Беспроводной ЧПУ сканер: второе пришествие :)

[CNC-Logic]

Очень не люблю отступать от того что ранее задумывал. Сейчас совместно с моим знакомым продолжаем работу над новой версией беспроводного ЧПУ сканера . Выполнен он будет на базе радиомодуля nrf24, управлять им будет STM32F103C8T6. На сегодняшний день на отладочных платах производятся эксперименты по снижению энергопотребления, работе в условиях помех, максимальному снижению задержки. Некоторые неплохие результаты уже по факту есть, но мы решили не афишировать их до завершения экспериментов. Конечно, хочется всего и сразу, но торопиться не нада Естественно, по мимо всего прочего стоит задача минимизировать размеры готового устройства.

Начало экспериментов:

Подробности пожже. Когда будем в них более-менее уверены.

[Гришка]

ну и таки шо?

[wldev]

Я исполнитель.
Движется, сейчас идёт работа по реализации возможности перепрошивки с шифрованием.

[wldev]

Написал свой боотлоадер с шифрованием. На данный момент идёт разработка и отладка схемы ключа после сборка и тесты...

[xvovanx]

Выполнен он будет на базе радиомодуля nrf24

но мы решили не афишировать

и кстати очень зря. nrf24 давно пройденный и отброшенный этап, чип никуда не гож - мега жористый, батарейку сожрет вмиг, даже при выходе -6dB жрет больше 12мА, не считая прочих элементов (бустер, контроллер, светодиоды). Пробовал я прототип на 2.4 чипе BK2461, жор со светодиодом всего 4.5мА. Как бы и все хорошо работает и устойчиво и четко канал держит и задержка передача-прием стабильна и не меняется, НО - медлителен, порядка 10-15 милисекунд полная задержка выходит (от касания датчика до команды станка) и это даже при постоянно включенной передаче (для сравнения - у Vers-a 1.4 ms ). При таких задержках в 15 ms работать на станке можно только при скорости меньше 25мм/мин (кстати зрительно, по сравнению с вашим 443 по видео, у BK2461 задержка гораааздо меньше заметна была).
Сейчас вот на этапе "моделирования" с использованием скоростного маложористого чипа JY01S512D... а там видно будет, что получится...останусь ли доволен результатом...

П.С. по вопросу шифрования сигнала, исправления ошибок приема единственной посылки (а не игнорирования ошибки и ожидания нескольких правильных посылок, как в большинстве работы модулей) и стабильной задержки тоже "поплясать" хорошо пришлось

На данный момент идёт разработка и отладка схемы ключа после сборка и тесты...

лучше сразу делать тесты задержки передача-прием и потребления, может дело до ключа и сборки и не дойдет вовсе

[wldev]

и кстати очень зря. nrf24 давно пройденный и отброшенный этап, чип никуда не гож - мега жористый, батарейку сожрет вмиг, даже при выходе -6dB жрет больше 12мА

Это если постоянно передавать или принимать..

лучше сразу делать тесты задержки передача-прием и потребления, может дело до ключа и сборки и не дойдет вовсе

уже делал, результат хороший

[wldev]

Собрал и отладил схему ключа. Теперь буду делать прошивки для приемника и передатчика. После замерю задержки и токи потребления. А далее натурные тесты...

Ещё пока не знаю как быть с каналами передачи.... Фиксированные или плавающие....

[wldev]

для сравнения - у Vers-a 1.4 ms

Зашёл на сайт https://vers.by/ru/blog/user-guides/vers-wl
Там написано что примерно 2мс.

P.s. и почему-то ток потребления указан в mah. Это же ёмкость....

[wldev]

Всем привет.
Был определен общий алгоритм работы устройства:
1. standby2(сон) в этом режиме передатчик редко проверяет включен ли приемник и в случае если приемник включился переходит в режим п.2
2. standby1(ожидание) в этом режиме передатчик часто отправляет сигналы подтверждения связи приёмнику и ждет когда произойдет нажатие на стилус. Если оно произошло то отправляет об этом сообщение и переходит в режим п3. В случае длительного отсутствия связи переходит в п1.
3. run (работа) в этом режиме передатчик так же передает сообщения подтверждения связи. А контроллер находится в максимальной готовности для быстрой передачи сообщения в случае отпускания стилуса. Если стилус отпустили то передается сообщение об этом. Далее переходит в п2.


Самое главное увеличить частоту подтверждения связи так как в основном она определяет максимальную скорость поиска. То есть поиск будет происходить так: датчик быстро касается , останавливается, и уже на обратном ходу берется точный сигнал положения....

[nik1]

Лучше сделайте на 2 касания , первое быстрое и отскок , второе медленное на замер
То есть лучше мерить на размыкание , а не на замыкание
Если я правильно понял ваш алгоритм про замер на обратном ходе

[wldev]

Лучше сделайте на 2 касания , первое быстрое и отскок , второе медленное на замер
То есть лучше мерить на размыкание , а не на замыкание
Если я правильно понял ваш алгоритм про замер на обратном ходе

Можно и так. И как угодно. Это уже дело программы. Главное от датчика стабильные показания....
Для этого будет собран стенд на котором будут проведены испытания....

[xvovanx]

и кстати очень зря. nrf24 давно пройденный и отброшенный этап, чип никуда не гож - мега жористый, батарейку сожрет вмиг, даже при выходе -6dB жрет больше 12мА

Это если постоянно передавать или принимать..

И так и так чип кушает черезчур много. Я свои опыты с подбором чипов тестирую так - подключаю передатчик и светодиод к батарейке и от генератора подаю импульсы меандр 1Гц (имитация касаний стилуса). Если батарейка выдерживает порядка 12-24 часов непрерывной работы, то вполне можно рассматривать и двигаться с разработкой дальше.

лучше сразу делать тесты задержки передача-прием и потребления, может дело до ключа и сборки и не дойдет вовсе

уже делал, результат хороший

Хороший это сколько в мсек?

для сравнения - у Vers-a 1.4 ms

Зашёл на сайт https://vers.by/ru/blog/user-guides/vers-wl
Там написано что примерно 2мс.

P.s. и почему-то ток потребления указан в mah. Это же ёмкость....

Vers гарантирует задержку не более 2мсек, я прикидывал по расчету у него выходит 1.4 мсек.
А вот с потреблением тока в час это действительно указано хитро однако, один может "тюкать носом" сканируя непрерывно час на скорости 1500, второй может за час два раза только стилусом прикоснуться... Понятнее было бы мах ток с режиме передачи или указать сколько касаний за час.

[wldev]

И так и так чип кушает черезчур много. Я свои опыты с подбором чипов тестирую так - подключаю передатчик и светодиод к батарейке и от генератора подаю импульсы меандр 1Гц (имитация касаний стилуса). Если батарейка выдерживает порядка 12-24 часов непрерывной работы, то вполне можно рассматривать и двигаться с разработкой дальше.

Я считаю так...
Дано:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Com ... n_v1_0.pdf

1. NRF в режиме передачи 20ма (с запасом)
2. Общая пачка, пусть передаем 5 байт 1*8+5*8+9+5*8+2*8=113 бит (стр27)
3. Скорость 1Мбит

тогда для передачи 113 бит нужно 113мкс
возьмем запас на повторы и ответы, а также на пробуждение чипа... тогда одна пачка пусть будет уходить за 700мкс.

в режиме покоя (standby 1) потребление 40 мка (с запасом)

тогда среднее потребление на одну секунду будет =((1-0,0007)с*40мка+0,0007c*20ма)/1c=53мкА

если взять батарейку 2032 (200маЧ)
(+запас на саморазряд) 150маЧ/53мкА=2830 часов

или я неправильно считаю....

[wldev]

Хороший это сколько в мсек?

после тестов скажу...

Vers гарантирует задержку не более 2мсек, я прикидывал по расчету у него выходит 1.4 мсек.
А вот с потреблением тока в час это действительно указано хитро однако, один может "тюкать носом" сканируя непрерывно час на скорости 1500, второй может за час два раза только стилусом прикоснуться... Понятнее было бы мах ток с режиме передачи или указать сколько касаний за час.

Слово "гарантирую" я не видел.
Это понятно что чем больше срабатываний тем быстрее сядет батарейка....

[xvovanx]

NRF в режиме передачи 20ма (с запасом)

плюс еще бустер, плюс микроконтроллер, плюс светодиод и что мы имеем в сумме? А импульсный ток разряда на которую расчитана CR2032 всего лишь 15 мА...

П.С. мне всетаки удалось с чипа ВК2461 на 2.4Ггц выудить многоканальную передачу практически без задержки. Ток при постоянной передаче 4.5мА, в паузах 5мкА. Ну теперь порядок, дело сдвинулось, можно будет до конца доделать себе беспроводник. Габариты выходят порядка - высота 30мм, диаметр 28мм.

[wldev]

Ясно, просто разговор был именно про NRF2401L. - что он очень много кушает

плюс еще бустер, плюс микроконтроллер, плюс светодиод и что мы имеем в сумме? А импульсный ток разряда на которую расчитана CR2032 всего лишь 15 мА...

В режиме коротких передач батарею можно рассматривать как эквивалент конденсатору.

[wldev]

после тестов скажу...

Измерения проводились так.
1. У передатчика цифровой вход сигнала с подтяжкой присоединялся к логическому анализатору(ЛА).
2. У приёмника выход также присоединялся к ЛА.
3. Далее замыкался/размыкался вход передатчика и оценивалось время задержки.

Результаты:
1.Если передатчик не спит то задержка около 0,9мс (1 пакет)
2.Если передатчик спит то задержка около 5мс.(много времени уходит на раскачку кварца)

Скорее всего будет выбрана задержка 5мс.
и подтверждение в активном режиме (думаю не меньше 10 раз в сек) т.к. в основном оно влияет на скорость поиска

Напряжение пробоя шариков 12-18В, ограничение тока 1мА
Напряжение поддержания коммутации равно напряжению батареи, ограничение тока 4мкА.

[xvovanx]

Измерения проводились так.
Если передатчик спит то задержка около 5мс.(много времени уходит на раскачку кварца)
Скорее всего будет выбрана задержка 5мс..

Да, многовато выходит, но для хобби, для себя любимого, не для коммерции, вполне пойдет.
Советы -грабли, чтоб не наступать:
Насчет раскачки кварца и пробуждения - в момент пробуждения и инициализации трансиверы жрут ток неимоверно. Иногда, если батарейка чуть подсевшая, не хотят нормально запускаться, очень помогает электролит в параллель на 47-100мкф, не меньше. Попадались чипы трансиверов, которые пробуждаясь запускаются от внутреннего генератора, а потом подключаясь синхронизируются от кварца, задержки меньше.
Напруга пробоя в 16-18 вольт "чище" по разбросу работает, нежели 12 вольт.
Если на контроллере делаете контроль напруги батарейки, то никаких делителей жрущих ток на вход АЦП, используйте контроллеры с внутренним FVR и возможностью программно завести FVR на вход ADC.
Внутренние Pull-Up подтяжки порядка 15-30кОм, много жрут, вешайте внешние около 100кОм.

П.С. Я на днях тут свое детище на BK2461 потестил генерацией 1 Гц при потреблении в 4.5мА плюс пару светодиодов smd...и как то через пол дня появились мысли о параллельном включении двух 2032 и увеличении высоты индикатора на 3мм...

[wldev]

Да, многовато выходит, но для хобби, для себя любимого, не для коммерции, вполне пойдет.

Можно и меньше, только батарею нужно будет часто менять...
Можно ещё усовершенствовать систему поиска, а именно: зная задержку срабатывания производить восстановление координат контакта.

[xvovanx]

Можно ещё усовершенствовать систему поиска, а именно: зная задержку срабатывания производить восстановление координат контакта

Не очень то идея, даже если заложить условие сканировать только на определенной скорости (чтобы можно было рассчитать координаты), будут ситуации, что уже набрали скорость и тогда коснулись, а можем (если стоим ближе к делали) еще только ускоряться и уже коснутся.