Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на октябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Тестер компонентов MG328
Сайт Паяльник
3. 150 руб.
От пользователей


Модуль OLED-дисплея 0.91 дюйма 128x32. На драйвере SSD1306

DMX512 Контроллер на 40 каналов

Решил опубликовать интересное устройство, которое заинтересует довольно обширный круг людей. Речь пойдет о DMX-контроллере своими руками.

Данное устройство реализовано на микроконтроллере ATmega64A. Тактируется мк от кварцевого резонатора на 16 MHz , тактовая частота выбрана максимальной по документации , так как многоканальный программный ШИМ очень сильно загружает процессор , и реализовать высокочастотный ШИМ представляет трудность на низких тактовых частотах. В данной прошивке ШИМ работает на частоте 79Гц , потому как при более высокой частоте уже перестает работать usart интерфейс, и данные по dmx уже не принимаются .

 

Принцип работы программы очень прост :

Тут я не буду детально рассказывать о протоколе dmx512 и о физической шине rs485. Эту информацию можно найти в интернете.

В прерывании usart определяется ошибка приема данных , это сигнализирует мастер о начале пакета (команда BREAK 44us=>) . Следующий этап : в прерывании usart ловится MAB длительностью 4us и затем start bit с нулевым значением и только после этого программа принимает сами данные диммеров , и складывает в массив последовательно начиная с 0 ячейки. Затем в прерывании таймера этот массив сравнивается с программным таймером каждого канала и выполняется либо включение цифрового выхода , либо выключение. Также в этом прерывании выполняется адресация диммеров .

Работает это следующим образом: Если например задан адрес 10 для диммера , то буфер сравнивается с таймерами начиная с 10 адреса . Таймер 1 с буфером 10 , таймер 2 с буфером 11 и т.д. Можно конечно было чуток оптимизировать расход озу микроконтроллера, но это не имеет смысла , ресурсов в МК предостаточно.

Программируется контроллер не переключателями как в стандартных приборах , а прямо через тот же кабель и dmx передатчик. Для этого в основном цикле программы проверяется флаг занятости шины dmx. Определяется программно . Если команды BREAK не было (флаг = 0) то значит dmx не занят пока что, и АТ команды можно принимать .
Сделано так по нескольким причинам : 1 устройство будет закрыто в щитке и доступа к нему не будет, а адрес возможно нужно будет периодически менять, без вскрытия щитка. Вторая причина , это наличие уже готовых заводских плат идеально подходящих для данного проекта .

Тестировалось данное устройство в программе Freestyler и на приемопередатчике USB <>rs485 с чипом FT232 . Для программирования данного устройства нужно использовать как раз такой преобразователь (с двухсторонней передачей данных) у обычных dmx "свистков" выпилено физически прием данных. Хотя , можно и стандартным dmx шнурком запрограммировать плату . Только пользователь не узнает ответ от платы с подтверждением.

Самая нижняя схема (на МК ATmega8A) представляет собой "конфигуратор" , который может задавать предустановленные значения уровней яркости . Всего их 10шт.
В следующей версии будет создана прошивка для конфигуратора. 
Плату можно с легкостью прошить программатором со стандартным ISP 6pin коннектором , или 10 пиновым коннектором , но подключенным через переходник к плате.
Фьюзы следующие :

Аппаратная часть поддерживает установку приемопередатчика на 433МГц HC-12 или WiFi ESP-01 (ESP8266), программно не реализовано в текущей версии. При необходимости индивидуально можно этот функционал добавить. К примеру управление контроллером через WiFi с веб интерфейсом , или по MQTT протоколу.

Демонстрационная прошивка работы устройства имеет полноценный функционал и на ее основе можно собирать и развертывать последовательно огромное количество каналов "диммеров" , к примеру , можно свободно собрать 10шт. таких плат и получится 320 каналов диммеров и 80 1 битных каналов , для строба или вкл./выкл. нагрузки.
 Есть также прошивка на 40 чистых каналов диммеров (тут не публикую) у нее чуть ниже частота ШИМ (около 59Гц ) и она тоже прекрасно работает.

Фото собранного устройства:

Для перепрограммирования DMX контроллера , необходимо закрыть программу управления (Freestyler к примеру если ее используете) а запустить предварительно установленную программу Терминал (например бесплатную Terminal 1.9b)

открыть ком порт который использует DMX переходник , например СОМ2 и настроить скорость обмена 250000 бод.

АТ команды для перепрограммирования адреса и прочих опций DMX контроллера следующие:

AT+REV? - версия программного обеспечения.
ответ платы такой:
REV 1.0
DEC 2018
autor: Artem Ugrimov

AT+TEST> - тестовая команда , включение всех выходов на 1 секунду. Для проверки исправности силовой части контроллера и т.д.
ответ платы такой: TEST_OK! если команда успешно принята и выполнена.

AT+PWM_SET> - тестовая команда , проверка регулятора ШИМ . После стрелки нужно дописать число от 0 до 255. Например: AT+PWM_SET>25 . Отправив эту команду на всех каналах установится значение ШИМ 25. На 8 1 битных каналах установится максимальное свечение так как лог.0 считается если значение регистра меньше 10 , а лог.1 если больше 10.
ответ такой: PWM_OK=25, или PWM_ERR если ошибка.

AT+CONFIG> - Команда для смены адреса контроллера. По умолчанию адрес = 0. Для смены адреса нужно отправить значение (от 1 до 511) адреса в таком формате: AT+CONFIG>48 .
ответ такой: AT+CONFIG>OK! - если успешно , и ADDR_SET_OK=Х если ошибка . Х возвращенное значение , которое было принято.

Список компонентов, схемы, герберы и прошивку можно скачать ниже

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+2
Antares #
Сюда можно было бы воткнуть расширители ШИМ-каналов на PCA9685, и 328-й мегой без особого напряга рулить 512 каналами с настраиваемой частотой ШИМ от 25 до 1500 Гц. А так - зачётно, только с повышением частоты ключи не будут успевать закрываться.
Ответить
0

[Автор]
Artos5 #
Добрый день! Не буду сильно спорить , но скорее всего решение будет не сильно подходящим. В DMX512 скорость обмена 250000бод. На какой частоте может работать шина i2c в этого чипа ?
И второе : были готовые платы , которые подходят к данной задаче. Поэтому изготовление новых плат повлекли бы к сильным затратам.
Ответить
+1
Antares #
А я и не пытался. У меня был массив из 512 значений DMX, который я обновлял по мере поступления прерываний от уарт + массив с флагами изменения значений массива каналов + таймер для отслеживания начала нового цикла. А в I2C я закидывал только изменённые данные из вышеупомянутого массива по кругу по мере поступления прерываний от I2C. Таким образом I2C и UART живут отдельно друг от друга, каждый на своей скорости и общаются только через массив. Да, некоторые градации яркости при резких переходах терялись, но это было совершенно не заметно. И я не говорю, что моё решение единственно правильное, просто в Вашем случае невозможно обеспечить большую частоту ШИМ без джиттера. У 9685 I2C живёт на 1МГц.
Ответить
0

[Автор]
Artos5 #
А большая частота ШИМ и не надо по сути. Мерцания нету , глаза не устают. Я делал 40 каналов на 400Гц ШИМ на МК STM32F100 . Но , повторюсь , что сделал так потому как платы заводские подходящие были :)
Ответить
0
Zlodey #
79 Гц это крайне мало... Глаза устанут, при съёмке на телефон - изображение будет рябить, итд... Хорошо, если устройство управляет лампами накаливания... Если устройство напрямую управляет светодиодной лентой, то надо минимум 500-1000 Гц.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

AVR-программатор USB ASP
AVR-программатор USB ASP
Металлоискатель MD3010II Конструктор УНЧ 60 Вт на LM3886
вверх