Форумный Акваконтроллер (сборка)

[Starcomputer]

Данная тема является логическим продолжением темы Форумный акваконтроллер.
В предидущей теме после 50-ти с лишним страниц обсуждения наконец пришли к определенности.
Итак базой для контроллера служит сборка MINI2440,
с дисплеем 7":



или 3,5":



Все контроллеры с тачскрином, так что клавиатура не нужна
Кроме этого к контроллеру через второй USB может быть подключена любая USB мышка или клавиатура.
Схема контроллера не секрет, так что желающие могут попробовать изготовить самостоятельно (см. вложение)

Параметры у обоих одинаковы:
Samsung S3C2440A 400MHz, Max freq. 533Mhz
SDRAM

Ø 64MB SDRAM
Ø 32bits Data Bus width
Ø 100MHz Clock
Flash

Ø 1GB Nand Flash
Ø 2MB Nor Flash, BIOS installed
LCD

Ø 4 wire resistive touch screen interface
Ø Up to 4096 color STN, 3.5 inches to12.1 inches, up to 1024x768 pixels
Ø Up to 64K color TFT, 3.5 inches to 12.1 inches, up to1024x768 pixels
Ø In box 256K color 800x480/7.0 inches TFT LCD screen, with touch screen
Interface and Resource
Ø 1 x 10/100M Ethernet RJ-45(DM9000)
Ø 3 x Serial Ports(1 RS232 with CTS and RTS)
Ø 1 x USB Host
Ø 1 x USB Slave Type B
Ø 1 x SD Card Interface
Ø 1 x Stereo audio out, 1 Micro In
Ø 1 x 10-Pin JTAG
Ø 4 x USER LEDs
Ø 6 x USER buttons
Ø 1 x PWM Beeper
Ø 1 x POT can be used for A/D converter adjust
Ø 1 x AT24C08 for I2C test
Ø 1 x 20-Pin Camera Interface
Ø 1 x Battery for RTC
Ø 1 x Power In(5V), with switch and lamp
Oscillator Freq.
12MHz
RTC
Internal
Expand Interface
Ø 1 x 34-Pin 2mm GPIO
Ø 1 x 40-Pin 2mm System Bus
Dimension
100 x 100(mm)
OS Support
Ø Linux 2.6.32
Ø Windows CE.Net 5.0/6.0
Ø uCos2

Контроллеры можно приобести на eBay. Цена от 120 до 205$ с доставкой в Украину (до порога квартиры).

В принципе можно использовать любые контроллеры ARM9, но могут возникнуть проблемы с портами.

Кроме самого контроллера будет отдельная плата с блоком питания (+/- 5В), восемью исполнительными устройствами, четырьмя входами АЦП и четырьмя датчиками температуры.
К одному контроллеру можно подключить несколько таких плат (блок питания делается только на одной). Все платы соединяются с контроллером по шине 1-Wire (обычный телефонный/модемный четырехжильный кабель).
Принцип прост: одна плата - один аквариум

Программным обеспечением в настоящий момент занимается Володя Череп, Vanessa и Ваш покорный слуга. Кто хочет присоединиться - милости просим.
Планируемые функции программы примерно те-же, что и в Акваконтроллере Юсупова, но более расширены и для большего количества аквариумов. Ну и плюс цветной графический тачскрин дисплей, плюс Ethernet, Internet, возможность подключения камеры, звука и т.д. и т.п.

.................................................. ............
Прошу в данной теме вопросы типа "А шо это такое и шо оно делает !?" не задавать

[Starcomputer]

Володя Череп собрал и протестировал опытный образец в реальном режиме.
Есть поправки к платам и к ПО (к самим драйверам устройств).
Работаем
.........................
2 Володя_Череп, ты б отписался по результатам в теме, чтобы я из почты дома не копировал

[pimass]

Starcomputer, Сергей, приблизительный бюджет комплекта плат могу узнать? Ну хоть на что ориентироваться.... Придел так сказать циферей.

[Starcomputer]

Комплект пустых плат обходится около 50 грн.

[pimass]

Starcomputer, Так я так понял они частично будут запаяны, или я что то не так понял?

[Володя Череп]

Допис від Starcomputer

2 Володя_Череп, ты б отписался по результатам в теме, чтобы я из почты дома не копировал

Вечером отпишусь.

[Starcomputer]

Допис від pimass

Так я так понял они частично будут запаяны, или я что то не так понял?

С частичной запайкой стоимость не считали. Возможность в принципе есть.

[Володя Череп]

После устранения выявленных недостатков акваконтроллер заработал примерно так, как требуется. Для проверки работоспособности использовалась утилита ctrl2_v10, архив с исходниками которой прикреплен к сообщению #260.

К этому сообщению прикреплен архив Archive.rar, содержащий два файла: исправленный файл с печатными платами и файл со схемой. Файл со схемой такой же, как и в архиве, прикрепленном к первому сообщению этой темы.

Предварительные характеристики блока усилителей и АЦП
Скрытый текст

Количество аналоговых каналов: 4
Входное сопротивление канала: 1,5 ТОм
Диапазоны измеряемых напряжений:
- от -1350 mV до 1150 mV с погрешностью +/- 2,5 mV
- от -420 mV до 360 mV с погрешностью +/- 1 mV
Диапазоны измерения pH:
- от 1 до 14 с погрешностью +/- 0,02

Перечень выявленных недостатков
Скрытый текст

1. В исходном lay-файле на плате внешнего блока есть лишняя перемычка между контактными площадками резистора R20 (возле 4-го разъема подключения термодатчика). На своей плате я ее срезал ножом. В прилагаемом lay-файле перемычка удалена.
   
   
2. В исходном lay-файле на плате внешнего блока неправильно ориентирован стабилизатор 7805. На своей плате мне пришлось его перевернуть. В прилагаемом lay-файле ориентация 7805 исправлена.
   
   Изменять разводку платы с целью избежания переворота 7805 я считаю нежелательным по такой причине. В исходном варианте радиатор 7805 (радиатор внутри стабилизатора соединен с GND) и радиатор 7905 (радиатор внутри стабилизатора соединен с INPUT) располагаются в одну линию, а это может натолкнуть на мысль установки обоих стабилизаторов на общий дополнительный радиатор, в результате чего INPUT окажется подключенным к GND.
   
   
3. В исходном lay-файле на всех платах для установки штыревых вилок были предусмотрены отверстия внутренним диаметром 0,8 мм. Чтобы установить штыревые вилки мне пришлось на три часа погрузить нижнюю часть штырей в раствор хлорного железа. После промывания и соскабливания осадка штыри вошли в отверстия. В прилагаемом lay-файле внутренний диаметр отверстий для установки штыревых вилок увеличен до 0,9 мм (мастер - 3 штыревых вилки, внешний блок - 5 штыревых вилок, блок усилителей - 5 штыревых вилок).
   
   
4. В исходном lay-файле на плате усилителей предусмотрены отверстия внутренним диаметром 0,72 мм для выводов BNC-разъемов. У имеющихся у меня BNC-разъемов диаметр выводов - 0,7 мм, но они не вошли в отверстия. Пришлось рассверливать отверстия и запаивать центральные выводы со стороны деталей. В lay-файл я не вносил изменений по этому поводу, так как предполагаю, что внутренний диаметр отверстий на моей плате уменьшился за счет непреднамеренного покрытия внутренних стенок отверстий сплавом Розе при лужении платы в домашних условиях. Возможно, при лужении платы на заводе этой проблемы не возникнет.
   
   
5. Конденсаторы C19-20 на плате внешнего блока и конденсатор C1 на плате усилителей расположены близко к штыревым вилкам. В случае установки вилки WH-4, обеспечивающей правильную ориентацию ответной части при подключении, вместо обычной штыревой вилки PLS-4 эти конденсаторы будут мешать. При сборке я подрезал выступы пластиковой части вилок. В lay-файле ничего не менял по этому поводу.
   
   
6. Две группы симисторов (1-4 и 5-8), которые могут использоваться для управления питанием нагрузок переменным напряжением 220В от одного источника или двух разных источников, расположены слишком близко друг к другу. В случае случайного контакта между радиаторами симисторов 4 и 5 возможны нежелательные последствия:
   
   1) Если используется один источник 220В, то в случае подключения фазы к левой клемме левого двойного клеммника "220V In" и ноля к левой клемме правого двойного клеммника "220V In" радиатор симистора 4 будет подключен к фазе, а контактирующий с ним радиатор симистора 5 будет подключен к нолю. Произойдет короткое замыкание между нолем и фазой 220В.
   
   2) Если используется два источника 220В, подключенные к разным фазам трехфазного переменного напряжения электросети, произойдет короткое замыкание между нолем и двумя фазами.
   
   3) Если используется однофазное переменное напряжение электросети 220В и источник бесперебойного питания, то возможны ситуации, аналогичные предыдущим случаям.
   
   В прилагаемом lay-файле симисторы 5-8 и связанные с ними компоненты смещены вправо, добавлены треугольники с восклицательными знаками, изображение двунаправленной стрелки между симисторами 4 и 5, а также надписи "220V". Необходимо также добавить в первое сообщении темы предупреждение о важности наличия воздушной или другой изоляции между радиаторами симисторов 4 и 5, и о возможности использования симисторов с изолированными радиаторами.
   
   
7. В прилагаемом lay-файле маркировка штыревых вилок Jmp3 и Jmp5 на плате внешнего блока приведена в соответствие файлу AquaComp.spl7. Маркировка отображается при наведении курсора мыши на компонент платы в виде небольшого желтого прямоугольника с текстом.
   
   
8. В прилагаемом lay-файле исправлена маркировка четырех полистироловых конденсаторов 10n на плате усилителей (в верхней части платы, возле BNC-разъемов).

Описание процесса проверки акваконтроллера
Скрытый текст

Мастер-плата была подключена к разъему CON2 mini2440 проводами длиной 10 см. Плата внешнего блока была подключена к мастер-плате обжатым завитым телефонным кабелем длиной около 1 м. К плате внешнего блока телефонным кабелем длиной 20 см через разъемы WH-4 была подключена плата усилителей.

В отверстия для штыревой вилки XS3 на мастер-плате был установлен термодатчик DS18B20 (кажется, у продавца он назывался "DS18B20+").

Для питания платы внешнего блока использовался трансформатор 220V/2x9V 5,5VA.

Программа ctrl2_v10 обнаружила все четыре устройства: один АЦП DS2450, два ключа DS2408 и один термодатчик DS18B20.

Продолжительность цикла опроса шины колебалась в пределах 250-500 мс. Иногда при вставках и извлечениях вилки нагрузки, сопровождавшихся звуком искрения в розетке, программа сообщала о получении пакета данных с ошибкой CRC, и продолжительность цикла опроса увеличивалась до нескольких секунд.

DS18B20 всегда выдавал правильную температуру.

Как и положено, у одного DS2408 сразу после поиска все каналы были в состоянии OFF/LOW. Состояние каналов 1-3 изменялось на OFF/HIGH при подаче +5В на три левых по схеме пары контактов штыревой вилки Jmp3, и возвращалось в OFF/LOW при снятии напряжения. Состояние каналов 4-7 изменялось на OFF/HIGH при замыкании последующих четырех пар контаков штыревой вилки Jmp3. Состояние канала 8 не изменялось (OFF/LOW).

У другого DS2408 все каналы были в состоянии OFF/HIGH. В случае касания дисплея mini2440 в области строк, отображающих состояние каналов этого устройства, состояние каналов изменялось на ON/LOW, а на соответствующих клеммах платы внешнего блока появлялось переменное напряжение 220В.

Затем была выполнена проверка платы усилителей.

На плате усилителей на входе 1-го и 2-го каналов были установлены компоненты, номиналы которых отличаются от указанных на схеме: резистор 10M вместо 1M и полистироловый конденсатор 1,5n вместо 10n. Номиналы компонентов 3-го и 4-го канала соответствуют схеме. Существенной разницы в работе каналов замечено не было.

Были использованы красные светодиоды с падением напряжения 1,9V при токе 3 mA. На неинвертирующих входах усилителей второго каскада было напряжение 580-590mV, что позволяет работать с сигналами в диапазоне от -1350 mV до 1150 mV при установке перемычек на левые по схеме пары контактов Jmp1-Jmp4, или в диапазоне от -420 mV до 360 mV при установке перемычек на правые по схеме пары контактов Jmp1-Jmp4.

Для различных каналов АЦП была задана разрядность 12 и 14 бит. После замыкания контактов BNC-разъемов различных каналов, АЦП выдавал значения сигнала с шумом в пределах +/- 10 mV. Это соответствует даташиту на DS2450, в котором отмечается наличие шума для разрядности более 8 бит. После цифровой фильтрации рекурсивным фильтром "y(n) = y(n-1) + (x(n) - y(n-1))/32" шум удалось уменьшить до менее 1 mV. Амплитуда шума не зависела от разрядности канала.

При подключении погруженного в аквариум pH-электрода (HM Digital в пластиковом корпусе, приобретен в "Ароване") для различных каналов время установления показаний было в пределах 2 минут. Присутствовал шум +/- 10 mV, который после цифровой фильтрации тем же рекурсивным фильтром уменьшился до менее 2,5 mV.

Включение и выключение света или аквариумной помпы не повлияло на сигнал. При перемещении pH-электрода из одного аквариума в другой время установления сигнала было в пределах 50 секунд.

---

[Starcomputer]

По отверстиям я знал, моя ошибка - не учел металлизацию, и Володе как раз уехала первая плата с уменьшенными отверстиями.
В настоящий момент диаметры всех отверстий согласованы с производителем.
Остальные ошибки еще не правил.

Допис від Володя Череп

В отверстия для штыревой вилки XS3 на мастер-плате был установлен термодатчик DS18B20

Собственно для этого этот разъем и предназначен.
Выполняет две функции:
1. Проверка шины на замыкание.
2. Индикация температуры окружающей среды.

[Sem]

Во, Серега, говорил я, что мне твоя "сила " не нравится

[Starcomputer]

А взял бы да исправил.

[Sem]

Да ладно -)))

Оффтоп

Хм.... я и исправлял, так ты потом все равно свой вариант положил -))))

[jazzdabbler]

Пишу помалу альтернативную программу на основе OWFS+python. На Mini2440 работать тоже будет Пока обхожусь режимом симуляции устройств, но плат в руки хочется, аж зубы сводит :-).

Респект и уважуха вам парни за ваш труд

[Starcomputer]

Первые комплекты:



Не все запаяно, но где-то так:



Отверстия уже нормальные, остальные ошибки будут исправлены уже в "промышленной" версии плат.

[olegcsa]

Эти белые, пластмассовые BNC разъемы лучше не использовать. Они не качественные, ломаются, вылазит сердцевина. Есть точно такие только в металле, чуть дороже но зато надежнее.

[pimass]

Starcomputer, У кого можно будет приобрести?