Labnode

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Labnode

Release status: Stable [box doku]

Lapnode front.jpg
Description Universelles Automatisierungs- & Experimentierboard
Author(s)  Tixiv
Last Version  V1.0
Platform  AVR (ATmega32/64)
Download  Software: SVN browse
Unterseite

Universelle Platine für die verschiedensten Aufgaben von der Automatisierung bis zu Experimentierbord geeignet.


Features[Bearbeiten]

  • ATMega32 Mikrocontroller
  • MCP2515 CAN Controller / MCP2551 CAN-PHY
  • Platz für RFM12 Funkmodul
  • Schaltregler für 5V/500mA aus 7-30V Eingangsspannung
  • IOs
    • 10 Pol Wannenstecker für CAN-Bus und Buspower Versorgung
    • 3 gleich belegte 10 Pol Wannen mit
      • 5V Spannung
      • Eingangsspannung
      • 2 AVR Analog Pins
      • 2 AVR Digital Pins
      • 2 ULN2003 Open Kollektor Ausgänge bis 500mA belastbar
    • 10 Pol ISP Stecker
      • zur Programmierung des AVRs
      • Zusätzliche serielle Schnittstelle
      • SPI Schnittstelle
    • USB Buchse
    • Hohlstecker-Buchse
      • optional Zur Stromversorgung

Idee[Bearbeiten]

Die Labnode ist als universelles Board zum Automatisieren von Dingen und zum Experimentieren gedacht. Wenn man einen CAN-Bus zur Automatisierung einsetzt bekommt die Labnode über einen Stecker CAN und Buspower, und an den 3 anderen Steckern können 3 Sensor/Aktor - Module angeschlossen werden. Eine weitere Labnode kann zum Einspeisen der Bus-Power und als CAN-USB-Schnittstelle zu einem PC eingesetzt werden.

Platine und Bauteile[Bearbeiten]

Die Platine gibt es für Laboranten bei mir (Tixiv) zu einem Unkostenbeitrag von 6 Euro.

Reichelt Warenkorb: https://secure.reichelt.de/?;ACTION=20;LA=5011;AWKID=253444;PROVID=2084

Der Reichelt Warenkorb enthält alle Bauteile inklusive CAN-Schnittstelle aber ohne das RFM12 Funkmodul.

Schaltplan und Bestückung[Bearbeiten]

Bestückung Unterseite SMD
Bestückung Oberseite
Der Schaltplan

Pinbelegung der Stecker[Bearbeiten]

EXT1

1   GND   Masse
2   VCC   +5V
3   PA1   ADC1
4   PA0   ADC0
5   PA2   ADC2
6   PA3   ADC3
7   PC6   Treiberausgang 2 (Q2)
8   PC7   Treiberausgang 1 (Q1)
9   NC
10  +V    ext. Versorgung


EXT2

1   GND   Masse
2   VCC   +5V
3   PD6   ICP
4   PD7   OC2
5   PA4   ADC4
6   PA5   ADC5
7   PC4   Treiberausgang 4 (Q4)
8   PC5   Treiberausgang 3 (Q3)
9   NC
10  +V    ext. Versorgung


EXT3

1   GND   Masse
2   VCC   +5V
3   PC0   SCL + Treibereingang 5
4   PC1   SDA
5   PA6   ADC6
6   PA7   ADC7
7   PD4   Treiberausgang 7 (Q7)
8   PD5   Treiberausgang 6 (Q6)
9   NC
10  +V    ext. Versorgung


USB

D+  PD2 + PC2
D-  PC3

CAN

INT_CAN PB2 / INT2
CS_CAN  PB4 / SS 

CAN-Wannenstecker

1  GND
2  GND
3  CANH
4  CANL
5  GND
6  GND
7  BUSPOWER
8  BUSPOWER
9  BUSPOWER
10 BUSPOWER

RFM12

INT_RFM12 PD3 / INT1
CS_RFM12    PB3

ISP

1   PB5   MOSI
2   VCC   +5V
3   PB1   CS_EXT / T1
4   PD0   RXD
5   RESET  "
6   PD1   TXD
7   PB7   SCK
8   NC    (reserviert)
9   PB6   MISO
10  GND   Masse


JUMPER 1 (Quelle für Schaltregler)

1 + 2 = ext. Versorgung +V
3 + 2 = Versorgung über CAN-Bus


JUMPER 2 (Versorgung für VCC)

1 + 2 = Schaltregler
3 + 2 = USB


Hinweise/Caveats[Bearbeiten]

  • Die Fuses des Atmels sind wichtig - CKOPT muss gesetzt sein, weil der CAN-Controller sonst ein zu schwaches Clock-Signal bekommt. Mit den Fuses BF C9 (Low/High) (siehe auch [1]) funktionierts.
 avrdude -c usbasp -p m32 -U lfuse:w:0xbf:m -U hfuse:w:0xc9:m
  • Zum Testen eignet sich die Kombi des simple_can_node mit dem in main.c einkommentierten Abschnitt zum Senden von Testpaketen in Verbindung mit der UART-Variante des can_gateway. Beide finden sich im SVN unter microcontroller/src-atmel/automatization2.0/labnode.
  • Der Overflow des foo-counters im node passiert etwa zweimal pro Sekunde - es sollten sich also Daten auf dem CAN-Bus und dem RS232-Ausgang des gw einstellen - die rote LED sollte blinken.
CAN-Paket am CAN-Bus
CAN-Paket am UART
  • Das CAN-Paket sieht (CANH und CANL gegen Masse gemessen) wie auf dem Bild rechts aus.
  • Auf dem UART kommt dann das dekodierte Paket an, Bild ebenfalls rechts.
  • Die Nodes erwarten im ersten Byte des EEPROMs ihre CAN-ID
  • Zwischen CANH und CANL gehört ein 120 Ohm Widerstand - an beiden Enden des Bus - sonst kommt nur Müll an.

Erweiterungsmodule[Bearbeiten]

Phasecut[Bearbeiten]

Das erste fertige Erweiterungsmodul bietet 4 Kanäle die per Phasenanschnitt Lampen dimmen können. Labnode/phasecut

0-10 V Ausgänge[Bearbeiten]

Bietet 2 Kanäle für eine 0 bis 10 V Ausgangsspannung die zur Ansteuerung von dimmbaren EVGs dienen. Labnode/0-10V Ausgang

praktische Anwendungsbeispiele[Bearbeiten]

CAN2USB[Bearbeiten]

Die Labnode dient als Knotenpunkt, um den Can-Bus des Labors (o. Ä.) auf dem Computer zu beobachten und zu debuggen. Labnode/can2usb

Version 2 Fertige Version von Tixiv source

Lässt sich mit dem cand / labcontrol (-U parameter) betreiben.

Bastelcmd[Bearbeiten]

Bastelcmd steuert das Licht im Bastelraum. Bastelcmd

can_dimmer[Bearbeiten]

Auf den 2 labnodes in der Lounge läuft die Software can_dimmer. Diese steuert jeweils 4 Lampen, incl. dimmfunktion.

Links[Bearbeiten]

alternatives Projekt