Hallo zusammen,
Ich kämpfe zur Zeit mit den Tücken einer „Infrarot-Kanone“ für Modellflugzeuge (indoor).
Den Aufbau habe ich mir so vorgestellt:
Ein Attiny45 (da klein und leicht), eine IR Diode (LD 274-3) und ein IR Empfänger (TSOP34836), das ganze angeschlossen zwischen RC-Empfänger und Motor-Regler. Optional ein weiterer Anschluss zwischen RC-Empänger und Attiny für den Trigger (zunächst aber ohne Trigger, nur mit „Dauerfeuer“).
Wie soll das ganze funktionieren:
1. Im normalen Flug wird das RC-Throttle-Signal (Gas) durch den Attiny „durchgeschleift“.
2. Die IR-LED „feuert“ ständig. (Optional: Die IR-LED feuert erst, wenn an der Fernsteuerung ein Schalter/Taster betätigt wird).
3. Wird der IR-Empfänger von einem passenden Infrarot-Signal „getroffen“ soll der Motor für eine bestimmte Zeit ausgehen bzw. stottern (unterbrechen des bis dahin durchgeschleiften Gas-Kanals).
Ich habe bis jetzt noch nichts mit IR-Übertragungen gemacht (nur viel gelesen). Das RC5 Protokoll scheidet aber aus, da es viel zu lang ist. Mir schwebt im Moment ein sehr kurzes individuelles Protokoll vor. Meine Gedanken gehen in Richtung „3-Bit-Protokoll“. Ein Start-Bit und 2 Kommand-Bits. Damit sollten 4 verschiedene IR-Befehle übertragbar sein. Mit den unterschiedlichen Befehlen könnte man später mit mehreren Flugmodellen auf ein einzelnes Bodenziel schießen, mit anschließender Trefferauswertung. Auch ein „Team-Deathmatch“ z.B. zwei gegen zwei wäre denkbar, bei dem man sogar in der Software „friendly fire“ ausschließen könnte.
Im folgenden Code habe ich versucht, die IR-Übertragung zu realisieren. Leider klappt das nur mit mäßigem Erfolg. IR-LED und TSOP stehen sich gegenüber. Die Kontroll-LED sollte eigentlich durchgehend leuchten, flackert aber die ganze Zeit. Wird die optische Verbindung zwischen IR-LED und TSOP unterbrochen, geht die Kontroll-LED wie gewünscht aus.
Ich habe es nicht geschafft, eine halbwegs verlässliche Datenübertragung herzustellen.
Bin langsam am verzweifeln und für alle Ideen offen
mfg
Robert
Hier noch ein paar Infos, wo ich meine Inspiration her habe:
http://www.youtube.com/watch?v=TQp0mS8dtpg
oder einfach nach „20100117 IAC-ASO 52“ suchen.
Ab 1:36 geht’s los mit dem IR-Stuff, ab 2:51 Minuten sieht man „Luftkämpfe“
Meine Modelle werden allerdings etwas größer sein
PS: Wenn ich die Sendepause im Code nicht ausklammere, leuchtet die Kontroll-LED gar nicht.
Code:'=============================================================================== 'IR Kanone V 01 ' 'IR-LED an Pin 5 (PB0, OCR0A) 'TSOP34836 an Pin 7 (PB2, INT0) ' ' ' ' ' 'Pin 6 (PB1 Test-LED) '=============================================================================== $regfile = "attiny45.dat" $crystal = 8000000 'FuseBit CKDIV8 deaktivieren $hwstack = 40 $swstack = 40 $framesize = 50 '------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Timer konfigurieren '------------------------------------------------------------------------------------------------- Tccr1 = &B00000111 'Timer1 als Zeitbasis für Datenempfang starten (Prescale 64) (geht beim Attiny45 nicht mit "Config"!) 'Enable Timer1 (wird erst in der ISR enabled!!!) On Timer1 Daten_sammeln Config Timer0 = Timer , Prescale = 1 , Compare A = Toggle , Clear Timer = 1 'Timer0 erzeugt 36kHz IR-Trägerfrequenz, Clear Timer setzt Timer bei Erreichen des Comparewertes auf 0 zurueck Ocr0a = 110 '------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Interrupt-Service-Routinen konfigurieren und freigeben '------------------------------------------------------------------------------------------------- Config Int0 = Rising 'bei steigende Flanke an PB2/INT0 (Ir_data_in) Int0 auslösen und in die Subroutine springen Enable Int0 On Int0 Ir_data_start Enable Interrupts '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Variablen definieren '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Dim Ir_befehl As Byte 'es steht einer von 4 möglichen Sendebefehlen zur Verfügung Dim Level As Byte Dim Ir_data As Byte 'zusammensetzen des IR Befehl Dim Ir_data_fertig As Byte 'fertig empfangener IR Befehl '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Ein- und Ausgang festlegen '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ddrb = &B00010011 'PB0, PB1 und PB4 werden Ausgänge, restlicher PortB bleibt Eingang '====================================================== 'Hauptprogramm '====================================================== Do Ir_befehl = &B00000101 ' ||| ' ||Zweites Befehlsbit ' || ' |Erstes Befehlsbit ' | ' Startbit 'Alternative Befehle: 'Ir_befehl = &B00000100 'Ir_befehl = &B00000110 'Ir_befehl = &B00000111 'Startbit senden (immer 1) Ddrb.0 = Ir_befehl.2 ' 36 kHz Carrier on Waitus 500 Ddrb.0 = 0 ' 36 kHz Carrier off Waitus 500 'Erstes Befehlsbit senden Ddrb.0 = Ir_befehl.1 Waitus 500 Ddrb.0 = 0 Waitus 500 'Zweites Befehlsbit senden Ddrb.0 = Ir_befehl.0 Waitus 500 Ddrb.0 = 0 Waitus 500 '( 'Sendepause einlegen Ddrb.0 = 0 Waitus 2000 ') If Ir_data_fertig = &B00000101 Then 'Test LED soll leuchten, wenn der richtige Code empfangen wurde Portb.1 = 1 Else Portb.1 = 0 End If Loop End '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 'ISR IR Daten empfangen '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ir_data_start: Ir_data = &B00000001 Timer1 = 155 ' nach rund 808 us den Timer Interrupt auslösen Enable Timer1 Disable Int0 ' weiter Interrupts durch INT0 unterbinden Return Daten_sammeln: Shift Ir_data , Left Level = Not Pinb.2 'TSOP gibt invertierte Daten aus, deshalb nochmal inventieren Ir_data = Ir_data + Level 'eben gelesenes Bit zugeben Timer1 = 131 ' nach rund 1000us den Timer Interrupt auslösen ' If Ir_data < &B00000100 Then nop Else Disable Timer1 'weitere Interrupts durch Timer1 unterbinden Set Gifr.intf0 'Interruptflag vom INT0 löschen Enable Int0 Ir_data_fertig = Ir_data End If Return
Schau ganz genau im Datenblatt nach: Viele dieser Empfängerbausteine sind nicht für Dauer-Ein spezifiziert sondern brauchen Sendepausen. Das hat irgendwie mit ihrer AGC (automatic gain control) / Arbeitspunkt der Filterschaltung für die Fremdlichtunterdrückung zu tun.
Hallo RoboHolIC,
das Datenblatt hab ich mir unzählige male durchgeschaut und auch einige Testprogramme probiert, um die "Grenzen" des TSOP auszuloten.
Im Datenblatt steht u.a. "Minimum burst length: 10 cycles/burst" und "After each burst of length a minimum gap time is required of: 10 to 70 cycles, ≥ 10 cycles". Bei einer Trägerfequenz von 36kHz dauert ein cycle rund 27,8 us. Bei meinen angegebenen 500 us komme ich damit auf 18 cycles/burst und liege damit absolut im grünen Bereich.
Beim folgenden Testprogramm macht die Kontroll-LED genau das gleiche, wie die IR-LED (außer natürlich, wenn die optische Verbindung unterbrochen wird, dann bleibt sie aus).
Die Zahlen habe ich in einem weiten Bereich getestet. Alles über 300 us wird problemlos übertragen (300 us entspricht ca. 10 cycles/burst und deckt sich somit perfekt mit dem Datenblatt). Auch die Sendepause habe ich von 0 (null) bis mehreren Sekunden getestet. Im Code sind 2 sec angegeben, d.h. die Kontroll-LED blitzt alle 2 sec kurz auf.Code:'=============================================================================== 'IR Kanone V 01 ' 'IR-LED an Pin 5 (PB0, OCR0A) 'TSOP34836 an Pin 7 (PB2, INT0) ' 'Pin 6 (PB1 Test-LED) '=============================================================================== $regfile = "attiny45.dat" $crystal = 8000000 'FuseBit CKDIV8 deaktivieren $hwstack = 40 $swstack = 40 $framesize = 50 '------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Timer konfigurieren '------------------------------------------------------------------------------------------------- Config Timer0 = Timer , Prescale = 1 , Compare A = Toggle , Clear Timer = 1 'Timer0 erzeugt 36kHz IR-Trägerfrequenz, Clear Timer setzt Timer bei Erreichen des Comparewertes auf 0 zurueck Ocr0a = 110 '------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Interrupt-Service-Routinen konfigurieren und freigeben '------------------------------------------------------------------------------------------------- Config Int0 = Change 'beim Flankenwechsel an PB2/INT0 (Ir_data_in) Int0 auslösen und in die Subroutine springen Enable Int0 On Int0 Ir_data_in Enable Interrupts '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 'Ein- und Ausgang festlegen '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ddrb = &B00010011 'PB0, PB1 und PB4 werden Ausgänge, restlicher PortB bleibt Eingang '====================================================== 'Hauptprogramm '====================================================== Do Ddrb.0 = 1 ' 36 kHz Carrier on Waitus 500 Ddrb.0 = 0 ' 36 kHz Carrier off Waitus 500 'Sendepause einlegen Ddrb.0 = 0 Wait 2 Loop End '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 'ISR IR Daten empfangen '------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ir_data_in: If Pinb.2 = 0 Then Portb.1 = 1 Else Portb.1 = 0 End If Return
Ich bin mir daher sicher, dass es nicht am TSOP oder dem gesendeten IR-Signal liegt, da diese Übertragung problemlos klappt. Es scheitert offensichtlich an der Signalauswertung im Programmcode
mfg
Robert
Hai,
Könnte ein Bug hier versteckt liegen?Zitat von R2D2 Bastler
Zum Zeitpunkt des Ansprungs der "Ir_data_start:" könnte das TOV1 Interruptflag schon gesetzt sein, da der Timer1 läuft. Durch das "Enable Timer1" springt AVR deshalb SOFORT nach Beendigung von "Ir_data_start:" in die "Daten_sammeln:"
Abhilfetest: Nach "Timer1 = 155" ein "set tifr.tov1" (vorsorglich anstehendes TOV1 Flag löschen) einfügen?
Gruß
Searcher
Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
..................................................................Der Weg
Hi Robert,
genau wegen der regelmässigen Pflichtpause der TSOPs habe ich die noch nicht verwendet (hab also keine Erfahrung damit), habe aber schon Fernsteuerungen mit ähnlichen, kurzen Sendeprotokollen mit den OSRAM-Empfängern betrieben (Beispiel hier).
Deine Rechnung kapier ich nicht. Du nennst ein minimales Protokoll von drei Bit, daraus rechne ich mal : drei Pulse (=: Modulation ist on, bursts) zu je min 10 cycles => dreissig cycles, dazwischen zwei Pausen (=: Modulation ist off) zu je min 14 cycles *) => 28 cycles, insgesamt schlappe sechzig cycles von 36 kHz, macht bei mir 1,66666 ms für ein komplettes Telegramm/Kommando. Das ist nahe an 1,8 ms, also meiner Meinung nach schon etwas grenzwertig **). Daher würde ICH das geforderte Gap von 4*60cycles => 6,7 ms nach einem Telegramm einschieben. Keinesfalls aber Dein oben erwähntes:... Datenblatt steht ... Bei meinen angegebenen 500 us ... 18 cycles/burst ... im grünen Bereich ...... aber das "Dauerfeuer" hast Du ja offenbar schon abgelegt. Allerdings finde ich eben weder Deine 500 ms, noch Deine 18 cycles/burst *grübel*. Vielleicht könntest Du mal ne Skizze machen ?
Zur Theorie der IR-Fernsteuerungen hat übrigens San Bergmans eine prächtige Dokumentation online.
*)**)
Ciao sagt der JoeamBerg
Hallo zusammen,
Du wirst lachen, genau das hatte ich auch schon im Code, allerdings blieb die Kontroll-LED dann aus
Hier habe ich mich vermutlich etwas ungeschickt ausgedrückt. "Dauerfeuer" bezog sich lediglich auf die (noch) nicht vorhandene Möglichkeit, das Senden der IR-LED durch die RC-Fernbedienung (die das Flugmodell mittels Funk steuert) zu beinflussen (wenn ich z.B. 1-2 Minuten einfach so durch die Halle fliege und dann beschließe, durch Umlegen eines Schalters an der RC-Fernbedienung, mit meinem "Bordgeschütz" zu feuern). Es bezog sich nicht auf die vom TSOP geforderten Sendepausen.
Gerne. Im Bild sieht man das Signal, welches die IR-Diode sendet, wenn der Code 101 ausgegeben werden soll. Im Anschluß folgt dann noch eine längere Sendepause, aber selbst ohne diese währe nach meinem Wissen der TSOP nicht überfordert (oder habe ich etwas komplett missverstandenVielleicht könntest Du mal ne Skizze machen ?)
Also, die Sätze habe ich in meinem Datenblatt nicht gefunden, benutze dieses hier:
https://www.it-wns.de/data/datenblatt_0000168_1.pdf
Aber auch dann: Ich habe doch bei meinem Code immer mindestens 18 cycles Pause vor dem nächsten Senden. Daran dürfte es nicht liegen.
Ich bin, wie bereits anfangs erwähnt, nicht total auf "meinen" Code fixiert. Ich nehme auch gern jede andere Möglichkeit der Codegestaltung/Übertragung/Auswertung in Kauf. Es sollen lediglich 4 verschiedene Befehle übertragen werden können und keine Wait-Befehle in einer ISR beinhalten, da ich sonst beim weiteren Ausbau des Codes (RC-Signale einlesen etc) Schwierigkeiten bekomme.
mfg
Robert
Gut, beide sind vom Hersteller. Bei Vishay läuft offenbar die Zeit rückwärts. Das Datenblatt bei mir ist Rev. 5, 23-Jun-03 - immerhin sieben Seiten, das Datenblatt bei Dir ist Rev. 1.3, 29-Jan-09 - sechs Seiten.... die Sätze habe ich in meinem Datenblatt nicht gefunden, benutze dieses hier ...
Achtung: Deine logische "1" ist mir nicht logisch (wohl eher falsch). Der Photodetektor geht üblicherweise bei Empfang einiger Modulationspeaks auf low - also ist eine (im Datenblatt definierte) Serie von Peaks eine logische Null - siehe "mein" Datenblatt, Seite 3, links oben. ERST der Wechsel von logisch Eins (Modulation wird erkannt) auf Null in einem bestimmten Zeitraum lässt sich als "Eins" definieren - z.B. beim Manchestercode. Du scheinst da etwas noch zu verwechseln. Schau mal bei den Infos von SB nach (Link ist oben).
Ciao sagt der JoeamBerg
Hallo nochmal,
mit Logisch 1 und 0 , sowie dem Diagramm im Bild meinte ich das, was die IR-LED sendet.
Das mit dem inventierten Signal beim TSOP hab ich gesehen. Deshalb schrieb ich im Programm die erste 1 auch manuell in die Variable "Ir_data"
Mit unterschiedlichen Timerwerten versuchte ich dann, die zeitliche Abfrage des TSOP so zu timen, dass er sich sicher in einem definierten Zustand befindet (es geht ja auch Zeit für das Springen in die ISRs verloren). Da ein gesendetes high (logisch 1) beim TSOP dann als low ausgegeben wird, habe ich diese Abfrage mit "Not" wieder inventiert, siehe hierCode:Ir_data_start: Ir_data = &B00000001 'Timer1 = 155 ' nach rund 808 us den Timer Interrupt auslösen Timer1 = 180 ' nach rund 608 us den Timer Interrupt auslösen
Code:Level = Not Pinb.2
Hier nochmal mein gedankliche Ablauf, wann was passieren "müsste"
Wenn also die IR-LED eine logische 1 sendet, sollte in der Variable "Ir_data" auch eine 1 landen.
Beim Zeichnen des Bildes kam mir allerdings ein Gedanke: Was passiert, wenn der TSOP erst die zweite 1 bemerkt. Dann wäre meine ganze Auswertung im Eimer.
Mann, das "bisschen" IR-Übertragen bringt mich bald ins Grab...
mfg
Robert
Hallo,
Mann, das "bisschen" IR-Übertrtragen bringt mich bald ins Grab...Hier noch ein Sargnagel
Du hattest doch zuletzt ein Programm zum Einlesen und Ausgeben von Servo Signalen auf Tiny45 gemacht. Das hab ich hergenommen und ASM der EmpfangsISR angepaßt und Codeschnipsel für eine IR-Empfangsprogramm draus gemacht. Ging besser als viel Text zu schreiben.
Im Grunde werden Länge von IR Signalpause und IR Signalimpuls vom TSOP gemessen. Die Länge auf Gültigkeit geprüft und einer Auswerteroutine übergeben. Hoffe ist verständlich und es bleibt noch einige Arbeit ...
Wie damit Sender UND Empfänger auf einem µC untergebracht werden ??? Irgendwie einen Timer doppelt verwenden. Geht erstmal nur ums Prinzip.
GrußCode:'====================================================== 'ISR '====================================================== Rc_eingang_1: 'ISR mit NOSAVE anspringen $asm push r17 'Register auf Stack sichern sbis pinb , 2 'Skip next Instr if PINB.2 = 1 rjmp Puls_ende1 'Springe Puls_ende in r17 , tcnt1 'Timer1 Wert holen sts {Rc_signal_1_start} , r17 'Speichere Timer1 nach Rc_signal_1_start '##### für IR Bitlängenmessung ldi r17 , 1 sts {Rc_signal_1_start_flag} , r17 'Setze Flag zur Bearbeitung von Impulslaenge in Hauptschleife '##### rjmp ende1 'Springe zum Ende Puls_ende1: in r17 , tcnt1 'Timer1 Wert holen sts {Rc_signal_1_stop} , r17 'Speichere Timer1 nach Rc_signal_1_stop ldi r17 , 1 sts {Rc_signal_1_stop_flag} , r17 'Setze Flag zur Bearbeitung von Impulslaenge in Hauptschleife Ende1: pop r17 'Register vom Stack zurückholen $end Asm Return do '#### Haupschleifenausführung darf nicht länger als eine gültige Bitlänge dauern If Rc_signal_1_start_flag = 1 Then 'Bearbeitung nur, wenn ISR Pulsanfang gefunden hat Pausen_laenge_1 = Rc_signal_1_stop - Rc_signal_1_start Rc_signal_1_start_flag = 0 if Pausen_laenge > 400µs and pausen_laenge < 600µs then 'vorsicht pseudocode received_bit = 0 received_bit_flag = 1 'Anzeige eines Emfangs eines gültigen Bits end if End If If Rc_signal_1_stop_flag = 1 Then 'Bearbeitung nur, wenn ISR Pulsende gefunden hat Impuls_laenge_1 = Rc_signal_1_stop - Rc_signal_1_start Rc_signal_1_stop_flag = 0 if Impuls_laenge > 400µs and Impuls_laenge < 600µs then 'vorsicht pseudocode received_bit = 1 received_bit_flag = 1 'Anzeige eines Emfangs eines gültigen Bits end if End If if received_bit_flag = 1 then '### Empfangene Bits (die von "received_bit") aufreihen und auf gültiges bitmuster scannen received_bit_flag = 0 end if loop
Searcher
..................................................................Der Weg
Das ist jetzt nicht Dein Ernst? Wie langsam tickert denn Dein Controller? Ist das ein tiny13 mit dem internen 128 kHz-Oszillator? Oder noch langsamer?... es geht ja auch Zeit für das Springen in die ISRs verloren ...
Im Ernst: bei dem burst von 500 µs (und ohne sonstige Interrupts oder Interrupt-long-run-Kunststücke) kannst Du die Zeit vom Eintritt des Ereignisses bis zum Beginn der ISR bei Takten über 1 Mhz beruhigt erstmal vergessen.
Ich bin nicht sicher, dass Dir klar ist, was am Eingang des Controllers - also am Anschluss des SigOut des TSOP passiert - wenn die irLED mit 36 kHz zum Blinken beginnt - - und wieder aufhört.
a) irLED blinkt nicht (aus, kein irLicht wird abgegeben, die LED ist wirklich dauerdunkel)
....TSOP empfängt nix => SigOut-TSOP ist high
b) irLED blinkt seit drei bis vier 36-kHz-Pulsen
....TSOP empfängt nix => SigOut-TSOP ist high
c) irLED hat zehn oder mehr 36-kHz-Pulse abgeschickt
....Der TSOP hat gemerkt, dass ihm jemand etwas mit der "richtigen" Frequenz zublinkt
....Der TSOP-SigOut geht auf low
d) Die irLED blinkt weiter, sagen wir mal so zehn bis 20 36-kHz-Pulse
....Der TSOP-SigOut bleibt auf low
e) Die irLED ist AUS (blinkt nicht, ist wirklich dauerdunkel) seit drei bis vier 36-kHz-Pulsen
....TSOP empfängt nix => SigOut-TSOP ist trotzdem/noch immer (ein bisschen *gg*) low
f) Die irLED ist weiter aus, sagen wir mal so zehn bis 20 36-kHz-Pulse
....Der TSOP-SigOut geht auf high, weil er längere Zeit keine 36-kHz-Pulse empfängt.
Wenn Dein Programm (ich programmiere C, kann kein Bascom) das berücksichtigt, dann ists ok. Du brauchst nicht unbedingt das/Dein Datenprotokoll einzuhalten, das Du vermutlich bei irgendeinem Code zur Manchesterdekodierung abgeguckt hast!
Hier nochmal mein gedankliche Ablauf, wann was passieren "müsste"... Hier nochmal mein gedankliche Ablauf, wann was passieren "müsste" ...
Na ja, schon schon, aber ich finde, dass hier Ursache und Wirkung nicht übersichtlich genug dargestellt wird. Passt dieses Diagramm zur obigen Abfolge a) bis f) ?????
PS: bist Du die Theorie der IR-Fernsteuerung schon durchgegangen?
Ciao sagt der JoeamBerg
Berechtigungen
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