PowerCommander

           

PowerCommander Release status: stable [box doku]
Description	Zentrales Steuergerät
Author(s)	Pl4nkton, Mati, asklepios, tixiv, siro
Last Version	1.00
Platform	AVR (ATmega168/32)
License	Source: GPL / unbekannt
Download	c Code, trac

Einleitung

Der Powercommander schaltet Relais im Sicherungskasten und kann somit (fast) das gesamte Labor an und ausschalten - natürlich abgesehen von Kühlschrank und Server. Ferner kann er die Lampen einzeln im Vortragsraum und Küche dimmen. Das ganze ist bequem per Webinterface erreichbar für jeden der sich im Labor befindet. Das Gerät nimmt Steuerbefehle via Canbus entgegen.

Taster im Labor die aus der Gebäudeinstallation stammen sind mit dem Powercommander verbunden und schalten nicht direkt das Licht über einen Stromstoßschalter, sondern dient viel mehr als Eingabetaster für den Powercommander. So ist es möglich, mit den vorhandenen Schaltern das Licht zu dimmen.

Das Gehäuse beinhaltet ein Schaltnetzteil, sowie zwei Mikrocontroller: Einen Atmega168 und einen Atmega32. Der Atmega168 ist hauptsächlich als IO Expander tätig und schaltet die Relais und Analogausgänge, während der Mega32 die CAN-Steuerung sowie Eingänge übernimmt und eine RGB LED zur Statusanzeige ansteuert. So ist es möglich die Firmware des Mega32 zu ändern ohne das sich die Zustände der Ausgänge verändern - also das Licht oder der Strom ausfällt.

Mit der Version 1.1 kann der Powercommander die Lampen in der Lounge per CAN einzeln oder in Gruppen schalten und dimmen, sowie deren aktuellen Status abfragen. Dies ermöglicht einen fehlerfreien Betrieb. Die aktuelle Lösung kann lediglich die Lampen "toggeln". Zusätzlich werden mit der neuen Version die Stromkreise dynamisch mit Relais geschaltet, was momentan nicht der Fall ist. Das Protokoll zum steuern der Lampen ist nun vereinheitlicht und sorgt in Zukunft für einfachere Steuerung.

Technische Dokumentation

CAN Adresse 0x02

Powercommander offen

Belegung der Schraubklemmen am Gehäuse

Klemme	Belegung	Anmerkung
1	GND 24V
2
3
4	24V Eingang	RCD Server
5	24 V Eingang + Power Good Erkennung	Power vom Netzteil im Sicherungskasten
6	24V Eingang	Hauptschalter
7	24V Eingang	RCD Haupt
8	24V Eingang	RCD Licht
9
10	24V Ausgang	Frei
11	24V Ausgang	Relais Hauptschütz (nicht Dauerstromsteckdosen + Licht Keller + Licht Bastelraum)
12	24V Ausgang	Relais Klo Strom Licht + Steckdose
13	24V Ausgang	Relais Tischsteckdose Lounge
14	24V Ausgang	Relais Lounge Licht
	24V Ausgang	Relais Vortragsraum Licht
16	24V Ausgang	Relais Beamer
17	24V Ausgang	Relais Küchenlicht
18	0-10V EVG Dimmer	Flipper
19	0-10V EVG Dimmer	Schrank
20	0-10V EVG Dimmer	Küche
21	0-10V EVG Dimmer	Lounge TODO: Zwischenraum
22	0-10V EVG Dimmer	Beamer
23	0-10V EVG Dimmer	Tafel
24	GND	Licht-Steuerkreise + Hauptschalter
25	5V Ausgang	Optotriak Vortragsraum bei der Tafel
26	5V Ausgang	Optotriak Vortragsraum bei dem Beamer
27	5V Ausgang	Optotriak Vortragsraum bei dem Schrank
28	5V Ausgang	Optotriak Vortragsraum bei dem Flipper
29
30	230V Neutralleiter Lichtkreis
31	230V Phase Lichtkreis	Taster Vortragsraum
32	230V Phase Lichtkreis	Taster Lounge
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Übersicht

Oberere Buchse an der linken Seite: CAN Untere Buchse an der linken Seite: Belegung: 1 GND ,2 GND ,3 EIA-232_RX ,4 EIA-232_TX ,5 GND ,6 GND ,7 ,8 ,9 24 V ,10 - Eingänge: 2 * 230 V - Taster Lounge, Taster Vortragsraum 5 * 24 V - RCD Lichtkreis; RCD Hauptkreis; RCD Serverkreis; 24 V Power Good; Hauptschalter Ausgänge: 8 * 24 V für die Relais 6 * 0 V - 10 V für EVG Dimmer 4 * 5 V für die Leuchtstofflampen im Vortragsraum

Spannungen: 24 V Relais 5 V TTL µC 12 V CAN - Anhebung auf 24V ist geplant 230 V Eingänge Bauteile / Aufgabe: LM2596-ADJ; Schaltregler 12V - 24V zu 5V TTL 24V Eingang: 4k7, 100k, 1k5, 100n/50V 230V Eingang: 2*470k, 100n/50V, BC557, PC817, 1N4148 0-10V Ausgang: 22k, 100n, 10k, 12k,lm324 MCP2515; CAN MAC, SPI MCP2551; CAN PHY 2 x UDN 2981; Relais Ansteuerung 24V / 5V Optokoppler Lampen mega168; 6 * hw PWM; Ausgänge und Licht PWM Ansteuerung(0-10V analog), I2C mit µC 2 mega32; CAN, I2C, RTC 32khz, eia232 16Mhz Oszillator 2 x Buchse; CAN, EIA232

Mikrocontroller I/O

µC Ausführung - Mega168 Relais schaltet Spannung auf Lampengruppen/Steckdosen Optotriac schaltet Lampen einzeln an/aus Relais an + Optotriac an: PWM für Helligkeit Pin Funktion Richtung Verbunden mit PB3 OC2A PWM Ausgang Lampe Lounge, Klemme 21 PB2 OC1B PWM Ausgang Lampe Flipper, Klemme 18 PB1 OC1A PWM Ausgang Lampe Schrank, Klemme 19 PD3 OC2B PWM Ausgang Lampe Küche, Klemme 20 PD5 OC0B PWM Ausgang Lampe Beamer, Klemme 22 PD6 OC0A PWM Ausgang Lampe Tafel, Klemme 23 PC4 SDA I2C Beides Atmega32 PC5 SCL I2C Beides Atmega32 PC3 Relais 1 Ausgang Lampenspannung Küche, Klemme 17 PC2 Relais 2 Ausgang Beamer, Klemme 16 PC1 Relais 3 Ausgang Lampenspannung Vortrag, Klemme 15 PC0 Relais 4 Ausgang Lampenspannung Lounge, Klemme 14 PB5 Relais 5 Ausgang Steckdosenleiste Lounge, Klemme 13 PB4 Relais 6 Ausgang Steckdosen+Licht Klo, Klemme 12 PB0 Relais 7 Ausgang Hauptschütz, Klemme 11 PD7 Relais 8 Ausgang ? PD0 Optotriac 1 Ausgang Lampe Tafel, Klemme 25 PD1 Optotriac 2 Ausgang Lampe Beamer, Klemme 26 PD2 Optotriac 3 Ausgang Lampe Schrank, Klemme 27 PD4 Optotriac 4 Ausgang Lampe Flipper, Klemme 28

µC Interface - ATMega32 Pin Funktion Richtung Verbunden mit PB6 SPI MISO Eingang CAN Transceiver PB5 SPI MOSI Ausgang CAN Transceiver PB7 SPI SCK Ausgang CAN Transceiver PC5 SCL I2C Beides Atmega168 PC4 SDA I2C Beides Atmega168 PB4 SPI CS MCP Ausgang CAN Transceiver PD2 INT0 MCP Eingang CAN Transceiver PD0 EIA232 ungenutzt - PD1 EIA232 ungenutzt - PD7 24 V Power Good Eingang Klemme 8 PD6 RCD Licht Eingang Klemme 4 PC2 RCD Steckdosen (Haupt) Eingang Klemme 5 PA1 RCD Server Eingang Klemme 7 PD3 Taster Vortrag INT2 Eingang Klemme 31 PB2 Taster Lounge INT1 Eingang Klemme 32 PA0 Hauptschalter Eingang Klemme 6 PA2 LED rot Ausgang Front RGB LED PA3 LED grün Ausgang Front RGB LED PA4 LED blau Ausgang Front RGB LED

Steckverbinder

10 Pin Stecker zur Verbindung der unteren mit der oberen Platine rechts 1 GND 2 CANH 3 CANL 4 SDA 5 SCL 6 +5 V 7 8 Eingang 24 V Power Good TTL 9 RCD Lichtkreis TTL 10 RCD Hauptkreis TTL links: 1 GND 2 EIA-232_RX 3 EIA-232_TX 4 Taster Vortragsraum TTL 5 Taster Lounge TTL 6 Hauptschalter TTL 7 RCD Serverkreis TTL 8 9 10

RGB-LED

TODO: Version 1.1 Vorschlag:

Farbe LED	Aktion	Status
Grün	dauer	Labor an, keine Fehler
Blau	dauer	Labor aus, keine Fehler
Weiß	blinken	Fehler, interne 24V Spannung fehlt
Rot	blinken	Fehler, RCD Hauptkreis ausgelöst
Blau	blinken	Fehler, RCD Lichtkreis ausgelöst
Grün	blinken	Fehler, RCD Serverkreis ausgelöst

Software

TODO: Version 1.1

• Atmega32 "interface"
  • CAN Pakete senden/empfangen
    • Bei jeder Änderungen: CAN-Paket senden
    • nicht jede Funktion kann per CAN ausgelöst werden
  • Schalter abfragen
    • Lampen steuern (direkt / CAN Paket an Labnode lounge)
  • Hauptschalter abfragen
    • Relais schalten, zeitverzögert beim Ausschalten
    • Helligkeitswerte für Lampen auf 70% setzen (Ausschalten)
  • RCD abfragen
    • LED Status setzen
  • Relais steuern
    • Relais werden automatisch gesteuert, nicht mehr manuell über CAN
    • (Küche und Lounge)
  • Optotriacs steuern
  • Lampe PWM steuern

• Atmega168 "controll"
  • wird von interface über I2C gesteuert

Lampensteuerung

Vorschlag:

ZielAdresse	ZielPort	Data[0] Befehl	Data[1] Lampennummer	Data[2] Argument	Data[3] Argument	Befehl
x	2	0	y	0: Aus, >0: An		Lampe schalten
x	2	1	y	{0 .. 255}		Helligkeit setzen
x	2	2				Lampenstatus abfragen, Antwort auf Port 0x03
x	2	3	0	0: Aus, >0: An		Alle Lampen schalten
x	2	4	0	{0 .. 255}		Helligkeit aller Lampen setzen
Absender	3	Lampenstatus, bit 1==AN/0==Aus	PWM-Wert1	PWM-Wert2	...	Antwort auf Anfrage oder bei jeder Änderung

• Setzen:
  • ist die Lampennummer nicht verfügbar, wird das Paket verworfen
  • jede Änderung sendet ein Statuspaket an den Absender
• Abfragen:
  • sendet ein Statuspaket an den anfragenden

Statusupdate

Vorschlag:

ZielAdresse	ZielPort	Data[0] Befehl	Data[1] Argument	Befehl
0	1	0	{0 .. 255}	Status update aller Eingänge
0	1	1	{0 .. 255}	Status update aller Relais

I2C Protokoll zwischen AVRs

8 Byte - der gesamte Zustand der Ausgänge wird geschrieben bzw. kann gelesen werden wenn der Interface Controller neu gestartet wurde

Byte	Funktion
0	low byte
1	high byte
2	PWM Vortragsraum Lampengruppe Tafel
3	PWM Vortragsraum Lampengruppe Beamer
4	PWM Vortragsraum Lampengruppe Schrank
5	PWM Vortragsraum Lampengruppe Flipper
6	PWM Vortragsraum Lampengruppe Lounge
7	PWM Vortragsraum Lampengruppe Küche

Ausgangs Wort:

Bit	Funktion	Byte
0	low byte	Schütz Küchenlicht
1	low byte	Schütz Beamer
2	low byte	Schütz Licht Vortragsraum gesamt
3	low byte	Schütz Licht Lounge gesamt
4	low byte	Schütz Steckdosen Loungetisch
5	low byte	Schütz Licht Klo
6	low byte	Hauptschütz Steckdosen nicht geschaltet + Hauptschütz Licht
7	low byte	Frei
8	high byte	Optotriac Vortragsraum Lampengruppe Tafel
9	high byte	Optotriac Vortragsraum Lampengruppe Beamer
10	high byte	Optotriac Vortragsraum Lampengruppe Schrank
11	high byte	Optotriac Vortragsraum Lampengruppe Flipper

TODO

• Schaltpläne E/A ins Wiki

Webinterface

http://wl/weblabctrl/

Kommandozeile

Das Tool labcontrol biete die Möglichkeit den Powercommander anzusteuern. Folgende Befehle sind möglich:

Klasse	Objekt	Funktion	Value
SW (0)	LAMP_TAFEL (8)	OFF (0)	0x00
		ON (1)	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	LAMP_BEAMER (9)	OFF	0x00
		ON	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	LAMP_SCHRANK (10)	OFF	0x00
		ON	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	LAMP_FLIPPER (11)	OFF	0x00
		ON	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	LAMP_LOUNGE (3)	OFF	0x00
		ON	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	LAMP_VORTRAG (2)	OFF	0x00
		ON	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	KUECHE (0)	OFF	0x00
		ON	0x00
	TOGGLE (3)	0x00
	BEAMER (1)	OFF	0x00
		ON	0x00
PWM (1)	TAFEL (0)	SET (0)	0x00 - 0xFF
	BEAMER (1)	SET (0)	0x00 - 0xFF
	SCHRANK (2)	SET (0)	0x00 - 0xFF
	FLIPPER (3)	SET (0)	0x00 - 0xFF
	KUECHE (5)	SET (0)	0x00 - 0xFF
		PWM_MOD (2)	0x00
		TOGGLE_PWM_DIR (3)	0x00
VIRT (2)	VORTRAG_LICHT (1)	ON (1)	0x00
		OFF (0)	0x00
		TOGGLE (3)	0x00
	VORTRAG_PWM (2)	SET (0)	0x00 - 0xFF
		PWM_MOD (2)	0x00
		TOGGLE_PWM_DIR (3)	0x00