Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- zheleznaja_chast:besprovodnoj_dmx512_svoimi_rukami [2016/10/13 01:35] – Leo
+++ zheleznaja_chast:besprovodnoj_dmx512_svoimi_rukami [2025/12/21 19:49] (текущий) – удалено 216.73.216.10
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-====== Беспроводной DMX512 приемник/передатчик ======
-{{:zheleznaja_chast:11099997_10205025552173174_1199160889947247037_n.jpg?300 |}}
-===== Общая информация =====
-В данной статье я расскажу вам как создать передатчик и приемник DMX512 сигнала. Выложена принципиальная схема, схема платы, и вся разводка.
- Апаратная часть построена на микроконтролере avr ATMEGA 328 от компании Atmel.
-Приемник и передатчик могут передавать все 512 каналов управления. Без антенны базовая конфигурация работает до 100 метров в прямой видимости//(сможет работать до 1км при установке антенны)//8-)
-----
-===== Элементы используемые в схеме =====
-Сборка состоит из микроконтролера
-  * [[http://ali.pub/gfb2e|NRF24L01 два модуля.]]
-  * 12v Вход (5v и 3.3v регулятор напряжения)
-  * 2 x [[:wiki:xlr|XLR]] вход и выход(папа и мама)
-  * 2 x  Светодиода(для индикации)
-  * [[http://ali.pub/l04h3|ATMEGA328p-pu микроконтроллер.]]
-  * 3 x 100ом резисторы.
-  * 1 x 10кОМ резистор.
-  * 3 x 10uF конденсаторы.
-  * переключатель каналов, джампер.
-  * [[http://ali.pub/l04h3|16mHZ кварц.]]
-{{ youtube>large:MfIvwiLzyHo }}
-===== Схема подключения =====
-{{:zheleznaja_chast:11136195_10205046975108734_1515323049285481905_o.jpg?1000|}}
-==== Беспроводной модуль в сборе ====
- Для подключения радиомодуля использованы ножки аппаратного SPI микроконтроллера, поэтому разъемы подключения модуля и подключения программатор дублируют друг друга.  Это сделано, чтобы удобней было прошивать микроконтроллер на отладночной платке, например, если использовать программатор который подает на схему 5 вольт, а для NRF24L01 это слишком большое напряжение. Чтобы перепрошить управляющий микроконтроллер, достаточно выдернуть трансивер с платы, перепрошить и всунуть его обратно - без лишней возни с перепайкой.
-{{:zheleznaja_chast:1215201-1.jpg?300|}}
-{{:zheleznaja_chast:pinout_nrf24l01.jpg?300|}}
-==== Готовая плата ====
-{{:zheleznaja_chast:rx_tx_pcb_1_.jpg?300|}}
-{{:zheleznaja_chast:rx_tx_pcb2_1_.jpg?300|}}
-\\
-Существуют ситуации, когда где [[:wiki:dmx_512|DMX]] кабель невозможно протянуть, или использование его просто не практично. Этот проект реализует беспроводную передачу сигнала [[:wiki:dmx_512|DMX]] в диапазоне 2,4 ГГц, используя платформу Arduino и популярного модуля приемопередатчика NRF24L01 + из нордического полупроводника.
-==== Протокол передачи ====
-Прием и передача по протоколу [[:wiki:dmx_512|DMX]] осуществляется на контроллере ATmega с помощью библиотеки DMXSerial. Реализация использует прерывания и является хорошей базой для реализации второго протокола на одном чипе.
-,4 Радиомодуль подключен к плате Arduino или микроконтроллеру ATmega с помощью интерфейса SPI. Библиотека для использования чипа находится здесь https://github.com/gcopeland/RF24 .
-После инициализации библиотеки можно передавать и принимать данные, используя прилагаемые функции библиотеки. Библиотека передает все команды и данные микросхемы nRF24L01 + также будет обрабатывать все детали передачи в фоновом режиме.
-===== Скетч для микроконтроллера =====
-<note warning>**ВНИМАНИЕ**: перед компиляцией и заливкой скетча в микроконтроллер, необходимо установить и добавить в компилятор библиотеки nRF24L01 и RF24</note>
-<file>
-// FOR ATMEGA328 16mhz ONLY //
-// connection information...
-// http://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo
-// SN75176 configuration :
-//   DMXrx NRFtx : pin 2 = 0v | pin 3 = 0v
-//   NRFrx DMXtx : pin 2 = 0v | pin 3 = 5v
-//   pin 6 = DMX+ | pin7 = DMX-
-// Ensure 3.3v is used to supply NRF24L01 board !!
-//
-// the Nrf24L01 board can only transmit from channel 0 to 83 in the USA, therefore we shall limit it to 0-80 in steps of 5
-#include <EEPROM.h>
-#include <SPI.h>
-#include <nRF24L01.h> // library: https://github.com/maniacbug/RF24
-#include <RF24.h>
-#include <Wire.h>
-#include <DMXSerial.h> // library: http://www.mathertel.de/Arduino/DMXSerial.aspx //
-#define MAX_DMX_CHANNELS 512 // full [[:wiki:dmx_512|DMX]]
-#define BYTES_PER_PACKET 16 // usable bytes per packet
-#define PACKET_OVERHEAD 2 // group and time stamp
-#define MAXPAYLOAD (BYTES_PER_PACKET+PACKET_OVERHEAD) // max payload size for nrf24l01
-#define MAXGROUPS (MAX_DMX_CHANNELS/BYTES_PER_PACKET) // 32 groups of 16 channels = 512 DMX channels
-// 16way hex channel selector - hex switch mounted with zero at top (see PCB layout)
-#define HEX_0 A4
-#define HEX_1 A1
-#define HEX_2 A2
-#define HEX_3 A5
-// nRF24L01 control
-#define nRF_CE 9 // Chip enable
-#define nRF_CSN 10 // Chip select not
-// LEDs
-#define LED_BLUE 6 // BLUE PWM
-#define LED_RED 5 // RED PWM
-// sn76175 control
-#define DMX_NOT_EN 2
-#define DMX_MODE 3
-// other
-#define ROLE A0 // if low (jumper on) then RX otherwise TX
-RF24 radio(nRF_CE,nRF_CSN);
-unsigned long RXtimer, flashTimer, taskTimer, lastFlash, refreshTimer, radioTimer, rePairTimer;
-uint64_t RXTXaddress, pairingAddress = 0xF0F0F0F0F0LL;
-uint16_t rfQuality;
-uint8_t payload[MAXPAYLOAD], shadow_DMX[MAX_DMX_CHANNELS];
-uint8_t timeStamp, lastStamp, bestChannel;
-uint8_t HEXchannel, _HEXchannel, RXTXchannel, pairingChannel = 80;
-boolean role, _role, group_send;
-void setup(void)
-{
-  // set DMX/rs485 interface
-  pinMode(DMX_NOT_EN, OUTPUT);
-  digitalWrite(DMX_NOT_EN, LOW);
-  pinMode(DMX_MODE, OUTPUT);
-  // set bicolour LED
-  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);
-  digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
-  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
-  digitalWrite(LED_RED, LOW);
-  // set up ROLE switch
-  pinMode(ROLE, INPUT_PULLUP);
-  // set up HEX channel select switch
-  pinMode(HEX_0, INPUT_PULLUP);
-  pinMode(HEX_1, INPUT_PULLUP);
-  pinMode(HEX_2, INPUT_PULLUP);
-  pinMode(HEX_3, INPUT_PULLUP);
-  if ( digitalRead(ROLE) ) { // jumper off : transmitter : initialise & read EEPROM
-    init_EEPROM();
-  }
-  radio.begin();
-// test nRF board, if it doesnt reply then flash LED indefinately, or until it does reply
-  while (!radio.isPVariant() ) { // check if board connected
-    if (digitalRead(ROLE)) { blue(); delay(500); off(); delay(500); }  // Wireless TX : if no rf comms then flash BLUE 50%
-    else { red(); delay(500); off(); delay(500); }  // Wireless RX : if no rf comms then flash RED 50%
-  }
-  // generic radio stuff
-  radio.setAutoAck(false);
-  radio.setPayloadSize(MAXPAYLOAD);
-  radio.setPALevel(RF24_PA_HIGH);
-  radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
-  radio.setRetries(0,0);
-  //radio.setDataRate(RF24_1MBPS);
-  //radio.setDataRate(RF24_2MBPS);
-  HEXchannel = HEXread();
-// if this is a transmitter, do a channel scan, transmit network RXTXaddress and clean RXTXchannel during rePair (every 2 secs)
-// only send clean channel data if channel selector is set to zero (send 0xFF if channel other than zero : manualPair)
-  if ( digitalRead(ROLE) ) { // jumper off : transmitter
-    bestChannelScan(); // only do channel scan if this is a transmitter - bestChannel is required for manualPair and autoPair modes
-    if (HEXchannel) { //
-      bestChannelDisplay(); // if HEX switch not zero display best channel number
-    }
-  }
-// if this is a receiver, go into pairing mode and wait (indefinately) for pairing & channel data
-// only use received (clean) channel data if channel selector is set to zero
-  else  {
-    receivePairingAddress();
-  }
-  rePairTimer = flashTimer = taskTimer = millis(); // TXtimer =
-  DMXSerial.maxChannel(MAX_DMX_CHANNELS);
-  rfQuality = 0;
-  // read and initialise HEX switch and Role jumper
-  readPins(true);
-} // end of init
-void loop(void) {
-// once per second, test for changes in HEX Switch and Role jumper (rx/tx)
-  if (millis() - taskTimer > 1000) {
-    taskTimer = millis();
-    readPins(false);
-  }
-// JUMPER OFF : [[:wiki:dmx_512|DMX]] --> WIRELESS Tx
-// LED Wireless TX : Solid BLUE, broken with very short flash of RED only if [[:wiki:dmx_512|DMX]] data is being received.
-  if (digitalRead(ROLE)) { // if a wireless transmitter
-  // SEND OUT BURSTS OF RADIO DATA EVERY 30ms....
-    for (uint8_t group = 0; group < MAXGROUPS; group++) { // scan through the groups of DMX data, 30 bytes at a time
-      uint16_t group_ptr = group*BYTES_PER_PACKET; //30; // create group pointer for array
-      if (millis() - refreshTimer > 1000) { // allow ALL radio data (full [[:wiki:dmx_512|DMX]] array) to be send once per second, regardless of changes
-        group_send = true; // force ALL send
-        refreshTimer = millis();
-      } //if refresh timer
-      else {
-        group_send = false; // preset flag to false, only set it if there has been a data change since last time
-      } // not refresh timer
-      for (uint8_t chan = 1; chan < BYTES_PER_PACKET+1; chan++) {
-        if ( DMXSerial.read(group_ptr+chan-1) != shadow_DMX[group_ptr+chan-1] ) { // compare test : current DMX against old DMX
-          shadow_DMX[group_ptr+chan-1] = DMXSerial.read(group_ptr+chan-1); // if changed, update shadow array of [[:wiki:dmx_512|DMX]] data and payload
-          group_send = true; // set flag so that THIS group packet gets sent
-        } // if data compare
-        payload[chan+1] = DMXSerial.read(group_ptr+chan-1); // ensure ALL up-to-date data gets through on this packet
-      } // for chan
-      if (group_send) { // only send the data that has changed, any data change in a group will result in whole group send
-        payload[0] = group; // set first byte to point to group number (groups of 30 bytes)
-        payload[1] = timeStamp++; // second byte helps us monitor consistency of reception at receiver with a continuous frame counter
-        radio.write( payload, sizeof(payload) ); // dump payload to radio
-      } // if group_send
-    } // for group
-    if ( (DMXSerial.noDataSince() < 2000) && (millis() > 1000) ) { // if [[:wiki:dmx_512|DMX]] has been received within the last 2 seconds make LED flash
-      if (!(millis() & 0b1111000000)) {
-        red();
-      }
-      else { // SIMPLE [[:wiki:dmx_512|DMX]] FLASHER
-        digitalWrite(LED_RED,0);
-        analogWrite(LED_BLUE,5); // low level Blue
-      }
-    }
-    else { // no [[:wiki:dmx_512|DMX]] data present, no flash
-      digitalWrite(LED_RED,0);
-      analogWrite(LED_BLUE,5);
-    }
-    // trigger rePair information send, just once every 2 seconds
-    if (millis() - rePairTimer > 2000) {
-      rePairTimer = millis();
-      rePairTX(); // single burst of pairing information on pairing channel using pairing network address
-    }
-  } // if role
-// JUMPER ON
-// WIRELESS --> DMX
-// LED Wireless RX : Solid RED, broken with flash of BLUE if wireless is being received (channel match)
-//                   the gaps between the BLUE flashes are dependant on consistency of consecutive packets, relating to timeStamp
-  else {
-    if (millis() - RXtimer > 20000) { // after 20 seconds without receving any radio data, try and rePair
-      receivePairingAddress();
-    }
-    else if (millis() - RXtimer > 2000) { // after 2 seconds of no radio data, stop blinking
-      rfQuality = 0;
-    }
-    if ( radio.available() ) {
-      if (!rfQuality) {
-        rfQuality = 50; // just to show that channel and address are locked on !
-      }
-      RXtimer = millis();
-      radio.read( payload, sizeof(payload) ); // get data packet from radio
-      if ( payload[1] == (lastStamp+1) ) { // check for continuous timestamps, increase quality indicator if good
-        if (rfQuality < 255) { rfQuality++; }
-      }
-      else { // if incontinuous, reduce quality indicator/LED brightness
-       if (rfQuality > 50) { rfQuality--; }
-      }
-      lastStamp = payload[1]; // reset last time stamp to current for checking next time
-      for (uint8_t i = 0; i <BYTES_PER_PACKET; i++) {
-        DMXSerial.write((BYTES_PER_PACKET*payload[0])+i, payload[i+2]); // spill radio data into dmx data array
-      }
-    } // if radio avail
-    lastFlash = millis() - flashTimer;
-    if (lastFlash < 64) {
-      digitalWrite(LED_RED,0);
-      analogWrite(LED_BLUE,rfQuality); // show rfQuality as brightness of BLUE LED
-    }
-    else if (lastFlash >= 64) {
-      digitalWrite(LED_BLUE,0);
-      analogWrite(LED_RED,5); // switch back to RED at low level
-    }
-    if (lastFlash > 1024) {
-      flashTimer = millis(); // reset timer after 1 second(ish)
-    }
-  } // else
-} // loop
-// read HEX switch and Role jumper, if there has been a change in settings then an update can be made
-void readPins(boolean initialise) {
-  _HEXchannel = HEXread(); // get temp HEXchannel
-  _role = digitalRead(ROLE); // get temporary Role
-  if (_role != role || initialise) { // has the ROLE changed ?? - initialise will override any change in settings
-    role = _role;
-    if (role) { // JUMPER OFF : this is a wireless transmitter
-      digitalWrite(DMX_MODE,LOW); // enable rs485 for input
-      DMXSerial.init(DMXReceiver); // enable [[:wiki:dmx_512|DMX]] to receive
-      radio.openWritingPipe(RXTXaddress); // set network address
-      radio.stopListening(); // start talking !
-      digitalWrite(LED_RED,0);
-      analogWrite(LED_BLUE,5); // low level BLUE to start...
-    }
-    else { // JUMPER ON : this is a wireless receiver
-      digitalWrite(DMX_MODE,HIGH); // enable rs485 for output
-      DMXSerial.init(DMXController); // enable [[:wiki:dmx_512|DMX]] for output only
-      radio.openReadingPipe(1,RXTXaddress); // set network address
-      radio.startListening(); // start listening for data
-      digitalWrite(LED_BLUE,0);
-      analogWrite(LED_RED,5); // low level RED to start...
-    }
-  }
-  if (_HEXchannel != HEXchannel || initialise) { // has the CHANNEL changed ? - 'initialise' overrides any change in settings
-    HEXchannel = _HEXchannel;
-    rfQuality = 0; // reset this so that led stops flashing
-    if (!role) {
-      radio.stopListening(); // if this is a receiver...
-    }
-    if (HEXchannel) {
-      RXTXchannel = HEXchannel*5; // create real channel number from HEX read
-    }
-    radio.setChannel(RXTXchannel); // set the channel
-    if (!role) {
-      radio.startListening(); // if this is a receiver...
-    }
-  }
-}
-void red(void) {
-  digitalWrite(LED_BLUE,0);
-  digitalWrite(LED_RED,1);
-}
-void blue(void) {
-  digitalWrite(LED_BLUE,1);
-  digitalWrite(LED_RED,0);
-}
-void off(void) {
-  digitalWrite(LED_BLUE,0);
-  digitalWrite(LED_RED,0);
-}
-// manualPair & autoPair information
-// selecting HEXchannel 0 instigates "autoPair" mode on transmitter and receivers, therefore channel zero cannot be used in manualPair mode
-// The transmitter and receivers MUST be set to either ALL autoPair(0) or ALL manualPair(1-15) to work correctly
-// manualPair mode can only select RXTXchannels 5 to 75 (via hex switch positions 1-15)
-// manualPair & autoPair (on the Transmitter) has a 'bestChannelScan' on power-up
-// autoPair : The best(quietest)channel will be transmitted with the network address on pairing
-// manualPair : The best(quietest)channel is shown by number of blinks (shown as 3 groups of blinks) (bestChannelDisplay)
-// The RXTXchannel number is 5 times that indicated - example 5 blinks = channel 60
-// In manualPair, the transmitter and all receivers must be manually set to that channel via the hex switch
-// Transmitter : every 2 seconds, the transmitter sends its network address/pipe number as data on channel 80, using a a pairing address/pipe
-// Receivers : on power up, receiver(s) are in pairing mode, receiver goes to channel 80 and listens on the pairing address/pipe for the network address and channel number to go to
-//             receivers change to the network channel and wait for DMX/Radio data to arrive. If any receiver loses pairing, after 20 seconds it will start to repair again.
-void bestChannelScan(void) {
- uint8_t carriers[16], reps, i, best=200;
- for (reps=0; reps<200; reps++)  { // scan all channels 200 times
-   for (i=1; i<16; i++) {
-      radio.setChannel(i*5); // scan from channel 5 to 75 in steps of 5
-      radio.startListening();
-      delayMicroseconds(128);
-      radio.stopListening();
-      if ( radio.testCarrier() )
-        ++carriers[i]; // if there is any signal present, increase value in array
-    } // i
-  } // reps
-  for (i=15; i>0; i--) { //  find quietest channel, starting from highest channel
-    if (carriers[i] < best) {
-      best = carriers[i]; // save quietest value
-      RXTXchannel = i*5; //and save corresponding channel number
-    }
-  }
-}
-// BestChannel will only display if transmitter is not on HEX SWITCH 0
-void bestChannelDisplay(void) {
-  uint8_t i, x;
-  for (x=0; x<3; x++) {
-    for (i=0; i<RXTXchannel/5; i++) {
-      blue();
-      delay(25);
-      off();
-      delay(375);
-    }
-  delay(1000);
-  }
-}
-// read the value of the Hex Switch
-uint8_t HEXread(void) {
-    return (!digitalRead(HEX_0)) | (!digitalRead(HEX_1) << 1) | (!digitalRead(HEX_2) << 2) | (!digitalRead(HEX_3) << 3);
-}
-// reguarily, the transmitter sends out a short burst of the config data on the pairing channel and using the pairing address
-void rePairTX(void) {
-  radio.openWritingPipe(pairingAddress);
-  radio.setChannel(pairingChannel);
-  radio.stopListening();
-  payload[0] = (uint8_t) (RXTXaddress);
-  payload[1] = (uint8_t) (RXTXaddress >> 8);
-  payload[2] = (uint8_t) (RXTXaddress >> 16);
-  payload[3] = (uint8_t) (RXTXaddress >> 24);
-  payload[4] = (uint8_t) (RXTXaddress >> 32);
-  if (HEXread()) { payload[5] = 0xFF; }
-  else { payload[5] = RXTXchannel; }
-  radio.write( payload, sizeof(payload) ); // dump pairing data to radio
-  radio.openWritingPipe(RXTXaddress);
-  radio.setChannel(RXTXchannel);
-  radio.stopListening();
-}
-void receivePairingAddress(void) {
-  uint8_t p, q;
-  radio.stopListening();
-  radio.openReadingPipe(1,pairingAddress);
-  radio.setChannel(pairingChannel);
-  radio.startListening();
-  digitalWrite(LED_BLUE,LOW);
-  while ( !radio.available() ) {
-    analogWrite(LED_RED,p++); delay(2); // slowly pulse RED LED while awaiting pairing connection
-  }
-  radio.read( payload, sizeof(payload) ); // get data packet from radio if available
-  RXTXaddress = (uint64_t)(payload[0]) | (uint64_t)(payload[1] << 8) | (uint64_t)(payload[2] << 16);
-  RXTXaddress |= (uint64_t)(payload[3] << 24) | (uint64_t)(payload[4] << 32); // get RXTX address from payload
-  if ( payload[5] == 0xFF ) {
-    RXTXchannel = HEXread()*5; // use channel from hex switch
-  }
-  else {
-    RXTXchannel = payload[5]; // use best channel from scan
-  }
-  radio.stopListening();
-  radio.openReadingPipe(1,RXTXaddress);
-  radio.setChannel(RXTXchannel);
-  radio.startListening();
-  RXtimer = millis();
-}
-void init_EEPROM(void) {
-// do this only if a transmitter
-// if the EEPROM hasnt already been set (all bytes at 0xFF) then set an address using 2 random numbers to make up unique 40bit address
-// the address will be used in pairing. Once it has been set the first time it wont need to be set again
-  if ( digitalRead(ROLE) ) { // jumper off : transmitter
-    if ( (EEPROM.read(0) == 0xff) && (EEPROM.read(1) == 0xff) ) {// check for uninitialised/used eeprom memory
-      randomSeed(analogRead(A3)); // seed from unused floating analog port
-      EEPROM.write(0,random(255)); // unique lowest byte only
-      EEPROM.write(1,random(255)); // initialise 40 bit address number into eeprom, this makes up bytes 1-4 in address
-    }
-    RXTXaddress = (uint64_t) (EEPROM.read(0)) | (uint64_t)(EEPROM.read(1) << 8) | (uint64_t)(EEPROM.read(1) << 16);
-    RXTXaddress |= (uint64_t)(EEPROM.read(1) << 24) | (uint64_t)(EEPROM.read(1) << 32); // reconstruct RXTXaddress from eeprom, byte 0 is unique, bytes 1-4 are the same
-  }
-}
-</file>
-**#define ROLE A0** - Эта строка отвечает за прием и ли передачу. Если нужен приемник то A0, передатчик A1
-<note important>Следите за правильным напряжением, радиомодули очень чувствительны, напряжение должно быть в пределах 3.3v</note>
- --- //[[|Leo]] 2016/08/13 04:34//