OK1UFC
Dálkové ovládání a telemetrie (DO a TM) | Poslední aktualizace v srpnu 2020
Úvod Vážení čtenáři, tato webová publikace bude kratičká. Většinu věcí jsem už popsal dříve. Týká se přístrojů a technologií, které se v současné době neustále vyvíjejí různým směrem. Proto neuvažuji o tom, že budu odkaz na publikaci delší dobu veřejně uvádět, nicméně, pro případné zájemce budou soubory uloženy na serveru nagano.cz nějakou dobu stále na stejném místě. Zaměření publikace Publikace popisuje způsob, kterým dálkově ovládám různé přístroje (relé, spínače, stykače, anténní tunery apod.) a přístroje, pomocí kterých dělám dálková měření různých veličin (napětí, proud, výkon, teplota, VSWR, atd.). Charakteristické rysy koncepce, kterou používám pro dálkové ovládání a telemetrii (DO a TM)
1. Místa, kde jsou měřicí přístroje: | u antény, u rozvaděčů s přístroji ...
na stole při zkouškách a bastlení ....
při provozu venkovní dálkově ovládané části ham rádia ...
při provizorním použití na zahradě (ve stejných škatulích mám tunery, přepínače, VSWR měřiče ...
pohled na komunikační modul Elfin EW10:
2. Aplikace, ze kterých řídím a ovládám přístroje: |
Přístroje ovládám z aplikací, které běží na desktopu (notebook) s operačním systémem Windows 10 (případně Linux). Když je třeba, lze zařízení ovládat z tabletu nebo mobilu. Aplikace na desktopu jsou: - přehledné - jednoduché - s jednoduchým ovládáním - píšu si je sám - vypadají například takto - ovládání staniční baterie z notebooku (pod textem):
| Příklad stejné aplikace pro tablet. Aplikace má omezenou fukcionalitu, umožňuje jen telemetrii (měřit napětí a proud) - vlevo. Nelze nastavit vybíjecí proud. Aplikace pro přepínač antén (vlevo) je stejná pro desktop i tablet. Aplikace pro řízení sekvencí všech relé u zařízení pro provoz EME je rovněž stejná pro notebook i tablet. Aplikaci pro řízení dálkově ovládaného reflektometru jsem nikdy neupravil pro dotykový displej tabletu. Protože předpokládám využití přesného polohovacího zařízení (myš nebo alespoň touchpad ...) místo umaštěného prstu. Aplikace pro Y(t) Plotter (záznamník veličin v závislosti na čase) je pro vyvedená pro použití s desktopem, tabletem a dokonce i jako webová aplikace pro web browsery. Aplikace dálkově řízeného tuneru (spodní obrázek) je pouze desktopová. Nikdy jsem nepředpokládal, že šmejdění prstu po displeji je dobrým předpokladem pro přesné nastavení hodnot.
3. Mobilní telefon a tablet (pokud není vyhnutí) Mobilní telefony a tablety lze považovat za módní a rozšířená osobní zařízení. Z hlediska ergonomie za řešení velice problematická (fuj, fuj, ...). Kriticky přiznávám, co mi vadí: 1. Maličký displej, přestože se už začínají objevovat vysoká rozlišení (za dlouhý peníz). 2. Zamatlaný displej, pokud děláte v terénu či v dílně hrubší práce, práci s oleji, mazivy, apod. 3. Přesné nastavování některých veličin vyžaduje vhodně volit ovládací prvky, řešení může být odlišné od desktopu s přesným polohovacím zařízením. 4. Velice obtížné ovládání jednou rukou. 5. Google Android (iOS jsem neměl možnost vyzkoušet), protože je doslova zasraný reklamami a nepotřebným sajrajtem. Někdy dá práci se toho zbavit. Kriticky přiznávám, proč takové zařízení používám a jakou koncepci užití jsem zvolil: 6. Někdy nemáte při ruce potřebné solidní zařízení a potřebujete provést jednoduchou operaci, přepnout přepínač nebo přečíst nějaké hodnoty veličin (jediný racionální důvod). Např. na montážní plošině nebo na stožáru antén. Nebudu dále napínat. Věc jsem vyřešil webovým serverem, na který se dostanu z každého mobilu, který mám při ruce. I ty nejblbější mobily, které jsou vydávané za "chytré", mají nějak použitelný web browser, který jde ovládat z dotykového displeje. Můj webový server běží se statickou stránkou v záhlaví (několik osobních užitečných odkazů) a s dynamickým obsahem, který mi zobrazuje momentálně dostupné aplikace DO a TM. Vedle je náhled na mobil a dole stejný náhled na android tablet. Z obrázků (pod modrým pruhem OK1UFC on - line) je vidět, že právě teď na mých serverech běží čtyři úlohy z oblasti DO a TM: - měření staniční baterie - ovládání anténního přepínače - měření teplot - měření UHF antény pomocí VSWR metru |
Měření mobilem (tabletem), náhledy obrazovek Ukázky jsou ze serveru, který běží na IP adrese LAN sítě (aktuálně 192.168.1.85). Vpravo: měření na napájecí baterii radiostanice. Dole: dálkové měření teplot (okolí a zařízení) tabletem. Úplně dole: měření VSWR metrem (právě se měří výkon do umělé zátěže). Vpravo dole: ovládání HF anténního přepínače z mobilu. Poznámky: 1. Všechna měření a ovládání jsou realizována pomocí jednoduchého webserveru. 2. Web server zobrazuje na úvodní stránce aplikace, které právě běží. 3. Existuje aplikace, která umí spustit další aplikace a programy (bude popsáno v pokročilejších tématech). 4. Některé aplikace jsem upravil tak, že mají tlačítko "Kill", kterými lze jejich běh na serveru vypnout. 5. Aplikace běžící na serveru přenášejí informace a ovládací prvky v grafickém vyvedení, na které jste zvyklí z desktopu. Tedy voltmetr vypadá jako voltmetr, teploměr jako teploměr, Y(t) plotter jako plotter a displej jako displej. 6. Mnoho aplikací umí mezi sebou komunikovat, sdílet informace během svého běhu. 7. Servery v měřácích jsou konfigurovatelné po WiFi. Zpravidla umožňují vícenásobný přístup klientům na desktopech. Vulgo řečeno, lze je řídit z více míst. 8. Pro popsanou koncepci jsem se rozhodl po dlouhé úvaze, zda se pro občasné využití mobilu v mém pojetí DO a TM trápit s programováním aplikace pro android nebo iOS. Není to natolik triviální, abych s tím trávil stáří. Ani vývojové prostředky se mi popravdě příliš nelíbí a tak to nechám mladším. 9. Použité řešení je neskutečně jednoduché, plně funkční a naprosto přehledné. |
4. Síť a síťové prostředky V publikaci popsané řešení DO a TM si neklade žádné speciální požadavky na síť. Veškerá zařízení provozuji na domácí síti připojené k Internetu. Dříve jsem platil veřejnou IP adresu, takže bylo možné webové aplikace obsluhovat z Internetu. Nedávno jsem však změnil poskytovatele, veřejnou statickou IP si zatím neplatím, protože ji nepotřebuji. Takže doma mám router Asus. Běží v pásmu 2.4 GHz a 5 GHz:
Vedle routeru u mě běží nepřetržitě jeden ze serverů. Běžně slouží jako rodinný desktop, na kterém si občas někdo něco čte, prohlíží na Internetu, stahuje z webu, atd. Mimo uvedeného použití na něm běží můj server DO a TM s dynamickým obsahem webu, s komunikačními daemony aplikací a několik aplikací DO a TM. Až si jednou opět koupím veřejnou IP, tak právě tento server bude připojen k Internetu. Server vypadá takto - viz obrázek dole. Kdysi na jeho místě byl jednodeskový SBC Asus (obdoba Raspberry Pi3). Asi před rokem jsem ho nahradil nehlučným Intel NUC s SSD diskem, 8G RAM. Intel má spotřebu srovnatelnou s původním SBC a jeho HDD. Intel jede spolehlivě, nepřetržitě:
Občas potřebuji síť svým dosahem prodloužit. Nebo zrealizovat síť např. na setkání radioamatérů, v restauraci, na dovolené, na vandru, na zahradě nebo před garáží. Od toho mám stařičký router Asus 500, který je napájený z powerbanky. Opravdu všechny přístroje té nejjednodušší sítě vidíte na betonu u garáže. Nic víc není třeba. Jen ty notebooky, kterými něco ovládáte (měříte) nebo na kterých běží server. Nebo alespoň ten tablet či mobil a samozřejmě přístroje (přepínače, tunery, měřáky). V dalších článcích budou podrobně popsána všechna důležitá témata. Jejich zaměření je na následující oblasti: 1. Jak se dostanou data do přístrojů (DO) a z přístrojů (TM)? 2. Jak se přenášejí data po síti LAN (WiFi)? 3. Jaké služby u moderních operačních systémů postrádám a musím je nahrazovat službami třetích stran? 4. Jak se za jeden večer zrealizuje aplikace přepínače, tuneru, VSWR metru? Tady nejde o žádnou nadsázku. Nepřeháním. Technik, neprogramátor, který ví, co chce měřit nebo ovládat, je schopen s konkrétními, vynikajícími vývojovými prostředky zrealizovat přehlednou, hezkou, plně funkční a přenositelnou aplikaci opravdu za večer (za jednu směnu). 5. Jak se vypořádat s mobilním DO a TM pomocí webserveru? Moje koncepce DO a TM je jednoduchá, použité přístroje jsou levné, aplikace jsou snadno realizovatelné. V každém případě jsem nahradil jakýkoliv kabel, který sloužil pro ovládání, řízení nebo měření bezdrátovým přenosem. Počet ovládaných relé nemám obecně nijak omezen, např. počtem pinů, které má k dispozici Raspberry. Přestože jsem systém ověřil jen s ovládáním několika desítek relé, nepředpokládám problém se stovkami nebo s tisícovkou relé. Rovněž soudobé a nejsprostější routery umožňují rezervovat desítky IP adres pro desítky bezdrátových serverů v přístrojích. Mým cílem byla rychlost návrhu konkrétního řešení, aplikace (jsem starší pán a fakt už nemám čas učit se věci zdlouhavé, pracné a navíc vytvořené lidmi), maximální jednoduchost dálkové kontroly přístroje je rovněž podmínkou (programování procesorů těší málohoho z techniků). Přístroje musí být adresovatelné, pro použití se standardní domácí WiFi (a protokolem TCP/IP pro komunikaci mezi servery a klienty), finanční dostupnost (nízká cena) a samozřejmě spolehlivost (nesnáším aplikace, které trápí uživatele, otravují s reklamami, mění svévolně vzhled, funkcionalitu a chování, či neskutečně čumí, když čekají na souhlas od strýčka Sama).
TU 73, Mira, ok1ufc