software hakt es aber noch ziemlich.

Hier erst mal grob meine Ziele:

Als erstes soll mal fahren funktionieren, ist klar, aber am Ende soll die Steuerung folgendes können:
- Digitales Protokoll
- Software Dimmung der Beleuchtung, vom Sender einstellbar
- Sender "spricht" verschiedene Protokolle
- Sender -> Computersender mit Display und Menüführung
- Motor: geknickte Kennlinie(n) (auch vom Sender programmierbar)
- 8 Lichtkanäle "Standart", erweiterbar
- Beliebiges Tasten-Routing
- Bekannte Standby-funktion
- LiPo Akku (2,7V, 2000mAh), Spannungsanzeige im Display
- usw.

- > Also ne echte Eierlegendewollmilchsaumitcappuchinoautomat cheers von smilies-world.de

Im Anhang ist mal der Schaltplan für die Empfängerplatine (und das Layout) -> steuerung_eagle.zip
und der Schaltplan vom Sender -> steuerung_sender.zip

Für Tipps, Ratschläge, Vorschläge und dergleichen bin ich jederzeit offen.

Hier auch noch ein paar Bilder, ist alles leider etwas unordentlich (fliegende verdrahtung), wird aufgeräumt wenn das Projekt weiter ist.

Ach ja, ich programmiere die AVR's mit AVRStudio (ich glaub V 4) und dem STK500 und WinAVR, für die Platine im Fahrzeug hab ich mir nen Adapter gelötet, den kann man einfach statt einem ATMega8 reinstecken.

Grüße Michael

Dateianlage:
steuerung_eagle.zip
steuerung_sender.zip
Angefügte Bilder:
DSC_2397.resized.JPG   DSC_2400.resized.JPG   DSC_2401.resized.JPG   DSC_2387.resized.JPG   DSC_2389.resized.JPG   DSC_2390.resized.JPG   DSC_2391.resized.JPG   DSC_2392.resized.JPG   DSC_2393.resized.JPG   DSC_2394.resized.JPG  
Mikromodellfan Offline




Beiträge: 479

08.02.2009 00:14
#2 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo

Klingt alles sehr gut3-8 von smilies-world.de. Glückwunsch.
Wie viele Servokanele willst du den einbauen?
Würde die gern unterstützen kann aber kein Stück programieren.

Gruß Michael

Meine Homepage


hendrik.s Offline




Beiträge: 695

08.02.2009 11:50
#3 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo Michael,

sieht ja schon super aus!3-8 von smilies-world.de
Ist es eigentlich leichter in C zu programmieren als in Assembler?

mfg Hendrik

Tanis Offline




Beiträge: 354

08.02.2009 12:29
#4 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo Michael,

ein sehr schönes Projekt! Da hst Du Dir ja einiges vorgenommen. Wie hoch wird denn die Auflösung der einzelnen Kanäle sein und wie hoch ist die Aktualisierungsrate der Kanäle? Bei einem rein digitalen Protokoll kommt man ja ziemlich schnell an die Grenzen der IR-Demodulatoren. Ach ja, welche IR-Trägerfrequenz verwendest Du? irgendwas zwischen 30-56 Khz oder die 455 Khz? Bei den 455 Khz hat man natürlich viel höhere Datenraten, aber ich habe leider auch feststellen müssen, das der Empfang bei (den von mir verwendeten) IR-Modulen leider nicht so gut ist, wie bei den 38 KHz Modulen.

Ich bin auf jeden Fall schon mal gespannt, wie es weitergeht!

Viele Grüße

--- Lars ---

resitance is futile!

michael93 Offline



Beiträge: 129

08.02.2009 12:52
#5 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Danke für euer Lob,

@Michael (Mikromodellfan)
Es sollen mindestens 2 Servokanäle sein, aber man soll weitere Kanäle hinzufügen können (per SW). Problematisch wird nur werden, dass man per Hardware - PWM nur 2 Servos ansteuern kann, da müsste man etwas mit Software-PWM machen, und da wird wahrscheinlich die Auflösung sehr gering.

@hendrik
Ich glaub C ist leichter, weil es übersichtlicher sein kann und man sich nicht ganz um jeden sch*** Gedanken machen muss. Assembler ist nur gut, wenn man ganz genau sagen will, was der Controller tun soll.

@Tanis
Ich hab 38kHz Module (TSOP4838) gekauft (beim großen C, Art. Nr. 171115 - 62) und TSAL6200, eine Übertragung hab ich leider noch keine Zustande gebracht, muss mal schaun ob ich ein Schul-Oszi verwenden kann zum entwickeln. Beim Demodulator hab ich nurnoch das Problem der Pinbelegung, ich bin mir nicht ganz sicher wie die das meinen.
Später möchte ich auch Funkmodule (Bluetoth?) einbauen können, hab bis jetzt nur noch keine in der Größe gefunden. SPI Bus ist, wie man sicher sehen kann extra freigehalten.
Die Auflösung der Kanäle wird so bei 8-Bit, also 256 Schritten liegen. Bei bedarf kann man das auch noch auf 10Bit (1024 Schritte) erweitern, so genau kann ich nämlich Kreuzknüppel auslesen. Das Müssen bloß Sender und Empfänger wissen, deshalb soll jedes Modell eine zweite ID zur Programmierung bekommen.
Bei der Aktualisierungsrate bin ich mir nicht sicher, ich weiß noch nicht, wie kurz ich die Impulse machen kann und das kommt ja auch auf die Anzahl der Kanäle und deren Auflösung an. -> Variables Protokoll. Lichtkanäle sollen es erstmal 8 werden, soll aber auch erweiterbar sein. Zur erhöhung der Aktualisierungsrate kann man ja auch die Lichter weniger oft aktualisieren(nur jedes 3-4 mal mitsenden)
Problematisch ist der Mehrsenderbetrieb. Da müsste man evt. (wenn mehrere Fahrzeuge nah beieinander agieren) die Sender irgendwie synchronisieren.

Michael


Sven Löffler Offline

Admin


Beiträge: 3.430

08.02.2009 13:18
#6 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten
Hallo Michael,

finde es wirklich beeindruckend, was du da auf die Beine stellst. Ein schöner Beweis, dass es erfolgreichen Nachwuchs gibt ! 3-8 von smilies-world.de Wünsche dir viel Erfolg bei deinem Projekt ! Aber ich denke das wird schon ! cheers von smilies-world.de
Tanis Offline




Beiträge: 354

08.02.2009 13:31
#7 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo Michael,

eine Übertragung zu stande zu bekommen ist einfach. Das schaffst Du mit Sicherheit. Allerdings sollest Du Dir erst mal genaue Gedanken über das Protokoll machen und dabei die 'Nachteile' des IR-Moduls nicht vergessen. Damit die Pulse sicher erkannt werden, müssen mindestens 10 Perioden gesendet werden, was ~260 µS entspricht (bei38 Khz). Damit wird ein Frame in einem rein digitalen Protokoll schon recht lang! Mit Welcher Kodierung willst Du die Bits übertragen? Manchester-Code wäre wohl das einfachste, denke ich.
Ich habe für meine Steuerung eine Mischung aus digitaler und analoger Übertragung gewählt, da ich so die Frames recht kurz halten kann und trotzdem noch immer eine Auflösung von 7 Bit/ Kanal erreiche. 8 Bit wären besser, aber 10 Bit sind schon 'überflüssig'. Ich behaupte mal ganz keck, das hier kaum jemand den Unterschied von 8 zu 10 Bit merken würde.
Am besten rechnest Du Dir erst mal aus, wie lang ein kompletter Frame wird (ID,Nutzdaten und Fehlerkorrektur/Parität) und entscheidest dann, ob es so realisierbar ist. Du solltest darauf achten, das die Framewiederholungsrate nicht unter 12 Hz geht, da sonst die Steuerung ziemlich hakelig wird. (Ich spreche da aus Erfahrung).

Ich wünsche Dir auf jeden Fall sehr viel Erfolg!

Gruß

--- Lars ---

resitance is futile!

michael93 Offline



Beiträge: 129

08.02.2009 13:49
#8 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten
Hallo Tanis,

muss ich mein Signal echt codieren? Ich dachte, ich kann mir das sparen, dadurch kann man mehr Daten versenden. Ich habs mal durchgerechnet:

Ich übertrage 2 Startbist
dann eine 8-Bit ID
ein zwischenbit
ein Byte Kanal 1,
ein zwischenbit,
ein byte Kanal 2,
ein Zwischenbit
ein Byte Lichtinfo,
ein zwischenbit,
ein Byte Parität,
ein zwischenbit,
zwei stoppbits

Das ist ein einfaches frame.

Damit hab ich 57 asynchron zu übertragende Bits. Jedes Bit dauert 260µs. Damit braucht eine Übertragung 14820µs = 14,82ms. Damit würden bis zu 1s/14,82ms ca. = 67 Frames in einer Sekunde gesendet werden können. Damit kann man 5 Fahrzeuge gleichzeitig steuern. Wenn ichs kodiere brauche ich doppelt so lang, es gehen also nur zwei n halb Fahrzeuge.

Ich hab irgendwo nen Denkfehler, oder?

Michael
Tanis Offline




Beiträge: 354

08.02.2009 14:04
#9 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Halt, Stop!

Ein Bit kannst Du nicht mit 260 µS übertragen! Das ist die minimale Zeit, die ein IR-Puls sein muss, damit er vom Empfänger erkannt wird. Rechne noch mal ungefähr das gleiche dazu um ein Bit zu übertragen.

--- Lars ---

PS: ich komme bei Deiner Rechnung nur auf 49 Bits Ach ja, vergiss eine gewisse 'Framepause' nicht, sonst wird es auch schwer den Anfang eines Frames zu erkennen (Troz Start- und Stop-Bits )

resitance is futile!

michael93 Offline



Beiträge: 129

08.02.2009 14:24
#10 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Dann komme ich auf knapp 30ms für ein Frame, wenn man 5ms Pause lässt, sind das knapp 30 Frames/sekunde. Damit kann man(n) gut zwei Fahrzeuge steuern. Sollte für den Anfang reichen, man kann ja immernoch ab und an das Lichtbyte weglassen oder so. Im Endeffekt ist IR nur der Sprung zu einem Funksystem. An kleine (bezahlbare) Bluetothmodule oder ähnliches komme ich leider nicht dran. Wenn mir da jemand einen Tipp hat, wäre ich echt froh wavey5b15d von smilies-world.de

Danke für die Hilfe und das Lob und so, das hilft einem ziemlich weiter dankeschoen von smilies-world.decheers von smilies-world.de

Aber muss ich wirklich eine Manchestercodierung benutzen? Was bringt das mir für Vor- und Nachteile?

Michael

Sven Löffler Offline

Admin


Beiträge: 3.430

08.02.2009 14:36
#11 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo Michael,

was das Bluetoth angeht: Das könnte vielleicht ganz interessant sein: http://www.pollin.de/shop/detail.php?pg=...w=ODk1OTM5&ts=0 Lars und ich haben uns schon darüber unterhalten. Man müßte mal schauen, ob der Stick bzw. die Elektronik mit 3.7 V arbeitet. Wenn ja, wäre das genial. Dann könnte man die Signal mittels PIC / Atmel Controller synchronisieren. Aber zwischen Theorie und Praxis liegt ja bekanntlich immer ein Unterschied ...

Tanis Offline




Beiträge: 354

08.02.2009 14:55
#12 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Sven,

das Bluetooth Modul kann man abhaken. Da muss man den Vollen BlueTooth stack mit dem µC machen. Das ist für 'Normalsterbliche' wie mich nicht lösbar.
Es gibt aber kleine Bluetooth Module (wenn ich nicht irre 15x25mm), die eine SPI Schnittstelle haben und für ~25€ / Modul (teilweise sogar billiger) zu kaufen sind!
Gruß

--- Lars ---

PS: @Sven, danke, das Du die andere Variante noch nicht verraten hast. Da will ich erst selbst ein paar Versuche machen! :D

resitance is futile!

michael93 Offline



Beiträge: 129

08.02.2009 15:22
#13 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Stack ist im allgemeinen verdammt schwierig, da geb ich Tanis recht.

Wo gibt es diese Module? SPI ist super, die Größe ist für einen LKW klein genug. cheers von smilies-world.de
Ich hab grad geschaut, was man so findet, das sieht gut aus, aber man kriegt die nicht ganz einfach.

Mit der "anderen Variante" habt ihr mich sehr neugierig gemacht. Was Technik angeht, bin ich immer äußerst neugierig. Ist da irgendwas absolut geniales einfaches im kabellosen Kabelwirrwarr (Gebüsch)? Ihr könnt mich ruhig einweihen, ich kann ein Geheimnis sehr gut für mich behalten (meine E-Mail ist im Profil). Ich experimentiere sehr gerne mit sowas.

mog-joe Offline



Beiträge: 156

08.02.2009 15:39
#14 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Gruß Jörg

Tanis Offline




Beiträge: 354

08.02.2009 15:45
#15 RE: Eigenbau IR-Steuerung mit AVR's Zitat · antworten

Hallo Michael,

zu der neuen Sache will ich noch nichts sagen, da es noch nicht Spruchreif ist, aber Hier ist mal ein Link, wo Du Bluetooth-Module recht günstig bekommst:

http://www.tme.eu/de/katalog/?art=BTM-11...ory%3D100554%26

Ich hoffe damit ein wneig geholfen zu haben!

Gruß

--- Lars ---

resitance is futile!

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