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