Labnode

         

Labnode Release status: unknown [box doku]
Description	Universelles Automatisierungs- & Experimentierboard
Author(s)	Tixiv
Last Version	V1.0 ()
Platform	AVR (ATmega32/64)
Download	github.com/das-labor/labnode

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Unterseite

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

Features

• 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
    • Mit V-USB Bibliothek von http://www.obdev.at verwendbar
  • Hohlstecker-Buchse
    • optional Zur Stromversorgung

Idee

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

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

Bestückung Unterseite SMD	Bestückung Oberseite
Der Schaltplan

Pinbelegung der Stecker

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

• 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 Git unter [2].

• 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

Phasecut

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

0-10 V Ausgänge

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

praktische Anwendungsbeispiele

CAN2USB

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

Bastelcmd steuert das Licht im Bastelraum. Bastelcmd

can_dimmer

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

Links

alternatives Projekt

• http://caraca.sourceforge.net/

Laborautomatisierung

CAN Protokoll  | Automatisierung des Labors  | CAN-Gateway  | Adressen
Canir
Hardware: Labnode | phasecut | 0-10V Ausgang | LabnodeIO | LabnodeIO-xl

Software: can2usb
CAN-Nodes: Küchencan | Lounge | Bastelcmd | Hauptschalter