EMMA

De r00tHouse
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Una estación de muestreo automática para registrar fenómenos físicos. El objetivo es construir y diseñar un dispositivo fiable, de bajo costo, fácil manejo e instalación y escalable para diversos sensores e interfaces de comunicación.

Diagrama de bloques

EMMA bloques.png

Diagrama de bloques inicial

Descripción del diagrama

Diagrama esquemático

atmega32 DIP

EMMA m32 dip.png

Obs.- Los componentes fijos están definidos, (RTC, adpatador de memoria SD, conexión serial). Esta versión plantea que se puedan conectar varios sensores y deja pines libres para ser usados por otros dispositivos. Es necesario escribir drivers para nuevos dispositivos usando los pines libres mostrados arriba como terminales libres.

Hardware usado

Microcontroladores

ATMEGA32

http://www.atmel.com/Images/2503S.pdf

Microcontrolador 8 bits 32 KiB flash.

RTC

DS3231

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf

Se usa este reloj en tiempo real para tener registro del tiempo.

Sensores

dht11

http://www.robotshop.com/media/files/pdf/dht11.pdf (Sensor de temperatura y humedad realtiva)

Dht11.jpeg

si7021 (falta probar driver)

https://www.silabs.com/Support%20Documents%2fTechnicalDocs%2fSi7021-A20.pdf (Sensor de temperatura y humedad relativa, de alta precisión)

Módulos de memoria

  • Memoria SD controlada por SPI, actualmente se usa uno como este:

http://www.ebay.com/itm/2PCS-SD-Card-Module-Slot-Socket-Reader-For-Arduino-ARM-MCU-Read-And-Write-/170895501953?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27ca2a6a81

Módulos de comunicación

No se ha utilizado ningún módulo, la comunicación y configuración de la placa es enteramente por interfaz serial, sin embargo algunas opciones de comunicación con la placa pueden ser:

Opciones:

  • Transmisor y receptor 433Mhz (barato pero propenso a errores de

comunicación) link.- http://rurandom.org/justintime/index.php?title=Cheapest_ever_433_Mhz_transceiver_for_PCs

  • Transmisor y receptor NRF24L01 2.4Ghz (controlado por SPI, fiable y

de buen alcance) link.- http://www.geeetech.com/wiki/index.php/2.4Ghz_nRF24L01_RF_Transceiver_Module

  • HopeRF12/69 Creo que la mejor relacion calidad-precio. ~4 USD, dicen que hasta 500m con ~30Kb/s http://www.hoperf.com/

Circuitos analógicos usados

Desarrollo del software

Ya puedes clonar el desarrollo de este proyecto en

git@notabug.org:strysg/emma.git

El link:

https://notabug.org/strysg/EMMA

Qué se necesita

  • El compilador para AVR llamado avr-toolchain y se compone de:
    • avr-libc
    • binutils-avr
    • avrdude
    • avr-gcc
  • La herramienta gnumake

Algo más de info sobre estas herremientas http://chwnku.tuxfamily.org/cont/HerrSoft.html

Construir el programa

Una vez descargado el proyecto hay que hacer:

En el directorio del principal del proyecto:

 cd src/Build

como se tiene instalada la herramienta gnumake basta con:

 make all

para borrar todo archivo binario

 make clean

Asi cada que se modifique el programa al hacer make all este se volverá a construir y los binarios (ejecutables para el microcontrolador) a actualizar.

Grabar el programa en el microcontrolador

Con AVRDUDE

Guia rapida http://chwnku.tuxfamily.org/cont/HerrSoft.html#AVRDUDESS

Adicionalmente se puede grabar el programa una vez se tenga instalado avrdude y un grabador para avr como http://chwnku.tuxfamily.org/cont/HerrHard.html#GrabUSBASP


  1. cd hasta el directorio src/Build del directorio principal donde esta el proyecto
  2. ejecutar el comando:
sudo avrdude -c usbasp -p m32 -u -U flash:w:main.hex

Usando make

El Makefile en la carpeta src/Build contiene una regla para programar le atmega32 usando el grabador USBasp

  1. cd hasta el directorio src/Build del directorio principal donde esta el proyecto
  2. ejecutar el comando:
sudo make program_usbasp

Diseño del PCB

Una versión inicial del diseño para PCB.

Para imprimir en proporciones reales se recomienda abrir con gimp y enviar a imprimir. La resolución de la imagen es de 400 dpi (el tamaño original de la placa es 25% el tamaño de la imagen)

EMAE m32 dip bot.png


lado de los componentes y puentes, listo para impimirse (volcado horizontalmente) EMAE m32 dip top.png

El diseño pcb y el esquemático está en https://notabug.org/strysg/EMMA/src/master/Docu/circuit/EMMA_m32_dip/EMMA_m32_dip.pcb y puede ser editado con geda.

TODO list

  • Agregar sensores al sistema
  • Implementar la interfaz para configurar el logeo via puerto serial
  • Analizar agregación de módulo ethernet.
  • Realizar pruebas

Observaciones

  • Crear carpeta independiente para sensores en src/ para tener el códgo más ordenado, para eso hay que modificar el Makefile para hacer la construcción recursivamente o usar Makefiles independientes para cada nueva carpeta de código fuente