System komunikacji IR wielu urządzeń

[Anonim]

Z powodów niezależnych ode mnie nie mogę zastosować radia i przewodów. Do skomunikowania jest ok. 40 urządzeń. Najbardziej zależy mi na ściśle ukierunkowanym strumieniu IR o jak najmniejszym kącie i jak najniższym koszcie całości. Średnia odległość pomiędzy urządzeniami, które powinny być połączone bezpośrednio to ok. 20m więc IR nadawało by się tu doskonale. Urządzenia niestety znajdują się pomiędzy różnymi przeszkodami Może ktoś z was próbował już budować coś takiego lub znacie godne polecenia moduły nadawczo odbiorcze, przekaźnikowe? Łatwiej będzie oprzeć się na cudzym doświadczeniu niż kombinować samemu od podstaw co wymaga czasu i pieniędzy.

Poglądowo ma to wyglądać tak, że urządzenia zbierające dane umieszczone w rurkach pcv mają być rozmieszczone na znacznym obszarze przekazując sobie po kolei pobrane dane do centrali. Niektóre z urządzeń zawierają w sobie ustrojstwo tego typu https://kamami.pl/kamery/562836-kamera-arducam-ov7675-cmos-0-3mpx-640x480px.html   tylko z mniejszą matrycą 240x480, więc tych danych trochę jest. Trudno mi ocenić jak ten pomysł się sprawdzi w pracy na zewnątrz. Pierwsze próby w domu z łączeniem kilku sztuk wypadły w najlepszym przypadku dość średnio ze względu na prędkość transmisji przy przesyłaniu obrazu za pomocą takiego kompletu https://nettigo.pl/products/dioda-i-fototranzystor-ir-ltr-301-lte-302 .

Niestety nie mogłem znaleźć w internecie nic wartego uwagi więc zostaje chyba jedynie mozolne lutowanie diodek i fototranzystorów z których trudno będzie uzyskać szybszy transfer niż 30kb/s co jest nieco powolne ale jeśli nie będzie alternatywy trzeba się będzie jakoś dostosować albo zarzucić. Ze względu na koszt laser/światłowód itp nie wchodzi w grę.

 

[marek1707]

Poczytaj o standardzie IrDA. Tam 115200 jest osiągalne. Typowe, scalone transceivery (Vishay robi tego pełno http://www.vishay.com/ir-transceivers/ ) działają "po wyjęciu z pudełka" na kilka metrów - możesz spróbować dodać trochę optyki i 10 metrów uzyskasz, a kiedyś Texas robił hm.. modemy? Scalaki, które zamieniały UART na kodowanie IrDA:

http://www.ti.com/product/TIR1000

Jeśli do tego podłączysz (przez tranzystor rzecz jasna) dobrą diodę nadawczą IR z soczewką i odbiornik ze wzmacniaczem, 30 metrów masz jak w banku. A dzisiaj STMy mają blok IrDA który możesz "przyczepić" do wybranego UARTa i zamienić go w koder/dekoder tego standardu. Co prawda norma to opisująca jest dość bogata (warstwy sieciowe, identyfikacje urządzeń itp), ale przecież nie musisz z całego stosu IrDA korzystać. HAL na pewno obługuje transmisje w podczerwieni prawie dokładnie tak jak ze zwykłym UARTem - sam korzystałem w L4.

Generalnie jakość sygnału po stronie odbiorczej (a więc odstęp sygnału od szumu a więc pasmo) zależy od ilości energii padającej na fotodiodę a ta zależy od mocy nadawanej, kąta bryłowego promieniowania, odległości urządzeń i powierzchni odbiornika. Poprawiając każdą z tych rzeczy zwiększasz szansę na sukces. Oczywiście zawężając pasmo (zwalniając transmisję) zyskujesz na odległości - to kolejne prawo telekomunikacji. Ze zwykłą 3mm diodką IR i odbiornikiem do zdalnego sterowania sprzętem AV zrobisz te 30m bez żadnych dopalaczy, ale z prędkością max kilkuset bitów/s.. Może jakieś kompresje? 🙂 

Edytowano Luty 17, 2020 przez marek1707

[Anonim]

Jakieś pojęcie o standardzie IrDA mam, problem w tym, że te tranzystory, jakie by nie były, i tak szybciej niż te 30kHz nie dają rady. Dzięki za zainteresowanie, te transceivery to chyba jedyne sensowne rozwiązanie choć miałem cichą nadzieję, że do tej pory wymyślono coś jeszcze lepszego o czym nie mam pojęcia. Skoro sam Marek o niczym takim nie wspomina to, zdaje się, nie będzie lepszego rozwiązania.

Nie wszystkie z tych urządzeń są zbudowane na stm, niektóre z nich to avr i nie mają sprzętowej obsługi więc dodatkowym problemem do rozwiązania będzie kwestia dostosowania się do sprzętu. Może okazać się, że lepiej będzie wymyślić coś własnego niż starać się utrzymać konwencję standardu.. albo po prostu wykorzystać zwykły uart.

Niby banalna kwestia a jednak problematyczna i kosztowna ( co najmniej kilkaset zł. na same transceivery ). Gdyby były szybsze tranzystory wyszłoby być może taniej. A może są jakieś tylko nie mogę takich w necie trafić?

 

[marek1707]

31 minut temu, atMegaTona napisał:

Gdyby były szybsze tranzystory

No już nie pleć. Przecież nawet najgorsze dzis tranzystory mają po 300MHz a przetwornice mocy pracujące "prostokątnie" na 1MHz to standard. A diody laserowe to modulujemy na GHz czym? Przekaźnikami czy właśnie tranzystorami? To, że nie umiesz sklecić szybkiego nadajnika i odbiornika IR nie oznacza, że jest to niemożliwe. 

A IrDA to właśnie taki UART tylko trochę przerobiony na potrzeby transmsji przez podczerwień. Taki strumień impulsów da się zarówno wygenerować jak i odbierać AVRem a oszczędność energii w stosunku do klasycznego UARTa jest wielokrotna. Masz wymagania na szybkość i pewnie jeszcze niezawodność a z miejsca próbujesz kombinować jakimiś garażowymi, własnymi rozwiązaniami zamiast zrobić to porządnie. Przecież ktoś (i to niejeden ktoś) nad tym siedział, liczył i zaprojektował do tego optykę, scalaki i protokoły. Szkoda, że tak łatwo się poddajesz. Jeśli z jakichś powodów byłbym zmuszony robić na IR (a byłem), skorzystałbym tam gdzie można z umiejętności STM a gdzie nie, dospawałbym do UARTa enkoder Texasa UART/IrDA. Takie standardy później procentują - masz gotowe bloczki, które zwyczajnie działają. Jeśli nie czujesz bluesa w stopniach analogowych (tak nadajnika jak i odbiornika), skup się właśnie na tym: poczytaj, poszukaj, popytaj. Przecież nie święci garnki lepią...

BTW: Na tę odległość dobrze sprawdzą się moduły radiowe. Te na 2.4G mają małe, zintegrowane anteny i transmisje nawet 1Mbit/s a czasem więcej:

https://botland.com.pl/pl/moduly-radiowe/5842-modul-radiowy-rfm75-s-24ghz-transceiver-smd.html

Dlaczego nie radio?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Anonim]

3 minuty temu, marek1707 napisał:

No już nie pleć. Przecież nawet najgorsze dzis tranzystory mają po 300MHz a przetwornice mocy pracujące "prostokątnie" na 1MHz to standard. A diody laserowe to modulujemy na GHz czym?

Chodziło mi o fototranzystory do odbioru IR, fotodiody z niższej półki też nie powalają możliwościami.

4 minuty temu, marek1707 napisał:

Dlaczego nie radio?

Nie może być radio bo natężenie pola elektromagnetycznego jest jedną z mierzonych wielkości. Gdyby tak nie było to oczywiście wybrał bym radio. Kabel też nie może być bo się zrobi plątanina do tego jest podatny w tym miejscu na przypadkowe zerwanie a same urządzenia mają być przenoszone z miejsca na miejsce.

No i najważniejsze kryterium: cena, cena, cena...

[marek1707]

Ponieżej pewnej ceny jesteś zmuszony robić z zapałek, sznurka i plasteliny. Innymi słowy zaczyna cierpieć jakość a paradoksalnie koszt (bo czas) wcale nie maleje a wręcz potrafi wzrastać zaskakująco szybko. Jeśli ktoś chce zrobić system pomiarowy pola EM za grosze, to zwyczajnie powiedz mu co o tym myślisz zamiast stawać na głowie i próbować spełniać niedorzeczne oczekiwania.

Natężenie pola elektromagnetycznego w jakimś paśmie czy tak w ogóle? Jakie poziomy? Badacie jakieś anteny, nadajniki, uloty z urządzeń, zgodność z normami? Macie kontrolę nad tymi urządzeniami? Bo jeśli np. są to jakieś kontrolowane badania, to możesz zbierać wyniki "bezemisyjnie" a po zakończonym eksperymencie wysłać je nawet radiem do bazy. A te Twoje urządzenia nie będą siać (procesory sa w tym dobre)? Jeśli mówimy o µV/m, to sam projekt układu pomiarowego nie będzie trywialny. Napisz coś więcej. 

BTW: O fototranzystorach zapomnij. Szybkie łącza IR robi się wyłącznie na fotodiodach. Zupełnie spokojnie możesz mieć 1Mbit/s. Skąd bierzesz zasilanie?

[Anonim]

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

Jeśli ktoś chce zrobić system pomiarowy pola EM za grosze, to zwyczajnie powiedz mu co o tym myślisz zamiast stawać na głowie i próbować spełniać niedorzeczne oczekiwania.

Ten ktoś to ja 🙂 i tak już się wykosztowałem na ten eeee.. eksperyment.

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

A te Twoje urządzenia nie będą siać (procesory sa w tym dobre)?

Są ekranowane najlepiej jak potrafiłem a zasilanie jest z li-ionów z zepsutych baterii do laptopów. Okazało się, że przeważnie jedna jest zepsuta a reszta jeszcze dobra i mam tego całą masę, do urządzeń małej mocy nadają się super.

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

Jeśli mówimy o µV/m, to sam projekt układu pomiarowego nie będzie trywialny. Napisz coś więcej. 

Głównie projekt dotyczy anten i przyczyn okresowych zakłóceń. Nie mogę sobie zapisać i wysłać przez radio później, bo ma to być długotrwałe zbieranie danych w warunkach jak najbardziej zbliżonych do rzeczywistych. Nie mogę też zostawić drogiego sprzętu "na polu" bo może się okazać, że przyczyna okresowych zakłóceń objawi się brakiem tegoż właśnie sprzętu zapisującego dane do wysłania "później".  😜

[Anonim]

Ogólnie rzecz ujmując chodzi mi o to żeby sprawdzić w specyficznym terenie jak się rozchodzą fale z mojej anteny. Czytałem o tym trochę i takie pomiary mogą pomóc w optymalizacji anteny. Nie będzie to może super dokładne ale radochę będę miał na pewno jak to już ogarnę 🙂

[marek1707]

7 godzin temu, atMegaTona napisał:

jak się rozchodzą fale z mojej anteny

Jak to "jak się rozchodzą"? Po pierwsze musisz zmierzyć samą antenę i jej dopasowanie do kabla i radia. Do tego potrzebujesz jednoportowego analizatora antenowego lub analizatora widma z generatorem TG i sprzegaczem kierunkowym. Potem  zabierasz ten analizator (lub robisz prosty odbiornik z pomiarem RSSI i anteną dookólną) w pole, montujesz w jakiejś pustej okolicy swój mierzony nadajnik na czymś stabilnym i pozbawionym bliskich gałęzi, krzaków itp i chodzisz dookoła w odległości min kilkunastu metrów zapisując wyniki. Jeśli chcesz mieć ch-ke pionową, pochylasz nadajnik o znany kąt i znów chodzisz. To podstawowe rzeczy. Nie wiem po co Ci wiele odbiorników. Tak samo w kwestii zakłóceń przypadkowych. Wystarczy mierzyć poziom sygnału w paśmie na którym pracujesz w miejscu gdzie masz instalację. Jeżeli zakłocenia są naprawdę spore (np. 20dB powyżej tego co normalnie odbierasz) to nic z tym nie zrobisz. Musisz z tym żyć i tak napisać komunikację, by to pokonywała protokołem przeżywając utratę ramek i ponawiając je (i podziękować okolicznym mieszkańcom za dopałki WiFi, CB Radio, polularne moduły radiowe z bezsensownymi stopniami mocy lub modelarzom za ich garażowe 1W nadajniki FPV lub całej reszcie za syfiące silniki lub nawet.. pociagi - a propos, w jakim paśmie pracujesz?). Jeśli zakłócenie jest mniejsze, możesz walczyć antenami kierunkowymi, ale zwykle to się nie opłaca, bo są duże, drogie a żeby miały sensowny zysk i dobre tłumienie listków bocznych muszą być jeszcze większe, jeszcze droższe i jeszcze bardziej niewygodne. No ale podstawa to pomiary anten w laboratorium. Bez tego błądzisz jak Wiedźmin na bagnach Wyzimy. Czy liczyłeś podstawowe rzeczy choćby z kanonicznego równania Friisa? Bo smierdzi mi to jakąś straszną amatorką i pomysłami nas szybko, byle coś zrobić... Może napisz kilka liczb, bo już nie chce mi się za język ciagnąć. Piszesz głównie lejąc wodę zamiast: częstotliwości, moce nadawania, odległości, stosowane modulacje, bitrate, rodzaje anten i konfiguracja całości (zdjęcie?), modułów RF, ustawione szerokości pasma odbiornika, oczekiwania i wyniki poziomu sygnału odbieranego itp. Być może robisz jakieś podstawowe błędy albo zwyczajnie osiągnąłeś kres możłiwości fizycznych danego linku. Wtedy próby poprawy mogą wiązać się z powżnymi zmianami w projekcie a Ty tracisz czas na bezsensowne robienie systemu do.. w sumie nie wiem czego.

EDIT: Po raz kolejny okazało się, że nie umiemy identyfikować problemów. Jak to często na Forum bywa, tytuł wątku ma się nijak do podstawowego zadania i kieruje dyskusję na boczne tory (marnując nasz czas). Pytającemu wydaje się, że drobny kłopot który akurat napotkał (tutaj|: szybki link IR) jest jego głównym problemem a to zwykle cały pomysł jest do kosza.

Edytowano Luty 18, 2020 przez marek1707

[Anonim]

7 godzin temu, marek1707 napisał:

Jeśli zakłócenie jest mniejsze, możesz walczyć antenami kierunkowymi, ale zwykle to się nie opłaca, bo są duże, drogie a żeby miały sensowny zysk i dobre tłumienie listków bocznych muszą być jeszcze większe, jeszcze droższe i jeszcze bardziej niewygodne.

Właśnie o anteny kierunkowe chodzi. Wstępnie dane pokrywają się mniej więcej z wynikami symulacji w m.in programie nec win ale nie był pod uwagę brany wpływ specyficznego środowiska itd. tj. wilgotność, temperatura, nasłonecznienie, odbicia miejscowe, interferencja z odbiciami itd itp.a głównie interesuje mnie czy da się odzyskać sygnał po wielokrotnym odbiciu i jak to zrobić żeby się dało.

7 godzin temu, marek1707 napisał:

Pytającemu wydaje się, że drobny kłopot który akurat napotkał (tutaj|: szybki link IR) jest jego głównym problemem a to zwykle cały pomysł jest do kosza.

No i na tym chcę się tu skupić, pomysł jest na tyle dobry, żeby można było choćby w przybliżeniu ocenić wpływ terenu na skuteczność prototypowej anteny. Dla moich potrzeb dokładność jaką uzyskam przy tej metodzie i posiadanym sprzęcie jest wystarczająca, poza tym przez IR mają też być przesyłane dane innego typu, jak już wspomniane zdjęcia, tak więc głównym zagadnieniem tutaj poruszanym jest właśnie transmisja danych prze IR i na tym się skupmy 🙂

[ethanak]

Jaka antena  jakie pasmo, do czego to ma służyć...

Ja kiedyś na W3DZZ robiłem cały świat na 80 metrach. Oczywiście amatorska łączność, ale jak na 3.5 MHz na fonii pogadałem z Japończykiem to było się czym chwalić...

[marek1707]

Daj spokój, już o to pytałem. Kolega nie chce o tym pisać a my mamy się skupić jedynie na odpowiedziach w temacie IR. Coś tam sobie umyślił i chce to zrobić bo tak. Zatem pozostaje czekać na konkretne pytania..

[Anonim]

W 80 metrów dokoła świata ;D Cóż, nie mam aż takich ambicji, problem jednak dotyczy IR. Pokombinuję z diodami jak radził Marek. Może coś z tego będzie a sam IR link przyda się zapewne w wielu innych zastosowaniach nie tylko mnie.

Jak położę solidne podstawy pod całe to przedsięwzięcie nad którym już jakiś czas wiszę to nie omieszkam napisać o tym na forum ze szczegółami i każdy będzie miał okazję wylać z siebie w temat co tylko zechce więc cierpliwości panowie ;D

Swoją drogą w dziedzinie anten wiele jest jeszcze do zrobienia. Np. nie każdy wie, że do odbioru tv naziemnej lepiej się sprawdza spirala niż biquad ze wzmacniaczem a kiedy spiralę się włoży do garnka to już w ogóle nie ma porównania itp. Nie każdy też wie, że prosty reflektometr na diodach wystarczy do bardzo dokładnego dopasowania kabla itp.

[ethanak]

Kiedyś (lata 70) w MT był opisany telefon optyczny. Jako nadajnik służyła żarówka, odbiornikiem był zwykły fotorezystor.

Dało się pogadać z kumplem z drugiego bloku...

Co do linku IR - miałem w rękach coś takiego, kumpel kombinował (ISP) z łączami między blokami na osiedlu (stare przepisy, przewieszki nie zrobisz a na rado masz mieć fafnaściie zezwoleń). Działało na 115200.

[Anonim]

8 minut temu, ethanak napisał:

Działało na 115200.

i to często wystarcza w zupełności. Gdyby się udało uzyskać 500k to byłbym zadowolony. Koszt wzmacniaczy operacyjnych do fotodiody będzie zdecydowanie mniejszy niż tych transceiverów. Zostałaby kwestia kierunkowości bo nie chciałbym aby mi to świeciło w każdą stronę. Może jak włożyć diodę nadawczą w ocynkowaną rurkę czy coś takiego. Kwestia tylko doboru odpowiednich diod, myślę, że potrzeba co najmniej 150mW żeby było w ogóle nad czym się zastanawiać.