Протокол для Умного Дома

[GoldenAndy]

roman.com, потому что общая шина - удобна и самодостаточна. И не требует разработки/придумывания коммутаторов.
А выход в интернет - мне это не нужно.
У Кластера выход был.

[roman.com]

Да можно посадить всех клиентов на общую шину. Ничего такого страшного не будет)) Просто все клиенты будут толкаться локтями как в маршрутке в час пик))
При этом все пакеты все равно дойдут. У кого мощней передатчик от того пакет дойдёт первым. Остальные повторят передачу))
Просто это будет не совсем правильно.

[GoldenAndy]

roman.com, да нет, не в мощности передатчика дело, а в алгоритме исключения коллизий. И да, редко бывает, что два устройства начинают передачу ОДНОВРЕМЕННО.
Одновременно тут - время порядка единиц микросекунд. Ибо как только кто то начинает передачу в общей шине, приемники у всех остальных устройств начинают принимать эту передачу и поднимают флаг занятости шины.
Но это, я так думаю, вам не нужно. У вас же звезда, умные коммутаторы и всем рулит сервер.

[roman.com]

Если клиенты во время передачи одновременно будут ещё и слушать линию... то это потребует дополнительных ресурсов МК. Это приведёт к снижению скорости передачи в несколько раз...
Лучше подумать как повысить скорость)) Тогда и коллизий будет меньше. ))

А лучше поставить коммутатор и забыть про коллизии))
Молодёж вообще не знает такого слова "коллизии". В сети Интернет вообще нет коллизий)) Везде полный дуплекс. Даже по оптике (по одному волокну).
Только пенсионеры знают слово "коллизии", которые застали ещё первые локальные сети... на коаксиальном кабеле))


А ещё наш "умный" коммутатор умеет работать в режиме так называемой "сквозной коммутации"))

1.jpg

(186.23 KiB) Скачиваний: 114

[GoldenAndy]

Если клиенты во время передачи одновременно будут ещё и слушать линию... то это потребует дополнительных ресурсов МК.

Хе. вы утверждаете, что будет полный дуплекс. Вашему МК в этом случае придется слушать линию постоянно. Независимо от того, идет сейчас передача или нет.
Вобщем, я вам искренне желаю сделать ваш умный дом на коммутаторах и звезде. Покажете готовое решение публике? Когда оно уже в железе будет...

[roman.com]

Пока что будет полудуплекс. Для дуплекса нужны буфера))
В любом случае МК не придется слушать линию постоянно. Все МК в доме спят. В этом вся фишка))

[GoldenAndy]

roman.com, Что вам даст, что МК спят?
МК жрет условно 15 ма.
40 МК жрут 600 мА. Для питания этой кухни хватит вообще зарядки от смартфона.
Для бекапного питания даже упсовый акк на 9А*ч будет держать ну не менее 12 часов.

Полудуплекс вам не сделает сквозную коммутацию. А вы ее так хотите... Ибо иначе на коммутаторах тормоза будут.
Хотя килобайта ОЗУ в той же восьмой меге хватило бы и более чем на 2 буфера.
И вы не ответили на один мой вопрос.
Мне просто интересен ваш подход к реализации... Советовать я уже ничего не буду, выше уже всё высказал.
Пакет от клиента у вас будет бродкаститься на всю сетку, а получатель будет его ловить?
Или коммутатор должен еще знать топологию вашей сети, что б смаршрутизировать пакет куда надо?

[roman.com]

Что вам даст, что МК спят?

Полную автономию и независимость)).
Нет никаких условно. Все цифры писал выше.

МК не спят
МК жрет 6 ма.
40 МК жрут 240 мА. Или 0,8 Ватт. С учётом КПД 12/3,3 = 1 Ватт.
упс на 9А*ч и 12 V = 100 ватт/час.
Дом будет держать максимум 100 часов.

МК спят
МК жрет 0,5 мкА.
40 МК жрут 20 мкА. Или 0,000066 Ватт.
Да даже две батарейки (от пульта телевизора) будут работать год ))
А сколько проработает батарейка от сотового телефона (2,5...4,2 V, 1000 mA) я даже не могу посчитать. Скорее она просто сдохнет от старости... так и не успев за всю свою жизнь полностью разрядиться ))

Коммутатор знает топологию сети, и смаршрутизирует пакет куда надо (согласно таблицы маршрутизации).
При этом не разбудив остальных клиентов сети.))

Последний раз редактировалось roman.com Вт июн 15, 2021 17:12:26, всего редактировалось 1 раз.

[parovoZZ]

Это без учёта того, что МК не будет просыпаться на каждый чих. А чихов будет до 100 в секунду - у нас же однопроводка.

[roman.com]

parovoZZ Вы внимательно читали сообщение выше ? ))

[parovoZZ]

Что читать? Однопроводка очень хорошо излучает и очень хорошо принимает сигнал. Достаточно симисторного регулятора у соседа и всё - будильник с пробуждением в 100 раз в секунду обеспечен.

[roman.com]

И прекратите рассказывать связисту как работает однопроводка))
Телефон прекрасно работает по одному проводу (второй провод земля). Жжужит правда... но это мелочи))

А мы её зашунтируем резисторами... и поставим ФНЧ... )) Или постами согласующие трансформаторы ))
Наш протокол не требует гальванической связи))

GoldenAndy писал(а):

Полудуплекс вам не сделает сквозную коммутацию. А вы ее так хотите... Ибо иначе на коммутаторах тормоза будут.

Уже сделал)) Сейчас коммутаторы работают в полудуплексе и в режиме повторителя. Пока без буферизации...

Коммутатор в режиме повторителя даёт задёржку пакета несколько микросекунд (так показывает осциллограф).

Будем делать Дерево ))

1.jpg

(67.92 KiB) Скачиваний: 120

Хотя достаточно просто сделать несколько под сетей... типа ванна... кухня... спальня...

subnetting-class-c.jpg

(46.96 KiB) Скачиваний: 111

При этом всё будет супер надёжно)) Как в танке ))
Если в ванной случится потоп и часть дома затопит, а на кухне пожар и часть дома сгорит... то спальня продолжит работу))

[GoldenAndy]

parovoZZ, больше граблей больших и разных.
Девиз пионера - если нету трудности - ее нужно создать, что б героически преодолеть.

roman.com, ну с учетом того, что у вас вряд ли на 100 часов отключат свет - вполне себе решение.
Свет чем коммутировать будете? Реле или симисторами?
Что для реле нужен ток, что для оптопары управления симистором. Плюс он греется.

Когда нет 220 вольт, будете с фонариком бегать ?
Или предусмотрите дежурное освещение?
Для дежурного освещения нужно питание. И потребление МК по сравнению с остальным - мизер.
У меня суммарно порядка 4.5 метров светодиодных лент. 1 ампер/метр.
Бекап - автомобильный акк. И ваааааще никаких проблем с временем работы.

Кстати, про сон. Еще будут грабли по времени пробуждения.
Особенно, если тактировать МК от кварца. Пробуждение из сна при кварце - 16384 такта + 0/4/65 мс.
Соответственно, скорость работы сети при глубоком сне МК - та еще проблема. Адресата нужно разбудить и подождать, пока он проснется. А вы хотите гигаскорости, что бы избегать коллизий.

Ах, сорри, коллизии - это для старпёров. У вас их не будет.

[Ser60]

Роман - может почерпнёте что-то полезное на проводимом 23 июня вебинаре Компэл по построению "умных и безопасных домов".

[roman.com]

Ser60
Только если будет онлайн трансляция по Интернету, то с удовольствием посмотрим.

GoldenAndy
На 100 часов отключат свет...
Однажды сгорел высоковольтный кабель на подстанции и пока не прокопали новую траншею и не поменяли кабель, света не было несколько дней )) Но это уже отдельная тема...

Свет чем коммутировать будете? Реле или симисторами?

Поляризованным реле)) Оно же бистабильное реле.
https://aliexpress.ru/item/32908954230. ... 5846783827
-не греется.
-потребляет ток только в момент переключения.

Симисторы греются.
И ещё их иногда пробивает. Тогда лампочка будет гореть постоянно. А это пожароопасно. Особенно если это не лампочка а утюг))

предусмотрите дежурное освещение?

Обязательно.

потребление МК по сравнению с остальным - мизер.

Основная задача Умного Дома - следить за всем что происходит в доме. Особенно когда меня нет дома.
Когда я дома, я могу вручную закрыть воду, перекрыть газ, выключить свет... и т.д.
А что делать когда меня нет дома ?
И зачем мне покупать UPS для питания 40 штук МК, если им для питания достаточно одной батарейки ?))
Поэтому кто тут пионер и кто тут героически преодолевает трудности... не понятно))


Добавлено after 5 minutes 30 seconds:

Кстати, про сон. Еще будут грабли по времени пробуждения...
Соответственно, скорость работы сети при глубоком сне МК - та еще проблема. Адресата нужно разбудить и подождать, пока он проснется. А вы хотите гигаскорости, что бы избегать коллизий.

roman.com писал(а):

Теперь самое интересное - режим SLEEP.
Переводим слейв в Режим выключения (Powerdown) и пробуждения по получению пакета от мастера.

Вложение время пробуждения.jpg больше недоступно.

Работает. ))
AVR переходит в активный режим (ток потребления 6 mA) только на время приёма и отправки пакета/ всё остальное время AVR спит (ток потребления ~0,5 мкA).
У нас получился самый экономичный слейв ))

Что интересно время пробуждения AVR из Режим выключения (Powerdown) в активный режим составляет менее нескольких микросекунд. Можно измерить точно, только придётся писать прошивку на Ассемблере... а это долго))
Хотя в даташите сказано, что для пробуждения AVR из Режим выключения (Powerdown) требуется ещё не менее 4 миллисекунды (время на запуск RC генератора). В реальности же RC генератору не требуется время вообще)) Или требуется очень мало времени (несколько микросекунд)... Короче я так и не понял сколько точно RC генератору требуется времени...

время пробуждения.jpg

(147.76 KiB) Скачиваний: 111

Для кого это я всё писал выше... не понятно. ))


Добавлено after 27 minutes 42 seconds:
В догонку)) В ходе тестов замечены интересные особенности работы МК типа AVR))
1-Когда МК в спит, и на выводах нет нагрузки, то для питания МК достаточно даже паразитного питания по линии TX.
2-При этом если пин RX болтается в воздухе, то МК просыпается от любого чиха)) Даже от расположенной рядом проводки.
3-При этом, даже когда RX подтянут внутренним резистором к питанию всё равно МК может проснуться от чиха побольше))
4-При этом, когда МК просыпается от любого чиха и при этом питание паразитное по линии TX, то МК всё равно успевает передать пакет серверу и уйти в RESET по сбросу питания. При этом приборы (на линии TX) даже не успевают зарегестрировать момент пробуждения МК. Т.е. при паразитном питании МК просыпается, передаёт пакет (маленькой амплитуда) и уходит в RESET из-за недостаточного питания для полного пробуждения. Во как))
))
На самом деле всё объясняется просто.
В режиме спячки, когда питание МК отключено, МК питается от линии TX через защитные диоды и внутренний подтягивающий резистор.

Screenshot_1.jpg

(13.36 KiB) Скачиваний: 116

Для спички этого тока МК достаточно. А для запуска нет. Поэтому МК уходит в RESET когда просыпается.

Короче... Надо все линии RX и TX надежно шунтировать (потягивать к массе) резисторами по 1 кОм, чтоб не было чихов и паразитных питаний по линии TX. А то в доме начнётся... полтергейст ))

[GoldenAndy]

Вот спорить с вами - себе дороже.
Читайте что я писал - в случае тактирования от кварца (вы ж хотите 16/20 МГц) МК просыпается 16К тактов.
При тактировании от бортового RC - да, там быстро. Но все же лучше придерживаться даташита и учитывать пробуждение RC. Иначе 19 МК успеют проснуться, а двадцатый - нет. Вы же не сторонник полтергейстов.

УПС для 40 шт МК не надо. А вот питание для дежурного освещения надо. Так что полюбасу будете покупать аккум

Насчет паразитного питания через подтяжку - ню-ню. Очень правильный подход. Чё ж я раньше не догадался-то, что так можно питать МК...?
Подтяжку RX-TX комментировать не буду. Помнится, вы там обещали наворотить супер-мега-защиту. Значит и чихов никаких не должно быть.

На этой радостной ноте я удаляюсь в закат.
Если захотите - покажете, чего получилось. Не захотите, ну то ваше право. Удачи.

PS: Покажите время пробуждения из сна реального МК, а не его имитации в шпротеусе.

[parovoZZ]

Телефон прекрасно работает по одному проводу (второй провод земля)

Замыкание на землю - это авария в телефонии. Связи не будет.
Мы говорим про релейные линии, а не про аналоговые.

[roman.com]

Аккум полюбасу будет. Только нафиг его грузить лишним током если можно этого не делать))

Я не буду ставить кварц. Не вижу смысла. Зачем 20 мгц вместо 8 мгц ? Чтоб поднять скорость в 2,5 раза ? ))
Если б скорость поднялась в 100 раз... я бы подумал))

Точное время пробуждения из сна реального МК показать пока не могу. Нужен или высокочастотный осциллограф (который был да сплыл) или писать тестовую прошивку на втором МК и с его помощью измерять время пробуждения и считать такты...
как работает кварц я знаю)) Смотрел на реальном осциллографе... Типа такой фигни было... до 25 мкс (в зависимости от добротности) раскачивался сам кварц...

Screenshot_1.jpg

(24.04 KiB) Скачиваний: 106

А имитации в шпротеусе очень близка к реальности)) Если бы МК просыпался дольше 5 мкс то был бы срыв синхронизации и МК выдал бы ошибку. Но в реальности ни ATmega8 ни ATmega328 ошибок не выдаёт. Все пакеты принимаются с вероятностью 100 % ))
Отсюда вывод: МК просыпается очень быстро. Быстрей чем того требует даташит)).
Это кратко.

Добавлено after 3 minutes 36 seconds:

parovoZZ писал(а):

Замыкание на землю - это авария в телефонии. Связи не будет.

Опять вы спорите со связистами)) Это не авария, а мелкая неприятность ))
Замыкание на землю - связь будет.
Точнее не так. В телефонной связи зависит какой провод замкнул на землю.
Если минус - то связи не будет.
А если плюс - то связь будет.
Потому что плюс телефонной станции идёт на землю ))

И кто такие релейные линии ? И чем они отличаются от аналоговых ?

Добавлено after 14 minutes 20 seconds:
Думаю пока сделать упрощённую схему.
TX - с буферизацией.
RX - сквозная коммутация.

схема_2.jpg

(69.75 KiB) Скачиваний: 101

Коллизии отсутствуют - клиенты не пересекаются.

[roman.com]

Короче...
В конце у нас должно получится типа такого

scada-l.jpg

(119.11 KiB) Скачиваний: 113

Совсем забыли... А куда мы будем записывать log файлы аудио и видео ?
Сейчас всё пишется на комп...

журнал.jpg

(164.38 KiB) Скачиваний: 113

А если комп выключен ?
Нам нужен внешний (типа облачный) сервер...

[GoldenAndy]

roman.com, Сделайте отдельное устройство-сниффер пакетов в сети. И пусть пишет на флешку.