LAN Control. Система удаленного управления через локальную сеть, Интернет и ПДУ

Появилась вторая версия устройства Lan Control V2

Более функциональное устройство, рекомендую посмотреть XControl

Обновление №4 (16.02.2013). Выставил  на продажу.

Почти 2 года назад, я разработал устройство Universal Device (http://unidev.org.ua/), но, как оказалось, оно слишком многофункциональное, вторая его проблема была в том, что он очень зависим от ПК. Мне присылали много писем, в которых пользователи устройства перечисляли плюсы и минусы. Теперь я решил разработать устройство, которое будет подходить большинству критериев:

1. Устройство должно быть независимо от ПК.


2. Управление функциями ПК (Винамп, курсор и т.д.) тоже бессмысленно.


3. Уменьшить количество индикаторов.


4. И самый важный критерий: полное удаленное управление на любом расстоянии (разумеется, через инет).

Еще писали, понравилось то, что такое многофункциональное устройство уместилось на односторонней плате, поэтому, и это я тоже постарался уместить на односторонней плате.

Какой интерфейс применить? Не долго думая, я выбрал Ethernet, а в качестве интерфейсной микросхемы -  ENC28J60. С момента появления этой микросхемы, уже создано много самоделок (например http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=55066), они подключаются к роутеру, и имеют WEB интерфейс, это значит, что с помощью браузера до устройства можно достучаться через его IP, к тому же, не только в пределах локальной сети, настроив в роутере проброс порта, можно получить доступ по IP роутера через  любое устройство, подключенное к инету. Но если такие устройства уже есть, зачем же мне разрабатывать еще одно? Если у Вас IP статический, то зная его, вы всегда можете получить доступ к устройству через инет, но статический есть далеко не у всех, а если вы используете GPRS/3G инет (как я, CDMA), то статический адрес приходится покупать за дополнительную плату. Но в моем устройстве нет этого недостатка, к нему можно получить доступ с помощью логина и пароля, не зная IP.



Я разработал устройство с такими характеристиками:

1. Подключение к роутеру с помощью витой пары.


2. Количество выходящих каналов: 7 (максимальный ток 500мА на каждый), выходящее напряжение равно напряжению питания.


3. Количество входящих каналов: 4.


4. Сеть 1-wire, к которой можно подключить до 20 датчиков DS18B20.


5. Управление и настройка устройства с помощью браузера.


6. Возможность управления выходящими каналами с помощью пульта с RC5.


7. Возможность устанавливать имя для каналов и датчиков, сохраняется в энергонезависимой памяти.


8. Обновление прошивки через USB.

К сожалению, ENC28J60 требует обвес, у меня так и не получилось сделать для него одностороннюю плату, поэтому, я решил купить готовый модуль:



Покупал здесь: http://www.ebay.com/itm/ENC28J60-Ethernet-LAN-Module-Arduino-AVR-LPC-STM32-/280706213546?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item415b64e6aa#ht_3749wt_1037 . Цена 7$, Но при этом, у нас уже есть сама микра и разъем с трансформатором с светодиодами, если покупать это по отдельности, то цена будет точно выше 7$.

Схема 1. Питание:



Питание 6-35В постоянного тока, понижается до 5В с помощью импульсного стабилизатора MC34063A. Дроссель советую брать минимум на 1А.

Схема 2:



Микроконтроллер Atmega32, память AT24C64, в качестве ключей выходных каналов используется микросхема ULN2003. Питание Ethernet модуля требует 3,3В, поэтому, установлен стабилизатор REG1117-3.3. Для приема сигналов с пульта установлен TSOP1736, перемычкой возле него можно отключить возможность приема комманд с ПДУ. 2 транзистора 2N7002 используются для 1-wire, рядом 2 диода защищают линию от попадания напряжени, выше напряжения питания (если будет длинный провод, то буду наводки), еще установлен один датчик DS18B20. PORT6 для подключения Ethernet модуля. Ну  и паръем USB для подключения к ПК. Перемычка BOOTLOADER предназначена для перевода устройства в режим обновления прошивки.

Получилась вот такая плата:



Я здесь забыл поставить перемычку бутлоадера. Вверху слева показано, куда надо подключать модуль. Выходящие замыкаются на землю, тоесть, если Вы хотите подключить светодиод, то его «+» надо подключит к VCC а «-» к одному из каналов. Входящие каналы считаются активными, если замкнуты на землю (GND). Дополнительные датчики DS18B20 подключаются  разъему U4.



Теперь надо прошить МК. Прошейте его файлом bootloader.hex, затем выставьте фьюзы LOW=0x3F, HIGH=0xDA, если программа вашего программатора не позволяет просто выставить верхний и нижний байты, тогда зайдите сюда http://avr.roboforum.ru/calc.html?part=ATmega32, слева введите эти 2 байта и увидите, как правильно надо расставить фьюзы. Бутлоадер прошит, теперь программатор не нужен. Вставьте МК в устройство, подключите кабель USB, установите перемычку бутлоадера, и затем подключите питание, комп должен найти новое HID устройство и установить его (драйверы не нужны), устройств успешно переведено в режим прошивки. Для прошивки используются 3 файла: bootloadHID.exe – программа хоста, boot.bat файл и командами и LAN_Control.hex – это сама прошивка, когда будете обновлять прошивку, то замените этот файл новым. Все 3 файла должны лежать в одной директории. Запустите boot.bat, должно выскочить черное окно, в нем пару минут будут бегать цифры и оно закроется, прошивка завершена.

Отключите перемычку, подключите питание, загорится D6 на 1 секунду и потухнет, если пока он горит, установить перемычку бутлоадера, то установляться стандартные настройки, это нужно обязательно сделать при первом включении. После их установки дважды мигнет светодиод. Стандартные настройки такие:

• IP: 192.168.1.170.


• MAC: 84.85.88.16.0.41.


• Порт: 80

Если зайти в меню вашего роутера, то ВОЗМОЖНО там будет отображаться подключение этого устройства, но далеко не всегда (у меня он вообще его не показывал). Чтобы убедиться, что есть нормальная связь между компом и устройством (они должны быть в одной локальной сети, тоесть, подключены к одному роутеру), откройте Командную строку и напишите ping 192.168.1.170, должно придти 4 ответа:



Это значит, что связь нормальная.

Откройте браузер и перейдите по адресу http://192.168.1.170/, должно появиться примерно такое окно:



У меня подключен один внешний датчик, поэтому отображается 2. Теперь можно управлять выходными каналами, но лучше сначала задать им имена, нажмите Настройки, появится такая страница:



 

И задайте для каждого компонента имя(латинскими буквами). Для этого, выберите Термодатчик, номер 1 и введите какое то имя, затем для каждого термодатчика, после этого, для 7 выходных и 4 входных каналов. Теперь нажмите Выходящие каналы.



 

Как видите, у меня для первого канала установлено имя «one», для второго – «two» и т.д. Если выход активный, то возле него будет ON, если не активный – OFF. Чтобы изменить состояние, нажмите «Изменить».

Примерно так же выглядит вкладка «Входящие каналы»:



 

Продолжаем настройку устройства. Для этого, нужно зайти в панель администрирования. Для этого, при включенном устройстве нужно установить перемычку бутлоадера и перейти по адресу http://192.168.1.170/admin.



 

Здесь можно изменить IP адрес, МАС и порт(остальное пока что не нужно). Установленные изменения применяются только после перезагрузки устройства. Имейте ввиду, что порт 80 – это стандартный порт сервера, если он будет не 80, а к примеру, 200, то в адресной строке после IP надо через двоеточие указывать порт, тоесть http://192.168.1.170:200/.

Теперь попробуем достучаться к устройству через инет, зная его IP.

Для начала, нужно настроить проброс порта на IP устройства. После этого, его кто-то перейдет с внешней сети IP:порт_устройства, то запрос перейдет на само устройство.

Настройка проброса порта не вызывает никаких трудностей, у меня роутер WR1043 с прошивкой OpenWrt. Для настройки проброса нужно зайти в веб-интерфейс роутера (обычно http://192.168.1.1), затем Сеть->Межсетевой экран, там найдите Перенаправления и нажмите Добавить.

 Имя введите любое, Протокол TCP+UDP или просто TCP, Внешний порт – это порт устройства, Внутренний IP адрес – это IP устройства, Внутренний порт можете оставить пустым. Сохраните и примените настройки. Попробуйте достучаться к устройству через инет(можно делать и в локальной сети). Узнайте IP роутера во внешней сети, для этого можно открыть http://speedtest.net/, в самом большом окне внизу слева будет отображаться ваш IP. Теперь откройте в браузете этот IP, и через двоеточие порт (к примеру, у меня http://130.185.30.125:80/), должно отобразиться то же самое что и при переходе по IP устройства.

Теперь наше устройство доступно через инет. Но мы подключались к нему зная IP, а если мы его не знаем?

Для этого, я создал небольшой сервис, принцип его работы в том, что пользователь на нем регистрируется, затем вводит логин и пароль в панели администрирования, и устройство с установленной периодичностью отправляет логин, пароль и порт на этот сервис, сервис вычисляет IP, откуда пришли дынные (это будет IP роутера во внешней сети) и сохраняет данные в базе данных. Затем, пользователь заходит на сайт, вводит логин и пароль, после чего отображается страница с фреймом, в котором переход по IP:port. Теперь более подробно.

Регистрируется на сайте http://kibermaster.net/, затем открываем http://lc.kibermaster.net/, «Регистрация» и вводим те же самые логин, пароль и имейл, которые на http://kibermaster.net/. Теперь заходим в админ-панель устройства (у меня http://192.168.1.170/admin), вводим там логин, пароль, частоту репорта (как часто отправлять данные на сервис) и IP роутера по внутренний сети (обычно 192.168.1.1), сохраняем, вытягиваем перемычку бутлоадера и перезагружаем устройство. Если частота репорта не равна 0, тогда при включении будет отправлять на сервис данные устройства, так же, они будут отправляться через установленный интервал времени (частота репорта). Вот видео:

[youtube]http://youtu.be/D7_VO58ZotA[/youtube]

Обновление №1 (11.2.2012). Добавлен термостат, автоматическое управление каналами в зависимости от температуры.

Недавно написал статью, а меня уже завалили письмами с вопросами и пожеланиями:).

Многие хотят функцию термостата, ведь как класно, когда возвращаешься на дачу и преждевременно включаешь через мобилку подогрев воды в душе:). Сегодня добавил эту возможность.

Итак, внешний вид веб-формы немного поменялся:

Немного переименовал меню и добавил пункт меню "Термостат":

Сначала надо выбрать канал, который будет подключен к исполнительному устройству (к примеру, к электронагревателю), выберем третий.

Сверху отображается выбранный канал. Ниже - состояние термостата, если "Выключен", то состояние выходящего канала никак не зависит от температуры и его можно изменять в меню "Выходы" или с помощью пульта, если "Включен", то выход может изменять состояние только в зависимости от заданных температурных параметров. В пункте "Термодатчик" нужно задать номер термодатчика (уточните его в меню "Температура"). В пункте "Температура" нужно выбрать опорную температуру, в зависимости от которой будет включаться/выключаться выход. В пункте "Активировать в пределах" нужно выбрать предел температуры, в которых канал будет активным (включенным), можно выбрать Верхних или Нижних. Если выбрать "Верхних", то канал будет активироваться когда температура датчика будет выше, чем установленная в этом меню, если выбрать "Нижних", то канал будет активироваться, когда температура датчика будет ниже установленной.

Практическое применение. У вас есть душ с отдельной емкостью для воды, и электронагревателем. Вы любите вечерком, после приезда домой сразу же принять горячий душ, но дома никого нет и после приезда вам надо самому включить нагреватель, подождать пока нагреется вода (а это около получаса) и вот только тогда можно принять горячий душ. Но как бы хотелось это сделать сразу после приезда домой:). Подключаем какой нить канал к нагревателю (не на прямую конечно, а через реле), кидаем в бачок с водой один термодатчик. Теперь заходим в меню "Термостат", выбираем канал, к которому подключен нагреватель, далее выбираем номер датчика, который лежит в бачке устанавливаем температуру +40 (или сколько Вам надо), Активировать в пределах: Нижних, жмем Сохранить. Теперь, нагреватель включиться и будет нагревать воду до +40 градусов, когда температура будет +40, то нагреватель отключится и будет отключен пока температура будет не ниже +40, когда температура упадет, то нагреватель опять включится. Таким образом, будет поддерживаться заданная температура.

У меня часто спрашивают, куда я подключил роутер если я живу в дали от города и у меня нет кабельного инета. Я купил роутер с USB интерфейсом TL WR1043ND, подключил к нему USB модем (у меня UMW190, но можно использовать любой другой) и теперь этот роутер раздает инет по WiFi и кабелю. Но роутер совсем не обязательно, можно просто подключить устройство к разъему Ethernet компа и разрешить доступ в инет подключенным устройствам. Но в таком случае, веб-интерфейс можно открыть только тогда, когда ПК включен.

Обновление №2 (26.10.2012). Добавил сохранение номера термодатчика.

Мне в комментах и на почту писали, что после подключения/отключения термодатчиков сбивались их порядковые номера, поэтому, возникали определенные неудобства, в частности, с термостатом. Теперь номер датчика сохраняется, а при подключении новых датчиков, они будут добавлять в конец. Обнуление списка происходит при установке стандартных настроек.

Обновление №3 (17.12.2012). Убрана дробная часть при расчете температуры термостата.

Несколько пользователей писали, что им не нравится, что работа термостата зависит от чисел после точки, да и врятле оно кому то нужно.

Обновление №4 (16.02.2013). Выставил  на продажу.

Так как в последнее время у меня часто покупают этот девайс и делать каждый раз плату мне уже надоело, я заказал несколько плат на заводе:


Приобрести устройство можно в нашем интернет-магазине.

Скачать файлы статьи (600 Kb)