Библиотека Serial27b для радиомоделизма и не только

Библиотека для Arduino, позволяющая организовать связь 2-х плат Ардуино через аппаратный последовательный порт (UART).

Функции:
1. Автоматический обмен данными с использованием механизма прерываний.
2. Флаг наличия/отсутствия связи (встроенный светодиод L, pin13)
3. Обмен данными производится с добавлением контрольного числа
4. Сборка кода библиотеки может выполняться под любой аппаратный UART на плате Ардуино
5. Автоматическая оптимизация трафика между платами

Приемник и передатчик содержат 2 однобайтовых массива данных transm_arr[27]; и receiv_arr[27];
В эти массивы пользователь может вносить свои данные.

Настройка и использование передатчика:
После выполнения на передатчике функции transmStart (9600, 200); передатчик будет отсылать на приемник
массив transm_arr и ждать от него в ответ массив receiv_arr[27];
Если ответ в течении следующих 200мс не пришел – это будет считаться потерей связи –
при этом погаснет встроенный на плате Ардуино светодиод L.

Настройка и использование приемника:
После выполнения на приемнике функции receivStart (9600, 400);
приемник будет ждать от передатчика массив transm_arr[27]; в течении 400мс.
и отправлять в ответ массив receiv_arr[27];
Если в течении 400мс данных от передатчика не поступит новый пакет данных это будет считаться
потерей связи – при этом погаснет встроенный на плате Ардуино светодиод L.

Время ожидания (мс) на приемнике в функции receivStart (9600, ХХХ); должно быть выставлено
в 2 раза больше чем в функции transmStart (9600, YYY) – иначе возможны ложные срабатывания о потере связи.

Опрашивая состояние светодиода L на плате Arduino в основном цикле loop можно обрабатывать
событие "потеря связи".

Пример использования:
Схема подключения:

Алгоритм работы:
С помощью трех потенциометров на передатчике производится управление яркостью 3 светодиодов на приемнике.
При нажатии на кнопку загорается светодиод на Передатчике.
В случае обрыва связи красный светодиод на плате приемника гаснет.
Код:

Код (C++):

// Выбор аппапатного порта UART (расскомментируйте один из этих вариантов)
#define Serial_0
// #define Serial_1
// #define Serial_2
// #define Serial_3

byte transm_arr[27];  // Массив который отправляется на приемник
byte receiv_arr[27];  // Массив который приходит с приемника

// Подключаем библиотеку ПЕРЕДАТЧИКА
// Встроеный светодиод L светится при наличие связи
#include <Serial27bTransmitter.h>

void setup() {
  // скорость соединения, интервал посылок приемнику(мс)
  startTransmitter(9600, 200);
  // пин к которому подключен желтый светодиод
  pinMode(2, OUTPUT);
}

void loop() {

  // Читаем значения с аналоговых входов к которому подключены потенциометры
  // Преобразовываем значения в диапазон 0....255 и записываем в массив передатчика
  transm_arr[0] = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255); //потенциометр красного светодиода
  transm_arr[1] = map(analogRead(A1), 0, 1023, 0, 255); //потенциометр зеленого светодиода
  transm_arr[2] = map(analogRead(A2), 0, 1023, 0, 255); //потенциометр синего светодиода

  // Читаем значение из массива приемника и если там нажали кнопку - светодиод загорается
  if (receiv_arr[0] == 1) digitalWrite(2, HIGH); else digitalWrite(2, LOW);

  if (digitalRead(13) == LOW) {
    // Здесь можно вставить код который будет что-то делать если связь пропадет
  }

}

Код приемника:

Код (C++):

// Выбор аппапатного порта UART (расскомментируйте один из этих вариантов)
#define Serial_0
// #define Serial_1
// #define Serial_2
// #define Serial_3

byte transm_arr[27];  // Массив который приходит с передатчика
byte receiv_arr[27];  // Массив который отправляется передатчику

// Подключаем библиотеку ПРИЕМНИКА
// Встроеный светодиод L светится при наличие связи
#include <Serial27bReceiver.h>

void setup() {
  //  скорость соединения, максимальное время ожидания данных от передатчика(мс)
  startReceiver(9600, 300);
  pinMode(5, OUTPUT);         // пин к которому подключен красный светодиод
  pinMode(10, OUTPUT);        // пин к которому подключен зеленый светодиод
  pinMode(11, OUTPUT);        // пин к которому подключен синий светодиод
  pinMode(2, INPUT_PULLUP);   // пин к которому подключена кнопка
}

void loop() {

  // Читаем из массива transm_arr данные которые получены с передатчика
  analogWrite(5,  transm_arr[0]); // управляем яркостью красного светодиода
  analogWrite(10, transm_arr[1]); // управляем яркостью зеленого светодиода
  analogWrite(11, transm_arr[2]); // управляем яркостью синего светодиода

  // Сообщаем передатчику что на приемнике нажали кнопку
  if (digitalRead(2) == LOW) receiv_arr[0] = 1; else receiv_arr[0] = 0;

  if (digitalRead(13) == LOW) {
    // если пропала связь - гасим красный светодиод
    transm_arr[0] = 0;
  }

}

Сама библиотека:

 

issaom - пара замечаний, с Вашего разрешения.

Вы используете в коде библиотеки явно заданные константы для работы с пинами. для задания бодрейта и тд. Это делает библиотеку очень негибкой. На данный момент этот код, похоже, рассчитан только на Уно-Нано с МК Атмега328 с частотой 16 МГц. Например, на Меге оно уже не заработает, как описано - потому что Вы жестко забили в коде адрес светодиода как PB5, а на меге он на другом пине. Или с частотой ядра - в коде опять же, явно забита константа 16000000 - и значит при тактировании не 16 МГц все сдохнет.
Не сочтите за занудство - но такой код надо оформлять в виде условной компиляции под разные типы МК, вместо голых чисел для частоты использовать макрос F_CPU - и в описании четко указывать, под какими контроллерами и при каких частотах это все работает. А то новички быстро потащат это на Атмегу32 или на Аттини - и закидают вас претензиями

 

на восемьсот семнадцатую.

 

Замечания только приветствуются! Спасибо! - мне пока не понятно вообще нужна ли-эта шляпа кому-то кроме меня и тестировал пока только на платах с Атмега328P и Атмега328PB - до Меги и Леонарды еще не дошел.Это так сказать первая версия для теста самой функциональности - ну и проверка не поломается ли что при использовании других библиотек - ведь главная задача чтобы эта штука работала из под среды Arduino IDE.
PWM например удалось сохранить на всех пинах....

 

Тоже хочу немного высказаться. Не обращайте внимание, если покажется, что придираюсь)
А почему только 27 байт в массивах прм/прд? А если мне не нужно передавать каждый раз 27 байт (сейчас 7 байт, завтра 13)? Мне кажется удобным протоколом является modbus ascii. Где есть работа по запросу.
Вообще, нужно ли выжидать 400 мс для определения, что связь оборвалась? Есть и другие варианты ошибок.
А когда начинается передача? В коде вы засовываете в массив данные, но явного запуска передачи нет. КС считается для каждого байта массива отдельно?
Библиотека организует передачу данных между ардуинками, но в примере используются радио-прм/прд. Что будет если соединить напрямую и дождаться момента когда две ардуинки будут "говорить" одновременно?
А числа с зпт тут не передаём?

 

Это например какие?
Про работу библиотеки у меня есть видео - там подробно разбирается алгоритм её работы.

И работает она несколько сложнее.
27 байт это максимальный объем посылки. Если вы присвоите значения только 2-м первым элементам массива то передаваться будут только они. (пакет режется автоматически до последнего элемента массива не равному нулю). Передача туда-сюда осуществляется по таймеру в процедуре прерывания - если управляете чем-то быстродвижущимся или летящим это актуально - связь и реакция на нее должны быть насколько-это возможно быстрыми причем не важно давят стой стороны на кнопки или нет.
Говорит тут только передатчик - приемник уму только отвечает и пока он ждет ответ - молчит. Так что одновременно говорить они не будут никогда. Если вы про "соединить напрямую" имеете ввиду провода - то библиотека именно на проводах писалась и отлаживалась. ))) Про числа с зпт не понял совсем - тип float в Arduino занимает 4 байта. Переписываете эти 4 байта в массив, а на другой стороне достаете и снова собираете из них число. КС это просто сумма всех элементов массива - небольшая "защита от дурака" чтобы применик и передатчик не реагировали если кто-то громко крикнет рядом на той же частоте какую нибудь бессвязную фигню. 400mc это критическое время - если связь работает стабильно никто там ничего не ждет.

 

Ошибка в том, что 27 нулей - это тоже информация. Не понимаю, почему ее не надо передавать?

 

Именно так. Что-то другое выдумать сложно.

 

Сами трансиверы уже кладут в радиопакет поле с CRC. Поэтому если кто-то гавкнет - не пройдёт на аппаратном уровне. У si4463 (hc12) есть ещё целая преамбула, поле адреса и много чего есть, что не видно за библиотекой.

 

Если я хочу управлять одним моторчиком - какую полезную информацию будут содержать остальные 26 нулей?

 

я губу раскатал) В обычный (ардуиновский) компорт 4 байта как float не пролезут. (да, да - библиотека для связи ардуин, помню

а если 3-мя надо задать координату сверла? x,y,z = 100, 0, 15
ограничение нулем вводит некоторую сложность, решаемую, но неудобную.

ну так таймер и вводит, в среднем, задержку Т/2. Если бы работа была по запросу, то было бы быстрее.
Uart и так реализован в ардуине, если к нему чего и прикручивать, то уж с протоколом.
Слишком узкоспециализированным получилось решение, но уж если она решает задачи автора, то круто!

 

Это частный случай. Остальные нули могут указывать на что угодно - хоть остановка остальных 26 моторов, индикаторов и прочее.
Надо смотреть шире - каким признаком заканчивается строка? Нулем? Нет.

 

Вы плохо прочитали мое последнее сообщение ;-)
"пакет режется автоматически до последнего элемента массива не равному нулю" в вашем случае последний элемент равен 15 - значит передано будет все три байта
[0] = 100;
[1] = 0;
[2] = 15;
Если у Вас будет x,y,z = 100, 0, 0 - то передаваемый пакет обрежется до одного байта а на на приемнике будет
[0] = 100;
[1] = 0;
[2] = 0;
(его обрежет сама библиотека)

 

И правда! Я неправильно понял, спасибо, что поправили

 

Накладные расходы на протоколе "modbus ascii какие" ? (сколько дополнительных байт летит для отправки например 27 байт Ваших данных) ведь их всех придется транслировать, а радиосвязь, поверьте очень не шустрая
У меня на 27 байт пользовательских данных, размер отправляемого пакета который будет прокачиваться через радио модули составит 32 байта - чем ответит modbus?

 

Столько же.
1-й байт - символ начала посылки
2-й - адрес (устройства/переменной)
с 3 по 29-й - данные
с 30 по 31 - crc
32-й - символ конца посылки.

Другое дело, что, допустим, вам нужно изменить 27 переменных, где все они байты, то вы передадите 32 байта и будете счастливы.
А я буду долго передавать для каждой переменной дополнительно по 5 байт, т.е. 27*6=162 байта.
У вас получается весь набор данных меняется за раз. Я о таком не думал. Слежка сразу за всеми переменными. Но и в модбасе rtu (не аски) такое можно реализовать.

 

Малейшая ошибка при передаче и весь пакет отбраковывается.

 

и, кстати, прд об этом не узнает.

Ну и напридирались жеж)

 

Признаюсь, мне очень нравится работать с регистрами. Если автор получил удовольствие от сборки мозайки, то я чутка завидую)

 

Что для какой-нибудь р/у пукалки с 2 моторами просто трендец какой необходимый функционал....
А потом.....

Это было про что ?