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Collegare PIC direttamente ad una ethernet

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ritratto di Ardila_2
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Avrei un problemino, voglio realizzare un monitoraggio dei carichi degli elettrodomestici (frigorifero, lavapiatti, lavabiancheira ecc) e poi inviare sulla mia rete dati interna tali letture dei carichi. Cerco di spiegarmi meglio: il tutto per esigenze universitarie lo devo effettuare da un powerline ovvero ho un primo powerline che si interfaccia col router, il secondo powerline invece è attaccato in parallelo all'elettrodomestico ovvero è uno di quei powerline che ha a sua volta la presa per i 220V ed è anche collegato via ethernet all'elettrodomestico intelligente.
A questo punto siccome l'hardware del powerline non riesce a fare tale misurazione ho bisogno di mettere un microcontrollore (penso un PIC) su un adeguato partirore resistivo per permettergli di fare la lettura della potenza assorbita dal carico attaccato al powerline. Successivamente tale lettura la devo buttare sulla porta ethernet del powerline. Per ora mi accontento di realizzare questo, poi successivamente avrò bisogno di far elaborare dal powerline tale dato sulla lettura in modo che lui poi lo butti sulla rete dati domestica per essere letto da un altro dispositivo master, ma questo èda realizzarli successivamente.

ritratto di lucagiuliodori
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Innanzitutto ho una domanda

Innanzitutto ho una domanda da farti: cosa intendi per "powerline"? Sono dei dispositivi che si attaccano in parallelo ad un dispositivo e eseguono una qualche operazione?! Oppure sono quei powerline che trasferiscono il segnale che viaggi sulla Ethernet sui cavi dell'alta tensione? Fammi capire meglio.

Poi se la tua esigenza è quella di leggere l'assorbimento e di riversare tali valori su bus Ethernet (penso tramite TCP/IP o HTTP...), la parte più difficile riguarda l'hardware, infatti se usi un PIC hai a disposizione tutto lo stack TCP/IP e HTTP per poter inviare i dati su Ethernet. Per la lettura della potenza invece è sufficiente sottoporre due AD del microcontrollore, la corrente e la tensione opportunamente condizionate (in realtà se non è richiesta una misura precisa è sufficiente la corrente in quanto la tensione è approssimativamente costante).
Per quanto riguarda l'hardware non ti bastano delle semplici resistenze per fare il partitore, io utilizzerei anche dei trasformatori di disaccoppiamento, per evitare che "correnti di fuga" danneggino il microcontrollore.

ritratto di Ardila_2
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Per powerline intendevo i

Per powerline intendevo i secondi ovvero i dispositivi che trasferiscono il segnale sulla rete dei 220V e che hanno le prese ethernet.
Come primo passo chiedevo lumi su quale PIC avrei potuto usare ce ne sono molti modelli e non so quale usare.
I due AD del microcontrollore su cui dovrei fare la lettura della potenza sarebbero?
Ok per il partitore ora cerco meglio qualcosa anche sui traformatori di disaccoppaimento.

ritratto di lucagiuliodori
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Per i PIC che gestiscono

Per i PIC che gestiscono l'Ethernet ci sono i PIC32 e i PIC18. Per la tua applicazione è difficile da dire perchè non so la tipologia di dati che devi inviare sulla rete Ethernet, ma se vuoi stare "sicuro" io utilizzerei i PIC32: hanno più spazio per il codice e sono più veloci.
Poi magari se devi produrne altri e vuoi spendere meno puoi pensare in un secondo momento di utilizzare i PIC18.

Per gli AD intendevo i convertitori Analogico-Digitale che solitamente i microcontrollori hanno a bordo. Comunque come ti dicevo è sufficiente utilizzarne uno solo.

Fammi sapere.

ritratto di Ardila_2
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I dati che dovre inviare alla

I dati che dovre inviare alla ethernet penso che siano abbastanza leggeri in quanto trattandosi di numeri al max a 3 cifre, però non so se poi il fatto di impacchettare il numero in un pacchetto tcp o udp provoca un traffico alto visto che magari la lettura viene fatta puntualmente (quasi ogni secondo) e quindi c'è parecchio traffico. Non so nemmeno se la scelta del PIC 18 o 32 sia in base alla mole di traffico che devo TX verso la ethernet, in ogni caso avrei bisogno da usare il PIC più lowpower che c'è. Poi per inserire il PIC mi basta solo l'integrato PIC o devo fare anche un circuito intorno con altri componenti? Nel senso i piedini del PIC li posso direttamente connettere ai piedini della ethernet da una parte e ai piedini del aprtitore resistivo dall'altra?

ritratto di Emanuele
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Hai valutato FTPmicro?

Hai valutato FTPmicro?

http://it.emcelettronica.com/ftpmicro

ritratto di Ardila_2
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Ciao Emanuele, la soluzione

Ciao Emanuele, la soluzione del FTPmicro l'ho vista interessante, l'unica cosa è sul consumo di questo dispositivo che suppongo sia maggiore dei un semplice PIC e per ora devo fare i conti anche sui consumi. Ti volevo chiedere per tale dispositivo se i piedini del microcontrollore li potevo collegare direttamente alla ethernet presente sul mio powerline oppure ho bisogno di tutta la scheda. Inoltre dove potrei trovare altra documentazione su tale dispositivo nel senso poi di come fare a visualizzare da un pc remoto e/o dal display i dati di meterring necessari. Poi ti volevo chiedere se il PIC integrato è un normale PIC oppure è stato customizzato per questa situazione.

ritratto di Emanuele
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FTPmicro

Ciao Ardila_2

il consumo di ftpmicro è quello di un normale pic, ma quando "accendi" il controller ethernet inizia a scaldare (siamo sui 200mA) ma questo come tutti i c ontroller ehternet del resto.... solo che nel pic scelto è incorporato.

Ftpmicro ha già il connettore ethernet a bordo.... come fai senza scheda?
O usi ftpmicro oppure il pic in questione lo monti su di un'altra scheda simile :)

Il pic integrato è un normale PIC PIC18F67J60 e la doc la trovi in questo blog partendo dall'indirizzo che ti ho dato.

ritratto di Ardila_2
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Ok, grazie. Ti volevo

Ok, grazie. Ti volevo chiedere se oltre ai 2 o 3 tutorial sul FTPmicro con la'bbonamento premium riuscirei ad avere tante tante cose in più ovvero tutorial più dettagliati. In parole povere ho scarsissima conoscenza dell'elettronica.
Poi volevo chiederti se al posto del connettore ethernet che c'è già montato esso lo posso togliere e collegare il tutto al connettore del powerline.

ritratto di Emanuele
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FTPmicro è per sviluppatori

Per utilizzare FTPmicro, dovresti avere delle basi di elettronica e programmazione c.
Inoltre avrai bisogno di un debugger tipo icd2.

Acquistando quindi FTPmicro nello store.emcelettronica.com avrai quindi tutta la documentazione per sviluppare.

NOn ti consiglierei di togliere il connettore , pittosto collegarlo con un cavo al connettore powerline

ritratto di Ardila_2
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ok, ho appena guardato, 69

ok, ho appena guardato, 69 euro è un pochetto impegnativo per le finanze di uno studente, ma farò il possibile.
E' possibile acquistare solo la documentazione e i tutorial? Magari conuna cifra ridotta posso cavarmela.
Per la presa ethernet quindi mi consiglieresti di lasciarla e però di fare dei giunti sugli 8 fili sull'ethernet del powerline?

ritratto di lucagiuliodori
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Rieccomi! Rispondo qua invece

Rieccomi! Rispondo qua invece che sui vari post così faccio una risposta unica e non mi perdo nei vari post.

Allora, la soluzione dell'FTPMicro che ti suggerisce Emanuele è sicuramente valida, soprattutto se non hai grandi conoscenze per quanto riguarda l'hardware e non hai grandi possibilità economiche da poterci investire.

A mio parere non ti conviene togliere il connettore Ethernet ma piuttosto collegarlo ai tuoi dispositivi powerline: si, puoi collegare i pin del micro direttamente al connettore Ethernet utilizzando però appositi connettori e alcuni componenti utili a garantire l'adattamento della linea e la riduzione dei disturbi; tutto questo perchè alle velocità di trasmissione con cui lavora l'Ethernet i cavi diventano linee di trasmissione. Inoltre dovresti avere accortezza anche sul layout delle piste, infatti anche queste, se fatte senza utilizzare un criterio ben preciso, rischiano di compromettere la trasmissione.

Per quanto riguarda il collegamento degli AD li puoi collegare direttamente al partitore ma devi fare molta attenzione agli isolamenti e agli adattamenti di tensione: la tensione sull'AD non deve mai superare quella di alimentazione del micro e inoltre deve essere isolata da quella di rete. Io ti consiglio di utilizzare circuiti già presenti in rete i quali sono stati già collaudati.

Io ti consiglierei anche di valutare l'Ethernet Starter Kit della Microchip: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en545713 è più costoso dell'FTPMicro ma ha già a bordo una periferica di Debug via USB così puoi evitare di comprare un dispositivo che ti permette di eseguire il debug come per esempio l'ICD3 suggerito da Emanuele (anche se devo ammettere che alle volte la periferica di debug montata a bordo dell'Ethernet Starter Kit lascia un po' a desiderare).

Per quanto riguarda la scelta del micro non dipende dal traffico di dati ma da quanto software dovrai scrivere per implementare il tuo dispositivo. Comunque se scegli l'FTPMicro inevitabilmente fai la scelta di un PIC18, se scegli l'Ethernet Starter Kit fai la scelta di un PIC32 in quanto in queste due schede sono montati questi micro.

Per la trasmissione dei dati devi comunque scegliere un tipo di codifica a livello applicativo o meglio non ti consiglio di inviare i dati ricavati dall'AD così come sono, ma di inglobarli in una stringa più articolata che ti permette di rendere più strutturata la comunicazione. Per esempio ti consiglio le stringhe jason http://json.org/json-it.html: sono stringhe facili da costruire ed è un tipo standardizzato per lo scambio di dati.

Facci sapere.

ps per Emanuele: scusa se gli ho consigliato l'Ethernet Starter Kit della Microchip contro il tuo "interesse" :) ma mi sembrava una soluzione che poteva andar bene

ritratto di Ardila_2
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MI hai dato delle ottime

MI hai dato delle ottime informazioni.
1) Non dovrò trascurare il layout dello schematico, ho usato una volta solo ADS per simulare l'adattamento spero che vada bene anche pr questa volta.
2) ok per gli AD poi cerco di trovare uno schema di un partitore così vi faccio sapere se può andare bene.
3) Per la codifica dei dati parto praticamente da zero, ci dovrò lavorare parecchio grazie dell'esempio.

Non facciamo disperare Emanuele x la vendita ma il problema è che per 70 euro mi viene più a costare l'FTPmicro che tutto il powerline, cmq se la cosa fosse semplice e funzionante sarei disposto a fare la spesa.

ti faccio sapere

ritratto di linus
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forse

l'approccio migliore è utilizzare l'Arduino, viste le scarse conoscenze di elettronica che potrebbe rispondere alle tue esigenze in modo più consono, sicuramente devi metterti a studiare. Le scelte che ti hanno proposto sono valide ed efficaci, ma vanno a cozzare sulle tue esigenze di costo e di mancanza di conoscenze specifiche.

Fra l'altro ti consiglio di non fossilizzarti sull'uso dei PIC, anche perchè è meglio spaziare su più fronti e ti consiglio di leggere e riflettere su questo bell'articolo postato su questo stesso sito:

http://it.emcelettronica.com/3domande-ad-antonio-cirella-titolare-inware-edizioni

Il mio consiglio è partire da questo dispositivo che forse potrai trovare anche a prezzo minore visto i numerosi cloni:

http://store.arduino.cc/eu/index.php?main_page=product_info&cPath=11_12&products_id=141&la...

ritratto di Ardila_2
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Ok grazie Linus, provo a dare

Ok grazie Linus, provo a dare un'occhiata ad Arduino.
Diciamo che la problematica maggiore è la scarsa conoscenza di nozioni di elettronica, per il prezzo alla fine le prime 2 soluzioni si aggirano entrambe sui 70 euro, se poi non ci fosse altra strada o se l'alternativa è spendere 50 euro con però soluzioni più complicate preferisco l'FTPmicro o il PIC32.
Adesso guardo Arduino poi ti faccio sapere.

ritratto di Emanuele
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Caro Ardila_2

Caro Ardila_2,
posso far rientrare un ftpmicro nel programma review4u :)
http://it.emcelettronica.com/regolamento-review4u-recensioni-vs-demoboards

Come da regolamento, se entro 30gg invii un articolo tecnico sull'utilizzo,
te lo inviamo gratis (spedizione a carico nostro)

Che ne pensi?

Ardila... (non verificato)
ritratto di Ardila...
Emanuele sono Ardila_2, non

Emanuele sono Ardila_2, non so come mai ma parecchie volte mi riesco a fare il login al sito, redevo fosse un problema del vecchio account (Ardila) e ho fatto uno nuovo ma è la stessa storia. Oggi pomeriggio ero col portatile da cui avevo fatto la registrazione Ardila_2 e non ho avuto problemi, ora col fisso non ci riesco mi dice password errata.

Sarebbe interessante come proposta solo però adesso in 30gg non credo di farcela a fare l'articolo in quanto prima devo aprendere altre cose ababstanza basilari di elettronca ce fino ad adesso mi sono sconoscite, sono quasi tutte sul funzionamento ci un microcontrollore.
Dovrei anche veder per bene come far adare poi i datiin uscita dal mcrocontrollore verso la mia ethernet, realizzando un circuito di adattamento.
Se la cosa è per te fattibile asperrei 2-3 settimane per capire meglio una possibile implementazione.

ritratto di Emanuele
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@Ardila

Per quanto riguarda il login, probabilmente il sito era sovraccarico, ogni tanto succede...

Per il progetto, penso sia la strada migliore :)

Quando ti ritieni pronto contattami.

ritratto di Ardila_2
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Ciao Emanuele, sto andando

Ciao Emanuele, sto andando avanti col progetto studiando come fare il partitore per la misura di corrente e poi lavorando anche sull'ethernet. Avrei bisogno di ancora un po' di tempo primadi mettermi alla prova con l'FTPmicro.

Ti volevo chiedere anche un'altra cosa in quanto curiosando a giro ho trovato i microcontrollori della Energy Micro (della famiglia EFM32) che anche loro fanno smart metering, volevo chiederti se però esistono già realizzazioni in cui sono connessi ad una ethernet o esempi similiche voi conosciate.

Per quanto riguarda invece Echelon: http://www.echelon.com/products/transceivers/powerline/default.htm
cosa ne pensi??

ritratto di Emanuele
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EnergyMicro ed Echelon

EnergyMicro ed Echelon,
li conosco ma non ci ho mai lavorato, semplicemente perche con le "sette sorelle" ho gia tutto a disposizione e non ho motivo di cambiare in case poco diffuse che posso giocare brutti scherzi (come ad esempio mettere micro fuori produzione).

Quali sono le "sette sorelle"?

Microchip
Atmel
Freescale
Renesas
TI
NXP
ST

ritratto di Ardila_2
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Ok, rimanendo tra le 7

Ok, rimanendo tra le 7 sorelle ho notato dalla freescale un microcontrollore della famiglia MCF5223x che se non ho capito male ha già presente il controller ethernet a bordo? Sarebbe una soluzione interessante anche per i problemi di spazio con cui sono a lottare.

"
Key Features
•57 MIPS V2 Core with Enhanced Multiply and Accumulate for DSP-like functionality!
•Integrated Connectivity including:
- 10/100 Ethernet Controller
- 10/100 Ethernet Physical Layer
- CAN 2.0B Controller
- Cryptographic Acceleration Unit
"
che ho letto qui:
kemt.fei.tuke.sk/predmety/.../az131.pdf

cosa ne pensi Emanuele?

ritratto di Ardila_2
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Eccomi riapparso dopo un bel

Eccomi riapparso dopo un bel po' di tempo, nel frattempo ho valutato un po' di possibili micro da inserire.
Per vari motivi la mia scelta è ricaduta su uno della Analog Device ovvero ADE7169F16.
Adesso avrei bisogno del Vostro supporto per chiderVi come posso farlo dialogare con il mio chipset del powerline. Sia il micro che il chipset del powerline hanno la seriale UART, ma nel powerline non esiste un firmware per abilitarla quindi la migliore soluzione che ho deciso sarebbe quella di collegare la UART del micro ad un Bridge che sia da un lato UART (seriale) e dall'altro ethernet (MII), e poi collegare la MII del bridge alla MII del chipset del powerline.
Ho visto che ce ne sono tanti in commercio per esempio XPort della Lantronix:
http://www.lantronix.com/device-networking/embedded-device-servers/xport.html
Volendo però realizzare qualcosa di non già tutto impacchettato le alternative sarebbero:
AX11015 della ASIX
oppure
ENC28J60 della Microchip
So che adesso Emanuele mi odierà perchè la Asix è una marca non tanto nota :) ma in ogni caso sapete mica supportami su entrambi su come potrei programmarli:
- quali sono i kit per programmare quello della Microchip nel senso quando ho il chip in mano poi per connetterlo cosa mi ci vuole? connettore usb? debugger esterno?

ritratto di Emanuele
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Preferisco di più le soluzioni integrate

Sinceramente preferisco di più le soluzioni integrate, piuttosto che utilizzare i bridge, ma dipende molto dal tipo di applicazione e poi dalla messa in produzione.

Possibile che la Uart sia disabilitata?

P.S: FTPmicro è un micro con a bordo la UART ed Ethernet (ENC28J60 integrato nel micro)

P.P.S. non è che voglio vendertelo (infatti te lo invierei free) ma è che si gira sempre intorno a caratteristiche che lui ha già :)

ritratto di Ardila_2
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Sì, nell'attuale firmware la

Sì, nell'attuale firmware la UART è disabilitata.
Per quanto riguarda l'FTPmicro avevo letto che monta il PIC18F67j60, però volevo sapere rispetto ENC28J60 cosa aveva di differenza.
Inoltre chiedo lumi sulla differenze tra ethernet e MII/RMII in quanto sul chipset del mio powerline c'è scritto MII.
A suo tempo non ero tanto sicuro dell'FTPmicro in quanto poi un banale collegamento ethernet filo a filo (tra l'uscita dell'FTPmicro e la ethernet del powerline) come qualcuno mi aveva suggerito nel forum non credo che potesse funzionare in quanto negli switch ethernet non ci sono solamente dei collegamenti filo a filo.
Erano questi un po' i miei dubbi

 

 

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