Клонирование Watt's Up метра

acyd · 30 Дек. 2012 в 18:47

Вы молодец, продолжайте!
Модифицированная прошивка на ваттметр turnigy130 (он клон ватсапа), пролетала в теме про него, ею занимался tony16
https://electrotransport.ru/index.php/topic,6740.18.html
А ребята с намецкого сайта спидометр к нему примонстрячили

А тиньку можно взять покруче c той же распиновкой? а то 2к памяти вообще мало. И кстати измеряемый вольтаж нужно минимум 70в а лучше 150, тогда прибор будет очень актуален.
Я обязательно повторю эту схему.
В самом простом варианте он интересен как показометр для зарядного устройства, только тут надо выносные калибровки по напряжению и току

enek · 30 Дек. 2012 в 19:04

Ну вот, уже веселее, прошивку залил, пишет TURNIGY и висит, читаю дальше... схема один в один как я делал плату, номиналы те же.

enek · 31 Дек. 2012 в 19:17

Получилось получить рабочие прошивки из исходников от tony16.

А также с pedelecforum.de

Буду тестировать.

acyd · 31 Дек. 2012 в 19:35

Цитата: enek от 31 Дек. 2012 в 19:17
Получилось получить рабочие прошивки

Это просто подарок! Спасибо!

Надо будет прикинуть базовый функционал, и список деталей. А также инструкцию по прошивке.

enek · 31 Дек. 2012 в 19:47

в прошивке v2 максимальное напряжение 65В и макс ток 133А, в watt's up было 70.24V 143.92A

acyd · 01 Янв. 2013 в 20:34

Цитата: enek от 31 Дек. 2012 в 19:47
в прошивке v2 максимальное напряжение 65В и макс ток 133А, в watt's up было 70.24V 143.92A

Если прошивка компилируется, исходник можно и поправить. На сферах точно была прошивка до 80в.
Можно еще надыбать attiny 861, 8кв против 2-х с заделом на продвинутую версию.

enek · 01 Янв. 2013 в 23:38

attiny861 хорошая идея, мне сейчас 2кБ в тини26 не хватает. ATtiny167 будет еще лучше - 16кБ. Хочу сделать измерение температуры, точнее уже сделал на BASCOM-AVR, но памяти остается только на вольтметр с термометром. Датчик температуры ds18b20 работает по двум проводам с паразитным питанием, подключен к свободной 11 ноге с подтягивающим резистором 4.7к Ом к питанию. Вот рабочий код.

Спойлер

$regfile = "attiny26.dat"
$crystal = 8000000
Config Lcd = 16 * 2
Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.0 , Db5 = Portb.1 , Db6 = Portb.2 , Db7 = Portb.3 , E = Portb.4 , Rs = Portb.6
Config Pinb.5 = Output ' rw Ausgang auf 0
Portb.5 = 0

Initlcd
Cls
Waitms 50
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal
Start Adc
'Declare Sub Readtemp
Cursor Noblink

Dim Ds18b20_scratchpad(9) As Byte
Dim Ds18b20_integer_temp As Integer At Ds18b20_scratchpad Overlay
Dim Ds18b20_single_temp As Single
Dim I As Byte

Dim X As Word
Dim Xx As Single
Dim V As Single
' Dim A As Single
'Dim W As Single
'Dim Ah As Single
'Dim Wh As Single
' Dim N As Integer
Config 1wire = Porta.7
1wreset
1wwrite &HCC
1wwrite &H4E
1wwrite &B00000000
1wwrite &B00000000
1wwrite &B00111111
1wreset

Do

1wreset
1wwrite &HCC
1wwrite &H44

Config Pina.7 = Output
Set Porta.7
Waitms 300
Config Pina.7 = Input ' The pin used for the DQ line is set as input.
Reset Porta.7
1wreset ' Master issues reset pulse.
1wwrite &HCC ' Master issues the Skip ROM command.
1wwrite &HBE ' Master issues Read Scratchpad command.
For I = 1 To 9 'Master reads entire scratchpad including CRC.
Ds18b20_scratchpad(i) = 1wread() ' Master reads entire scratchpad.
Next I
Ds18b20_single_temp = Ds18b20_integer_temp * 0.0625

Locate 1 , 1
'Lcd "Temp :"
Lcd Ds18b20_single_temp

X = Getadc(2 ) 'Spannung V auslesen
V = X * 0.0635 'Umrechnungsfaktor
' X = Getadc(0 , 11) 'Strom A auslesen
' If X >= 14 Then 'Offset korrigieren
' X = X - 14
' Else
' X = 0
' End If
' A = X * 0.134 'Umrechnungsfaktor
' 'W = V * A 'Leistung W
'Xx = A / 6000 'xx sind Ah in 500ms
'Amperestunden Ah
'Ah = Ah + Xx 'Faktor erhohen vermindert Ah
'Xx = W / 6120 'xx sind Wh in 500ms
'Wattstunden Wh
' Wh = Wh + Xx 'Faktor erhohen vermindert Wh
Locate 2 , 1 'LCD Ausgabe
Lcd Fusing(v , "#.##")
' Locate 1 , 5
Lcd "V"

' Lcd Ah
' Locate 1 , 15
' Lcd "Ah"
' Locate 2 , 8
'Lcd A
' Locate 2 , 16
' Lcd "A "
'Lcd W
'Locate 2 , 10
'Lcd "W "
'Lcd Wh
'Locate 2 , 15
'Lcd "Wh"

'Waitms 300
Loop
End

сейчас на С пишу, урезаю библиотеку lcd, чтобы освободить память.

acyd, а какие желаемые требования к данному прибору? Напряжение до скольки В? Ток? На нужные диапазоны измерений сделать не проблема, вот только точность пострадает.
Я пока хотел бы выводить V, A, Ah и temp. Чтобы выводить больше данных то думаю удобнее использовать дисплей 20х4, собираюсь прикупить с ebay, или в элитане взять OLED.
Кстати, у меня давно уже лежит без дела датчик тока acs756, с диапазоном от -50 до +50А, хочется на него перейти. На ebay можно приобрести acs758, токи +-50А, +-100А, +-150А, +-200А. Внутреннее сопротивление шунта 0.1мОм. Тут отпадает необходимость подстройки нуля тока и имеем более эффективный "шунт" на основе эффекта холла с гальванической развязкой. у тини26л хороший АЦП (Differential ADC Channel Pairs with Programmable Gain 1x, 20x). вот думаю стоит пробовать на меге8 или нет? У нее АЦП простой (Eight Channels 10-bit Accuracy), есть несколько мег8 в запасе. Программ для микроконтроллеров до этого никогда не писал, но вроде что-то получается...

acyd · 02 Янв. 2013 в 11:36

Думаю, надо сделать 1-ю версию дико простую и надежную как Калашников с функциями старого ватсапа, напряжением не менее 70в и ток 130а (главно чтобы шунт не самоотпаивался), суперточность не важна, но нужна возможность подстроить показания тока и напряжения.
Это позволит любому переделать или восстановить свой ваттметр до вменяемого состояния, используя от старого шунт и экран или быстро собрать новый из доступных компонентов.

Я бы даже регеном пока в одном устройстве не заморачивался а сделал бы два. Один считает потребление в широком диапазоне, преимущественно от 5 до 70а, а второй реген от 0 до 20а, т.е настроить их соответственно измеряемому диапазону.

А в версии 2 можно уже и другой проц, шунт и большой олед экран, но чем больше наворотов тем ниже надежность. К тому же экран перегружать не стоит, нужна эргономика.
Тут или у других разработчиков подсмотреть, или соцопрос устроить, или делать самому, поскольку всем не угодишь.

enek · 04 Янв. 2013 в 16:39

Решил писать на Си с нуля, можно сэконимить памяти и местами использовать ассемблер. Алгоритм по исходникам BASCOM-AVR я уловил, но BASCOM-AVR уж очень прожорлив.
За пару дней освоил инициализацию дисплеев, уже мозги закипают. Вот родной дисплей (контроллер HD44780) и олед (контроллер WS0010) работают вместе.

Начало есть...

enek · 12 Янв. 2013 в 22:29

потихоньку пишу код, пока на дисплей вывел ток и напряжение. я тут прикинул если АЦП у тиньки26 10 бит, т.е. 1024 значения, решил вольметр сделать до 102.3В. как раз точность будет ровно 0.1В, а не показ попугаев с округлением до сотых.
если сравнить по инициализации дисплея - мой код занимает 9.4%, а bascom-avr 17%. значит уже не зря старался и оптимизировал код. а вот с переменной типа float уже сложнее, если ее использую, то прошивка сразу становится размером 3500 байт, предел у тини26 - 2048.
поэтому переменную типа float не использовал, прошивка занимает 628 bytes 30.7% флеша и 12 bytes данных, должен уложиться.
вот код Си если кому интересно, пишу в AVR Studio 4, это моя первая программа, после мигания светодиодом конечно:

Спойлер

#define F_CPU 8000000UL
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

   #define LCD_PORT PORTB
   #define LCD_DDR    DDRB
//   #define DB4    0
//   #define DB5    1
//   #define DB6    2
//   #define DB7    3
   #define EN      4
//   #define RW      5
   #define RS 6
   #define ROW   2
   #define COL   16

#define lcd_e_delay()      __asm__ __volatile__( "rjmp 1f\n 1:" );
#define set_bit(bit)      LCD_PORT |= _BV(bit);
#define clear_bit(bit)      LCD_PORT &= ~_BV(bit);

volatile unsigned int V,V_old,A,A_old,W,W_old;

static void toggle_e(void)
{
set_bit(EN);
lcd_e_delay();
clear_bit(EN);
}

static inline void _delayFourCycles(unsigned int count)
{
if ( count == 0 )
__asm__ __volatile__( "rjmp 1f\n 1:" ); // 2 cycles
else
__asm__ __volatile__ (
     "1: sbiw %0,1" "\n\t"
     "brne 1b" // 4 cycles/loop
     : "=w" (count)
     : "0" (count)
     );
}

#define delay(us) _delayFourCycles(2*us)   //( ( ( 1*(XTAL/4000) )*us)/1000 )

void lcd (unsigned char data,unsigned char rs)
{
   if (rs) { /* write data (RS=1, RW=0) */
            set_bit(RS);
         } else { /* write instruction (RS=0, RW=0) */
                clear_bit(RS);
               }
   unsigned char dataBits;

/* передаем первый полубайт */
dataBits = LCD_PORT & 0xF0;
LCD_PORT = dataBits |((data>>4)&0x0F);
toggle_e();

/* передае второй полубайт */
LCD_PORT = dataBits | (data&0x0F);
toggle_e();

/* all data pins high (inactive) */
// LCD_PORT = dataBits | 0x0F;
      delay(2000);
}

static void lcd_init()
{
lcd(0x33,0);
lcd(0x32,0);   //function set
lcd(0x28,0);   //function set - 2line 5x8dot 0x2a EN_RU 0x28 EN_JP
lcd(0x08,0);   //0x08 display off cursor off blink off
lcd(0x01,0);   //display clear;
lcd(0x02,0);   //return home
lcd(0x06,0);   //entry mode set
lcd(0x0c,0);   //0x0c display on cursor off blink off
}

unsigned int getADC(void) //Считывание АЦП
{ unsigned int a;
ADCSR|=(1<<ADSC);   //начать преобразование
while ((ADCSR&_BV(ADIF))==0x00); //ждем окончания преобразования
a=(ADCL|ADCH<<8 );
return a;
}

static void lcd_PrintNumber(unsigned int Number)
{
      unsigned int tmp_int;   char tmp_byte;

      tmp_int = Number;

/*
       if (Number >= 10000)
            {
            tmp_byte = tmp_int / 10000;
            lcd('0' + tmp_byte,1);

            while (tmp_byte > 0)
               {
               tmp_int = tmp_int - 10000;
               tmp_byte--;
               }
            }   else lcd (' ',1);

       if (Number >= 1000)
            {
            tmp_byte = tmp_int / 1000;
            lcd('0' + tmp_byte,1);

            while (tmp_byte > 0)
               {
               tmp_int = tmp_int - 1000;
               tmp_byte--;
               }
            }
         else lcd (' ',1);
*/
      if (Number >= 100)
      {
         tmp_byte = tmp_int / 100;
         lcd('0' + tmp_byte,1);

         while (tmp_byte > 0)
         {
            tmp_int = tmp_int - 100;
            tmp_byte--;
         }
      }
         else lcd (' ',1);

      if (Number >= 10)
      {
         tmp_byte = tmp_int / 10;
         lcd('0' + tmp_byte,1);
         while (tmp_byte > 0)
         {
            tmp_int = tmp_int - 10;
            tmp_byte--;
         }
      }
         else {    lcd ('0',1);}

            lcd('.',1);

         lcd('0' + tmp_int,1);
}

int main()
{
MCUSR=0x00;
DDRB=0x7f;
lcd_init();

//lcd (0x01.0);   //очистка дисплея
//lcd (0x02,0);   //в начало
//lcd (0x04,0);   //справа налево
//lcd (0x06,0);   //слева направо
//lcd (0x80,0); //первая строка
//lcd (0xc5,0); //вторая строка
while (1) {

ADCSR=(1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0)|(0<<ADFR)|(1<<ADIE);
ADMUX=(1<<REFS1)|(0<<REFS0)|(1<<MUX0)|(1<<MUX1)|(0<<MUX2)|(1<<MUX3);   //A set to adc0+ adc1- 20x
A=getADC()*14/10;
if (A!=A_old) {
   A_old=A;
   lcd(0x80,0);
   lcd_PrintNumber(A_old);
   lcd ('A',1);   //lcd (' ',1);
            }
ADCSR=(0<<ADEN);

ADCSR=(1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0)|(0<<ADFR)|(1<<ADIE);
ADMUX=(1<<REFS1)|(0<<REFS0)|(0<<MUX0)|(1<<MUX1)|(0<<MUX2)|(0<<MUX3);   //V set to adc2
V=getADC();
if (V!=V_old) {
   V_old=V;
   lcd(0x8b,0);
   lcd_PrintNumber(V_old);
   lcd ('V',1);   //lcd (' ',1);
            }
ADCSR=(0<<ADEN);
/*
W=A*V;
if (W!=W_old) {
   W_old=W;
   lcd (0xc0,0);
   lcd_PrintNumber(W_old);
   lcd (0xc5,0);
   lcd ('W',1);   //lcd (' ',1);
}
*/

_delay_ms(200);

}

}

TRO · 12 Янв. 2013 в 22:41

Чтобы два младших разряда не плавали, нужно вводить плавающее среднее (повышать точность измерений за счёт количества выборок). Ставить внешнюю высокостабильную опору, отдельный стабилизатор на притание АЦП, и перед измерениями вводить контроллер в спячку. Иначе точность падает до 8 бит. Я уже запарился на 128й меге пытаясь получит более стабильные показания с АЦП. А если использовать встроенный предусилитель, то всё ещё хуже.

Кстати, пару познавательных статеек.
http://chipenable.ru/index.php/programming-avr/item/142-avr121-oversampling-decimation.html
http://chipenable.ru/index.php/programming-avr/item/141-avr121-oversampling-decimation.html

enek · 12 Янв. 2013 в 23:26

спячку использую ADC Noise Canceler Function - в коде (1<<ADIE)
напряжение замеряет четко, ноль не колеблется. а вот ток АЦП замеряет с 20х усилением, ноль держит, но иногда проскакивает 0.1А.
немцы на бейсике решили проблему таким костылём

Спойлер

X = Getadc(0 , 11) 'Strom A auslesen
If X >= 14 Then 'Offset korrigieren
X = X - 14
Else
X = 0
End If
A = X * 0.134

TRO, спасибо за статейки, учтём. пока стараюсь не отклоняться от схемы ватсапа, а позже заняться своей версией.

zap · 13 Янв. 2013 в 00:06

Самое первое, что приходит в голову - сделать стопицот замеров и усреднить.
Это в любом случае идея неплохая. Например, сделав 4 замера вместо 1 мы повысим точность до 11 бит, 16 замеров дадут 12 бит и так далее.
Подробнее здесь: http://www.atmel.com/images/doc8003.pdf
Единственная засада - на протяжении этих стапицот замеров сигнал не должен изменяться, иначе мы получим не совсем ожидаемую точность. То есть, перед входом АЦП надо ставить ФНЧ с соответствующим срезом.

Но всё равно остаётся проблема с пляшущими значениями (реально пляшущими, не по причине шумов а просто потому что вот они такие вот на самом деле), от которых иногда последняя цифра показаний начинает мельтешить туда-сюда как ненормальная.

Чтобы это побороть, обязательно делайте фильтр с плавающим окном. Увеличит стабильность показаний.
Делается оно по стандартной схеме цифрового фильтра низких частот.

Обозначим MA - скользящее среднее.
X - очередное считанное с АЦП значение

Обновление скользящего среднего выглядит так:
MA = ((MA * (N - 1)) + X) / N
где N - ширина плавающего окна.
Чтобы избежать операции умножения и деления, выберем N значением, являющееся степенью двойки.
Если упростить выражение следующим образом:
MA = MA + (X - MA) / N
Тогда единственное деление на N легко заменяется сдвигом вправо.

Готовая функция для AVR:

Код Выделить

void update_moving_average (int16_t x, int16_t *ma, uint8_t period)
{
    // MA = ((MA * (N - 1)) + X) / N
    // ==> MA = MA + (X - MA) / N
    // *ma = ((x - *ma) >> period) + *ma
    uint16_t tmp;
    __asm __volatile (
        "ld     %A0, Z\n"
        "ldd    %B0, Z+1\n"
        "sub    %A1, %A0\n"
        "sbc    %B1, %B0\n"
        "tst    %2\n"
        "breq   2f\n"
    "1:\n"
        "asr    %B1\n"
        "ror    %A1\n"
        "dec    %2\n"
        "brne   1b\n"
    "2:\n"
        "adc    %A0, %A1\n"
        "adc    %B0, %B1\n"
        "st     Z, %A0\n"
        "std    Z+1, %B0\n"
        : "=&r" (tmp), "+r" (x), "+r" (period)
        : "z" (ma)
        : "r0"
    );
}

Параметры:
x - очередное значение, поступающее на вход фильтра
ma - аккумулятор фильтра, оно же плавающее среднее значение
period - степень двойки, ширина фильтра в сэмплах. Например 4 задаёт окно шириной 16 сэмплов итд.

Использовать как-то так:

Код Выделить

// глобальная переменная
uint16_t voltage;

...
uint16_t x = read_adc ();
update_moving_average (x, &voltage, 4);
// дальше выводим voltage на экран и т.п.

Надеюсь, кому-то пригодится.

i · 13 Янв. 2013 в 12:36

Почитал статью о повышении точности измерения (здесь перевод).
Выяснилось, что для повышения разрядности оцифровки необходим шум в сигнале (иногда его даже добавляют специально). Если последовательные выборки отличаются друг от друга и "крутятся" около самого сигнала, то действительно усреднение измерений может повысить точность измерения сигнала.
Чудно, но работает.

enek · 02 Фев. 2013 в 19:39

Последнее время начал увлекаться ассемблером. Стал много читать исходного кода перед сном...
Пробовал дизассемблировать прошивку от turnigy, IDA pro с этим хорошо справляется, ситуация немного стала проясняться.
На ES выкладывали прошивку с исходником, точнее после дизассемблирования.
Выкладываю рабочую версию прошивки с исходником, почти тоже самое что и у нового ватсапа.

Можно пробовать собрать с нуля, я выкладывал вторую версию платы, ее можно немного упростить, сделать так:

я добавил описание в исходник EEPROM, можно поиграться с переменными и попробовать откалибровать.

Спойлер

.db $B4      ; Калибровка осциллятора
   .db $8B      ; настройка АЦП для I ADMUX = (1<<REFS1)|(0<<REFS0)|(1<<MUX3)|(0<<MUX2)|(1<<MUX1)|(1<<MUX0)
   .db     $10      ;хз
   .db $15      ;A0
   .db $51      ;хз
   .db $04       ;хз
   .db $00       ;хз
   .db $7D       ;Akoef
   .db $82       ;настройка АЦП для U ADMUX = (1<<REFS1)|(0<<REFS0)|(0<<MUX3)|(0<<MUX2)|(1<<MUX1)|(0<<MUX0)
   .db $E9       ;хз
   .db $07       ;V
   .db $2F       ;A
   .db $04       ;V
   .db $09       ;хз
   .db $F7      ;Vkoef
   .db $FF       ;хз

по фьюзам ставил внутренний осциллятор 8 МГц.
Реанимировал свой девайс, теперь можно считать попугаев, но прошивкой не очень доволен, буду дальше ковырять, термометр хочу встроить.

acyd · 02 Фев. 2013 в 22:04

Цитата: enek от 02 Фев. 2013 в 19:39
Реанимировал свой девайс, теперь можно считать попугаев, но прошивкой не очень доволен, буду дальше ковырять, термометр хочу встроить.

в качестве датчика планируйте цифру или аналоговый? Просто здесь на форуме много людей, в тч я с Льеновким (Андрейм-а) кристалайтом со встроенным аналоговым термодатчиком.
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/KTY81_SER.pdf
В Максконтроллере тоже аналоговый датчик используется.
Линейная зависимость 2КОм-25 градусов, 3.2КОм- 100. Думаю, надо посчитать падение напряжения. Можно на подстроечнике потренироваться.

Заказал себе парочку Attiny, а пока идет, сделаю плату и шнур для прошивки, сам я от программирования далек, но надеюсь воспроизвести девайс удастся.

enek · 02 Фев. 2013 в 22:36

Планирую подключить ds18b20, на bascom разобрался, под си есть библиотека и есть кусок ассеблерного кода. Эти датчики можно сетью по двум проводам соединять. Я в мк на обмотку приклеил один, добавил через ось +1 провод, очень удобно.
Я десяток заказал, по 30р вышли.

Простейший программатор можно собрать по этой схеме, только нужен LPT порт.

MadMNN · 02 Фев. 2013 в 22:51

а вот простым пользователям можно вывести единственный нужный параметр ОСТАТОК ЗАРЯДА в левом верхнем углу?
с перемигиванием СКОЛЬКО ИЗРАСХОДОВАНО.
остальные параметры не столько важны.