a644CUL Stackable, NanoCUL SoftwareSerial

[BennySt]

Hallo zusammen,

lang Zeit habe ich nur mitgelesen, dann hab ich mich angemeldet und nun schreib auch.

Ursprünglich wollte ich 2-3 CULs an meinen RPi stecken, für meine Gerätschaften. Dann hab ich die SCCs entdeckt, welche mir jedoch zu teuer waren. Also begann ich mit nanoCULs zu experimentieren. Der Plan war diese auch stackable zu machen. Also habe ich ein  Software Serial Stack auf Basis von AVRs Appnote entwickelt. https://github.com/Diggen85/a-culfw/blob/SSerial/culfw/clib/SSerial.h

Da gab es nur ein paar Probleme:
-Der nanoCUL hat kaum RAM für Features mehr übrig
-Die Software Serial Stack wird durch andere Interrupts behindert,  z.B. beim CUL empfang
-Die Chinesen haben 5v Pro Minis geschickt (hat mich ein CC gekostet)

Das führte dazu das ich mich für die "oldschool" Methode entschieden habe und einfach ein Atmega, mit ein bisschen Hühnerfutter auf ein Breadbord gepackt habe. Die Entscheidung viel auf den Atmega 644P. Genug RAM, 2 Serialports und vor allen für jeden noch Lötbar. So entstand der a644CULhttps://github.com/Diggen85/a-culfw/tree/a644p

Bis jetzt arbeitet einer von diesen kleinen SCC Klonen sauber am RPi.
Ziel ist es jedoch noch 1-2 davon zusammen zu bauen, so das alles am RPi Serialport läuft. Besonders da ich noch ein paar 868Mhz und 433Mhz CC1011 aus China hier liegen habe. Ich muss nur Zeit finden.

Wenn Interesse an dem a644CUL besteht stelle ich gerne alle Unterlagen hier ein, um Ihn nach zu bauen und räume den Code aus. Der Software Serial Stack liegt auch auf GitHub aber bleibt wohl ein experiment.

[locutus]

Dein Ansatz mit Software Serial ist schon interessant. Mir schwebt schon seit einer Weile die Idee eines Multifrequenz-CSM (CC1101-Serial-Modul) vor. Genauer gesagt zwei CC1101 an einem ATMEGA. Hardwareseitig leicht zu bewerkstelligen. Die Implementierung in der a-culfw bereitet mir allerdings Kopfzerbrechen.

Für den Fall, dass Du den ATMEGA644 um IR-Option erweitern möchtest ...
https://forum.fhem.de/index.php/topic,24651.msg177502.html#msg177502

[BennySt]

Dein CSM sieht auch interressant aus und ist fast der selbe aufbau Ich bin bei der Entwicklung vom nanoCUL her gestartet, war schon schön in 433/868Mhz getrennt.
Tatsächlich bin ich am überlegen, ob und wie ich IR an den RPi bekomme. Entweder direkt oder per CUL.

Ein MultiCC1011 Device sollte machbar sein.
-Den Empfang/Sende Tasks müsste man den passenden ChipSel für die Freq mitgeben. Sollte machbar sein, besarf aber einiges an Anpassung.
- Wenn der zweite Serialport benötigt wird müsste man auf PCINT umsteigen. Sollte auch klappen. Viele Protokolle schalten den Interrupt eh ab. So genau habe ich mir den CC1011 Code jedoch noch nicht angesehen
-Bestimmte Funktionen bzw. Commandos müsste man an neue CULBefehle hängen, das dürfte am Ende für Fhem vlt. die größte Hürde sein.

Ich habe zwar nie viel Zeit finde die Idee aber gut. Wenn du Lust hast können wir uns das zusammen mal anschauen. Genug CC1011 zum Basteln habe ich hier 

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[locutus]

Da ich nicht der Freund von Breadboard bin, werde ich direkt zur Platinenerstellung übergehen.

Meine bisherige Platine beinhaltet:

- Sockel (IC1) für ATMEGA644 oder ATMEGA1284
- AVR ohne Quarz
- zwei CC1101 Funkmodule
- 8-pol. Sockel (CN1) für ESP8266-01
- 6-pol. ISP-Schnittstelle (ISP1)
- 6-pol. UART0-Schnittstelle (J1) für USB zu TTL-Konverter
- 4-pol. UART1-Schnitstelle (J2)
- IR-Empfänger (IR1)
- IR-Sender (LED2)
- CUL-LED (LED1)
- max. Abmessung der Platine: 100 x 50 mm

Zu klären wäre noch die Pinbelegung:

- Chip Select Port für das zweite CC1101-Funkmodul
- Interrupt Port für das zweite CC1101-Funkmodul
- Software Serial Ports für UART1
- Port für CUL-LED
- Port für IR-Empfänger
- Port für IR-Sender

Ich tendiere zum Mikrocontroller mit Quarz. Die Belegung für IR können wir gerne aus meiner CSM-Schaltung übernehmen.
Das Schaltbild ist noch nicht vollständig und das Routen der Leiterbahnen steht mir noch bevor. Vorschläge und Verbesserungen können noch gemacht werden.

[BennySt]

Ich mag das Breadboard zum Basteln

- AVR ohne Quarz
Bitte mit Quarz damit der UART relativ Fehlerfrei läuft


- 8-pol. Sockel (CN1) für ESP8266-01
Da wüsste ich nun nicht wie ich Ihn anbinden soll. Würde ich auch erst einmal nach hinten stellen

- 6-pol. ISP-Schnittstelle (ISP1)
Da müssen wahrscheinlich Widerstände zu den CCs auf die Datenleitung. Ohne hatte ich zumindest auf dem Breadboard Probleme. Alternativ weglassen und den Bootloader extern brennen.

- 4-pol. UART1-Schnitstelle (J2)
Das Blöde ist der UART1 liegt auf den INT0/1 Pins. Es lässt sich sicherlich der PCINT benutzen, doch würde ich die  INTs gerne für je ein CC-Modul verwenden. zb PD2 und PD4 CC1, PD3 und PD5 CC2. Mit PD4/5 sind wir relativ frei, mal schauen wie du Sie am besten geroutet bekommst.

- IR-Empfänger (IR1)
Ich bin mir gerade unsicher aber dafür mein Ich geht auch ein INT drauf. z.B. INT2

- IR-Sender (LED2)
Hier würde sich dann z.B. PB1 anbieten

- max. Abmessung der Platine: 100 x 50 mm
Muss ich zwar ein neues Gehäuse drucken aber OK 

- Chip Select Port für das zweite CC1101-Funkmodul
z.B. PB3

- Interrupt Port für das zweite CC1101-Funkmodul
sieht oben

- Software Serial Ports für UART1
wenn wir Ihn brauchen wird es darauf hinauslaufen. Obwohl es wie gesagt Problem geben könnte. Die Interrupt Umstellung auf PCINT ist noch einmal ein großer Aufwand,

- Port für CUL-LED
egal, z.B PD6

- Port für IR-Empfänger
- Port für IR-Sender
siehe Oben

Die Belegung für IR können wir gerne aus meiner CSM-Schaltung übernehmen.
Jepp können wir machen. Ich würde jedoch wohl 2 IR-LEDs verwenden und den Widerstand auf 1 oder 0 Ohm setzen.

Das Schaltbild ist noch nicht vollständig und das Routen der Leiterbahnen steht mir noch bevor. Vorschläge und Verbesserungen können noch gemacht werden.
Kannst du das Schaltbild mit Netzen machen, statt ellenlangen Linien? Was verwendest du zum Schlatplan-Layout?
Eagle? Wegen den 100x50mm?

Ansonsten bin ich glaub ich soweit im Code drin das ich mit den Änderungen beginnen kann. Es wird nicht einfach
Ein paar Ideen habe ich aber schon. Die Änderungen sind aber so groß das die Kompatibilität leiden wird. Im Prinzip muss so gut wie alles unter clib geändert werden.

[locutus]

Das Schaltbild ist fertig.

- Mit ESP8266 lässt sich ein WLAN-CUL realisieren. Dazu wird der ESP mit der transparent-bridge oder esp-link Firmware gefüttert. Die Firmware stellt die serielle Schnittstelle des ATMEGA transparent auf einem TCP-Port bereit.

- IR-Empfänger an PB0
Es geht auch ohne INT-Port.

- IR-Sender an PD6
Es können nur die Ports OC2, OC2A, OC2B, OC0, OC0A oder OC0B verwendet werden, siehe irsndconfig.h

- CUL-LED an PD7

- Portbelegung für CC1101 868 MHz:
MISO, MOSI, SCK wie üblich ...
CSN an PB4
GDO0 an PB1
GDO2 an INT0

- Portbelegung für CC1101 433 MHz:
CSN an PB3
GDO0 an PB2
GDO2 an INT1

- Software Serial Ports für UART1:
PC4 und PC5
Im Grunde genommen kann jeder PCINT (Pin Change Interrupt) Port verwendet werden.
UART1 hat keine Priorität – ist nur für den Fall der Fälle im Layout eingebaut.

Platine 100x50 mm wegen Eagle und den Herstellungskosten.
Voraussichtlich Mitte bis Ende Juli werde ich 10 Platinen (Mindestbestellmenge) in Fernost ordern.

EDIT
Ich habe einige Änderungen vorgenommen.

Verworfen:
- Transparent Transmission Mode mit ESP8266

Hinzugefügt:
- Transparent Transmission Mode mit USR-WIFI232-T oder USR-C215
- Reset-Taster für ATMEGA
- Niedervolt-Spannungsstabilisierung
Eingangsspannung 6 - 12 VDC

[bloodybeginner]

Hört sich an wie etwas das ich haben will....

Gesendet von meinem Gameboy Color mit Tapatalk

[M_I_B]

Hört sich an wie etwas das ich haben will....

... ach ne Ich zuerst 
@Lucutus: So wie ich das sehe, habt Ihr meine Gedanken schon vor einiger Zeit erraten, bevor sie mir in den Sinn gekommen sind

Darf ich dazu noch ein paar Fragen loswerden in Bezug auf den anderen Thread? Ich mach einfach mal...

zu 1.
Vor- und Nachteile:
- CUL liefert keine eigenen Zeitstempel
- USB hat kurze Reaktionszeiten. Die Timingschwankungen des WLAN hingegen können in FHEM nicht ausgeglichen werden.
- keine Unterstützung für lazyConfig Übertragungsmodus

- Für was ist ein eigener Zeitstempel nötig? Könnte man das bei diesem Prototyping nicht berücksichtigen und mit implementieren, wenn es denn wichtig ist?
- Ja, WLAN ist u.U. etwas problematisch. Daher geht mein Ansinnen auch mehr in Richtung PoE-LAN
- Lasy Config... Brauche ich nicht

zu 2.
Ein 868 MHz CUL kann durch kurzfristige Umschaltung auf 433 MHz Intertechno Protokolle senden. Da aber die HF-Eingangskreisabstimmung und Antennenlänge nicht korrekt sind, ist die Sendeleistung suboptimal.

Ja, das ist klar. Daher hatte ich an anderer Stelle schon mal angedacht, die RXTX mit zwei Pi-Filtern für je einen Frequenzbereich auszustatten. Dann käme man mit einem Transceiver aus und könnte zwei Antennen anschließen ... Praktisch könnte man das in der Form lösen, das man die SMD von dem Transceiver runter haut, die beiden Pi-Filter auf die Platine dengelt (ggf. noch mit einem Trimmer zum Abgleich schlecht matchender Antennen) und eine (möglichst kurze) Drahtbrücke vom RXTX zum Eingang der beiden Filter legt. Hätte zudem den Vorteil, das die SMA-RP sich auf dem "Motherboard" an "geschickter" Stelle befinden können ...

zu 3.
Das Teil ist bereits in der mache ...

Jou

zu 4.
Ein "LAN-Selbstbau-CUL" sollte machbar sein, z. B. mit USR-TSP232-T Serial UART To Ethernet Converter von Jinan USR IOT Technology Limited.

Genau. An eben solch ein Teil dachte ich auch. Die gibt es auch in klein, bei denen bereits die komplette Logik im Gehäuse untergebracht ist, als RS232 und RS232 TTL, I²C und noch was... Finde ich im Moment nicht, reiche ich aber gerne nach, sobald gefunden und Interesse Guggst Du "XPort". Dazu noch ein AG9800M PoE und fertig ist die "ELWMS"


Zum Thema des o.a. Prototypen: Bisschen groß, finde ich. Wieso kein SMD/PLCC? Oder ist das erst mal nur für die Testreihe gedacht?

... wie bereits an andere Stelle gesagt, bin ich zu allen Schandtaten bereit, wenn's um die Hardware geht ...

[kvo1]

Moin Zusammen,

klingt interessant, ich les hier mit 

[locutus]

Darf ich dazu noch ein paar Fragen loswerden in Bezug auf den anderen Thread? Ich mach einfach mal...
Für was ist ein eigener Zeitstempel nötig? Könnte man das bei diesem Prototyping nicht berücksichtigen und mit implementieren, wenn es denn wichtig ist?

Die Baustelle existiert bereits.
https://forum.fhem.de/index.php/topic,24436.0.html

Ja, WLAN ist u.U. etwas problematisch. Daher geht mein Ansinnen auch mehr in Richtung PoE-LAN.

Jacke wie Hose - die Problematik bleibt bestehen. Siehe dazu Antwort von RK.
https://forum.fhem.de/index.php/topic,52523.msg443733.html#msg443733

Ja, das ist klar. Daher hatte ich an anderer Stelle schon mal angedacht, die RXTX mit zwei Pi-Filtern für je einen Frequenzbereich auszustatten. Dann käme man mit einem Transceiver aus und könnte zwei Antennen anschließen ... Praktisch könnte man das in der Form lösen, das man die SMD von dem Transceiver runter haut, die beiden Pi-Filter auf die Platine dengelt (ggf. noch mit einem Trimmer zum Abgleich schlecht matchender Antennen) und eine (möglichst kurze) Drahtbrücke vom RXTX zum Eingang der beiden Filter legt. Hätte zudem den Vorteil, das die SMA-RP sich auf dem "Motherboard" an "geschickter" Stelle befinden können ...

Das zerpflücken und löten von SMD ist nicht jedermann Sache. Und es bleibt der Mehraufwand, der dabei entsteht.
Mir geht es hauptsächlich darum mit geringen Materialaufwand ein funktionierendes Gerät zu bauen.

Zum Thema des o.a. Prototypen: Bisschen groß, finde ich. Wieso kein SMD/PLCC? Oder ist das erst mal nur für die Testreihe gedacht?

Der Aufbau in diskreter Form bleibt erhalten. Die Schaltung soll "jeder" nachbauen können.

... wie bereits an andere Stelle gesagt, bin ich zu allen Schandtaten bereit, wenn's um die Hardware geht ...

Feel free ...

[M_I_B]

Die Baustelle existiert bereits.https://forum.fhem.de/index.php/topic,24436.0.html

Ok, wusste ich nicht; ist aber auch ein Kreuz, das hier alle Info's oft an tausend verschiedenen Stellen verteilt sind 

Jacke wie Hose - die Problematik bleibt bestehen. Siehe dazu Antwort von RK.
https://forum.fhem.de/index.php/topic,52523.msg443733.html#msg443733

Naja... Es ist schon ein Unterschied, ob ich ein durch sich bewegende Personen schwankendes WLAN- Feld habe, an dem ggf. noch weitere Clients zusätzlich Datenlast generieren und Fehlerkorrekturen ohne Ende laufen müssen, oder ob ich ein zumindest physikalisch stabiles LAN nutze... Auf das Timing bezogen stütze ich Deine "Bekleidungsantwort", aber ich sehe das doch eher im Ganzen... Wenn ich eh schon Probleme erwarte (Timing), dann möchte ich mir doch nicht noch zusätzliche Probleme einfangen, die gerade bei WLAN teils unkalkulierbar die Timingprobleme verschlimmern; LAN ist da dann doch deutlich stabiler aus meiner Erfahrung ...

Das zerpflücken und löten von SMD ist nicht jedermann Sache. Und es bleibt der Mehraufwand, der dabei entsteht.

Ok, da hast Du recht. Das kann nicht jeder und auch nicht jeder hat die passenden Werkzeuge für so etwas. Dennoch würde ich es gerne als Option sehen, wenn es denn von der FW- Seite machbar und ggf. vielleicht sogar einbaubar ist; aber ok... Zukunftsmusik ...

Mir geht es hauptsächlich darum mit geringen Materialaufwand ein funktionierendes Gerät zu bauen. /...\ Der Aufbau in diskreter Form bleibt erhalten. Die Schaltung soll "jeder" nachbauen können.

Sehe ich excl. dem genannten Materialaufwand, welcher in beiden Versionen quasi identisch ist, ein, zumindest die DIY- Leute betreffend, die nicht auf SMD stehen. Dann gibt es da noch jene, die so etwas gar nicht selber bauen können (oder wollen), die man ja auch nicht im Regen stehen lassen will und jene, die gerne in SMD machen (möchten/würden).

[bitbiter]

Voraussichtlich Mitte bis Ende Juli werde ich 10 Platinen (Mindestbestellmenge) in Fernost ordern.

Hallo Allerseits.

Seht interessantes Gimmick. Da ich bereits den LGW (LaCrosse GateWay) mit zwei Radios im Einsatz habe, und auch SUPER zufrieden bin über diese Lösung.
Das Beste an dem LGW ist, das man diesen irgendwo in der Wohnung / Haus aufstellen kann und unabhängig vom Raspi / Banana Pi ist.

Und nun "stolpere" ich über das wovon ich schon seit einiger Zeit träume: Diese Projekt!

Einfach Genial da ich eh 433 / 868 Module an einem FHEM brauche, da mir das Kabelgewirr nur üble Laune macht.

Ich bin sehr an 3 (evtl. 5, steht aber noch nicht fest) Platinen interessiert. Leider gehöre ich nicht zu den Profi-Lötkolben-Schwinger, ich beiße mich
mittelmäßig da durch. SMD habe ich noch gar nicht gelötet..... brrr.....

Eine solche Platine wäre echt der Hammer (zumindest für mich)!

Also die alles entscheidende Frage: Ist noch was davon zu haben? Wenn ja: Bitte auf die Liste der Interessenten setzen.


Danke und Gruß
Alex

P.S.: Evtl schon ein Preis oder eine Preisregion in der man sich für die Platine bewegt?

[M_I_B]

... nanu? Ich dachte, ich hätte das schon mal geschrieben... Also noch mal:

Ja, das ist klar. Daher hatte ich an anderer Stelle schon mal angedacht, die RXTX mit zwei Pi-Filtern für je einen Frequenzbereich auszustatten. Dann käme man mit einem Transceiver aus und könnte zwei Antennen anschließen ... Praktisch könnte man das in der Form lösen, das man die SMD von dem Transceiver runter haut, die beiden Pi-Filter auf die Platine dengelt (ggf. noch mit einem Trimmer zum Abgleich schlecht matchender Antennen) und eine (möglichst kurze) Drahtbrücke vom RXTX zum Eingang der beiden Filter legt. Hätte zudem den Vorteil, das die SMA-RP sich auf dem "Motherboard" an "geschickter" Stelle befinden können ...

Nachtrag:
Alles Kappes... im positivem Sinn
868MHz hat annähernd genau die halbe Wellenlänge von 433MHz. Nebst Verkürzungsfaktoren passt das wie Faust auf's Auge.
Ich habe Versuche mit einer 1/4 Lambda für 868MHz gemacht, was bei 433MHz einer 1/2 Lambda entspricht. Dafür habe ich den Filter auf einer SCC entsprechend geändert, so das beide Frequenzen in Resonanz durch den T-Filter kommen... Einwandfrei.
Ebenfalls einwandfrei funktioniert das Koppeln zweier SCC, jeweils mit 433MHz und 868MHz über Bandpässe an einer Antenne mit 1/4 Lambda 868MHz (naja, der Fußpunkt- Wellenwiderstand war da sicher nicht mehr 50 Ohm). Reichweitenunterschiede zur 1. Version waren nicht wirklich feststellbar; wenn überhaupt gefühlt etwas geringer, was sicher an meiner schnell hingepfuschten und nicht angepassten Schaltung liegen mag...
In beiden Fällen muss man aber bedenken, das im TX- Betrieb des einen auf dem anderen Empfänger quasi kein Empfang möglich ist. Aber das ist auch bei zwei SCC, resp. anderen nahe beieinander liegenden Transceivern so, da die HF einfach die Eingangsstufe des Empfängers "überfährt".

Fazit: Aus (HF- ) technischer Sicht wäre also auch ohne unvertretbaren Aufwand eine Kombination min. zweier Transceiver an einer Antenne resp. einem Transceiver für zwei Wellenbereiche möglich, so lange die Wellenlänge ein gradzahliges Vielfaches ist...

[evilknivel]

Hi locutus,

wie ist denn dein Stand hier bei dem Gerät das würde ich mir sehr gerne nach bauen . Stellst du die Software noch zur Verfügung?

Das Schaltbild ist fertig.

- Mit ESP8266 lässt sich ein WLAN-CUL realisieren. Dazu wird der ESP mit der transparent-bridge oder esp-link Firmware gefüttert. Die Firmware stellt die serielle Schnittstelle des ATMEGA transparent auf einem TCP-Port bereit.

- IR-Empfänger an PB0
Es geht auch ohne INT-Port.

- IR-Sender an PD6
Es können nur die Ports OC2, OC2A, OC2B, OC0, OC0A oder OC0B verwendet werden, siehe irsndconfig.h

- CUL-LED an PD7

- Portbelegung für CC1101 868 MHz:
MISO, MOSI, SCK wie üblich ...
CSN an PB4
GDO0 an PB1
GDO2 an INT0

- Portbelegung für CC1101 433 MHz:
CSN an PB3
GDO0 an PB2
GDO2 an INT1

- Software Serial Ports für UART1:
PC4 und PC5
Im Grunde genommen kann jeder PCINT (Pin Change Interrupt) Port verwendet werden.
UART1 hat keine Priorität – ist nur für den Fall der Fälle im Layout eingebaut.

Platine 100x50 mm wegen Eagle und den Herstellungskosten.
Voraussichtlich Mitte bis Ende Juli werde ich 10 Platinen (Mindestbestellmenge) in Fernost ordern.

EDIT
Ich habe einige Änderungen vorgenommen.

Verworfen:
- Transparent Transmission Mode mit ESP8266

Hinzugefügt:
- Transparent Transmission Mode mit USR-WIFI232-T oder USR-C215
- Reset-Taster für ATMEGA
- Niedervolt-Spannungsstabilisierung
Eingangsspannung 6 - 12 VDC

[locutus]

Das Konzept mit den zwei Transceivern parallel am ATMEGA wird eingestellt. Die Änderungen an der (a-)culfw sind zu umfangreich. Es geht entweder 868 oder 433 MHz.
Inzwischen habe ich zum a-culfw Repository ein neues Device hinzugefügt - megaCUL
Die Hardware wird auf jedem Fall weiterentwickelt.
... und die Anzahl der Baustellen steigt!