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Projekt: Funkboard - Merkmale

 

Projekt: Funkboard


Bereich: Merkmale


Alle Details des Funkboards an dieser Stelle aufzuzählen wäre bei Weitem zu viel. Stattdessen sollen an dieser Stelle kurz und prägnant die wichtigsten Eigenschaften des Funkboards zusammengefasst sein. Für Details bitte in die Dokumentation schauen.

  1. Verwendungsbereich
    Das Funkboard hat einstellbare Übertragungsraten von 1200 bit/s bis 115200 bit/s und ist damit sehr gut zum übermitteln von Sensor-, Mess- und Steuerungsdaten geeignet.


  2. Technik
    Hinter dem Funkboard steckt ein RFM12 Funkmodul von HOPE RF. Zur Ansteuerung des Moduls wird ein ATmega32 verwendet. Dieser bildet die Schnittstelle zwischen dem User und dem Funksystem (RFM12-Modul). Der ATmega32 ist durch einen externen Quarz getaktet, der für bestimmte Baudraten auch austauschbar ist.


  3. Übertragungssicherheit
    Sehr großen Wert wurde auf die Übertragungssicherheit des Funksystems gelegt. Durch zahlreiche Sicherheitsfeatures die sich teilweise zum Performancegewinn auch deaktivieren lassen ist eine sehr hohe Übertragungssicherheit gewährleistet.

  4. Individuell konfigurierbar
    Alle wichtigen Konfigurationen lassen sich rein softwaretechnisch direkt im Betrieb ändern - auch dauerhaft. Ein Neuprogrammieren des AVRs ist nicht notwendig.
    Es gibt fast nichts was sich nicht ändern liese. Vom Funkkanal über die Sendefeldstärke und den RSSI-Wert bis hin zur softwareseitigen Änderung von Baudraten und internen Puffern. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, das Board lässt sich auch ganz ohne "operative Eingriffe" sehr effektiv betreiben.


  5. Realisierung von Funknetzwerken
    Die Software ist nicht nur für die Kommunikation zwischen 2 Boards ausgelegt sondern für bis zu 125! Dazu ist jedes Funkboard mit einer einstellbaren Identifikationsnummer (ID) ausgestattet so dass jedes Board nur die Daten empfängt die an dieses auch tatsächlich bestimmt sind. Dabei wird es jedoch freigestellt ob am Ende ein Multi- oder Single-Master-System umgesetzt wird.


  6. Schnelle und effiziente Software
    Viele Fertigmodule haben den gravierenden Nachteil, dass zwischen dem Wechsel von Sende- und Empfangsbetrieb geraume Zeitspannen verstreichen in denen das Modul "blind und taub" ist. Hier ist es anders! Ein solcher Wechsel benötigt gerade einmal etwa 1,5ms. Dessweiteren ist gewährleistet, dass das Funkboard ständig für neue Daten, die über Funk empfangen werden offen ist. Bis auf das Zeitfenster in dem ein Funkboard selbst Daten sendet (zuzüglich der sehr geringen Zeiten für den Wechsel) ist es immer für eingehende Daten bereit.


  7. Blackbox
    Die interne Datenverarbeitung bleibt vom Anwender unsichtbar. Die Software arbeitet wie eine Blackbox, bei der der Anwender keinerlei Hintergrundwissen über die internen Algorithmen besitzen muss. Zum einen schont dies Ressourcen für externe Mikrocontroller, da die Befehle zur Ansteuerung zeitunkritisch sind, zum anderen ist eine Einarbeitung auch nach Jahren noch sehr leicht möglich.


  8. Reduzierung externer Beschaltung
    Ein Funksystem muss, damit es wirklich flexbil eingesetzt werden kann nicht nur klein sein, sondern möglichst viele Komponenten direkt onBoard haben!
    Mit diesem Funkboard habe ich versucht die externe Beschaltung so gering wie möglich zu halten.
    Auf dem Board ist ein Festspannungsregler mit wahlweise 3,3V oder 5V Ausgang montierbar. Die Ausgangsspannung ist auch für externe Komponenten abgreifbar.
    Außerdem ist ein MAX3221 RS232-Treiber vorhanden, ein Betrieb am PC ist damit sehr einfach möglich.
    Auch ein Taktsignal im Bereich von 1MHz - 10MHz kann am Funkboard abgegriffen werden um damit zum Beispiel einen externen Mikrocontroller zu takten.
    Werden einzelne Komponenten wie Festspannungsregler oder RS232-Treiber nicht benötigt, so können sie zur Kostenreduzierung einfach weggelassen werden.


  9. Modularität
    Das Funkboard hat viele Komponenten zur Reduzierung der externen Beschaltung bereits onBoard. Werden diese Komponenten jedoch nicht benötigt, so können sie einfach weggelassen werden. Das spart Geld, hält jedoch alle Optionen für zukünftige Erweiterungen offen.
    Beispiele: Wird die RS232-UART nicht benötigt, so kann der MAX3221 inklusive aller seiner ICs einfach unbestückt bleiben. Ein Umprogrammieren des AVRs ist nicht notwendig. Ebenso kann der ZLDO und alle Tantal ICs entfallen wenn bereits eine passende Versorgungsspannung vorhanden ist.


  10. 3 Schnittstellen: SPI, I2C und UART
    (Dieses Feature ist aktuell noch nicht vollständig implementiert. Derzeit ist nur die UART verwendbar.) Anders als bei anderen Funkmodulen bei denen fast immer nur eine Schnittstelle vorhanden ist soll das Funkboard später gleich über mehere, fast gleichberechtigte, Schnittstellen verfügen. Damit das Board der externen Schaltung angepasst werden kann und nicht anders herum!


  11. PC Terminalprogramm
    Ein speziell für dieses Funkboard geschriebene Terminalprogramm für PCs mit dem Betriebssystem Microsoft Windows XP und Vista ermöglicht ein sehr einfaches testen und konfigurieren eines Funkmoduls.


  12. Weiter Betriebsspannungsbereich und geringe Stromaufnahme
    Die Betriebsspannung kann im Bereich von 3,2V bis 5,4V varrieren. Ein Betrieb mit 3,3V und 5V ist damit ohne Probleme möglich (beim Einsatz eines ATmega32L). Zusätzlich wurde auch auf einen möglichst geringen Stromverbrauch geachtet. Fast alle Komponenten lassen sich (durch 2 verschiedene Schlafmodis) sukkzessive abschalten. Darunter der ATmega32, das RFM12 Modul, der MAX3221 sowie der ZLDO-Festspannungsregler. Im Normalbetrieb fließt ein Strom von ca. 40mA, im Schlafmodus ca. 50µA und im Power-Down-Modus von ca. 10µA!

 

 

 

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