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Empfängerprogramm

Abbildung 5-1: Testaufbau Empfänger

Funktionen:

Das Empfangsprogramm führt folgende Funktionen aus:

Einlesen der Codierschalter im Setup (eingestellte Adresse des Empfängers)
Eingelangtes Telegramm auf Checksumme und EmpfängerID überprüfen
KomponentenID, BefehlsID und gegebenenfalls Wertebytes aus Telegramm extrahieren
Schaltbefehle an die Komponenten ausgeben
Gegebenenfalls Wertebytes, entweder als PWM-Signal für Drehzahlsteuerung eines E-Motors ausgeben oder als PWM-Signal für die Ansteuerung eines Servo über I2C-Schnittstelle an Attiny senden

Wie im Testaufbau ersichtlich, werden die beiden Servos nicht über den Arduino Uno angesteuert, sondern über einen Attiny45 Controller, der über I2C-Schnittstelle mit dem Uno verbunden ist. Der Grund, warum ich die Servos nicht direkt mit dem Uno steuere liegt daran, dass sich beim Uno die VirtualWire- Library wahrscheinlich wegen Timerprobleme nicht mit der Servo-Library verträgt und auch nicht mit Servoansteuerungen mit Timer1 oder Timer2 (wie hier gezeigt: Servosteuerung) funktioniert.

Hier geht's zum Programm Servoansteuerung Attiny

Verwendete Libraries:

Neben den Standard-Library Wire verwende ich folgende Library:

VirtualWire: Steuert die drahtlose Übertragung eines Telegramms z.B. über eine Funkübertragungsstrecke (den Link zur Library findet iher hier: Fremd-Libraries)

Sonstiges:

Codierschalter:

Mittels zwei Codierschalter kann die Empfängeradresse hardwaremäßig eingestellt werden, wobei sich mit zwei Schalter vier mögliche Adressen ergeben: 00, 01, 10 und 11. Die Schalterstellungen werden im Setup-Teil des Programms eingelesen, bei einer Änderung der Adresse ist also ein Neuanlauf des Empfängerprogramms erforderlich.

Debug-Modus:

Wie auch beim Senderprogramm kann mit der Anweisung "#define debug 1" im Deklarationsteil des Programms das Empfängerprogramm in den "Debug-Modus" geschaltet werden. Dabei werden verschiedene Daten, wie Inhalte von Zwischen- und Sendebuffer zur Kontrolle am Seriellen Monitor (Übertragungsrate auf 115200 Baud stellen) ausgegeben. Wenn die Anzeige am Seriellen Monitor nicht mehr benötigt wird, dann den Debug-Modus mit "#define debug 0" unbedingt ausschalten, da die serielle Ausgabe das Programm unnötig bremst.

Funk-Fernsteuerung_Empfaenger202.ino Version 1.1

//Testprogramm Funk-Fernsteuerung Empfänger
//Funk-Fernsteuerung_Empfaenger202.ino
//Code fuer Arduino
//Author Retian
//Version 1.1

#include <Wire.h>
#include <VirtualWire.h>

//0 ... kein Debug-Modus Ausgabe am Seriellen Monitor
//1 ... Debug-Modus Ausgabe am Seriellen Monitor
#define debug 0

#define rxPin 2 //TX-Pin
#define rxledPin 4 //LED1-Pin
#define led1Pin 7 //LED2-Pin
#define led2Pin 10 //LED3-Pin
#define s0Pin 5 //Codierschalter S0
#define s1Pin 6 //Codierschalter S1
#define motor1Pin 3 //Motor1-Pin
#define motor1RichtungsPin 12 //Motor1 Drehrichtungs-Pin
#define motor2Pin 11 //Motor2-Pin
#define motor2RichtungsPin 13 //Motor2 Drehrichtungs-Pin
#define attiny1I2CAdd 0x07 //I2C-Adresse des ersten Attiny45
#define attiny2I2CAdd 0x08 //I2C-Adresse des zweiten Attiny45 //Derzeit noch nicht vorhanden

//Definition des Sende-Telegramms
//Die Bytes des Sende-Telegramms stehen im Byte-Array "empfangsBuffer" zu Verfuegung
//"empfangsBuffer" muss im loop deklariert werden -> lt. VirtualWire)
const byte telegrammLaenge = 4; //Telegrammlaenge in Bytes
//Byte0: IDByte
//Byte1: PWM-Impulszeit High-Byte
//Byte2: PWM-Impulszeit Low-Byte
//Byte3: CheckSumme

//Index-Nummern des Sendetelegrammms im "empfangsBuffer"
#define indexIDByte 0
#define indexHighByte 1
#define indexLowByte 2
#define indexCheckSumByte (telegrammLaenge - 1)
//Ueber diese Bytes soll die Checksumme ermittelt werden
#define indexCheckSumByteAnf 0
#define indexCheckSumByteEnd (telegrammLaenge - 2)

//Zusammensetzung des ID-Bytes
//Bit7-6: EmpfaengerID
//Bit5-2: KomponentenID
//Bit1-0: BefehlsID
byte empfaengerID;
byte komponentenID;
byte befehlsID;
int pwmTime; //Gesendete PWM-Zeit
byte checkSum = 0; //Errechnete Checksumme
uint16_t anzChecksumFehler = 0; //Anzahl Checksummenfehler
byte empfID; //Mit Tippschalter eingestellte ID des Empfaengers

//Definition vom maximal 16 Komponenten (0 bis 15)
#define LED1 1
#define LED2 2
#define Servo1 12
#define Servo2 13
#define Motor1 14
#define Motor2 15

void setup() {
if (debug) Serial.begin(115200);
pinMode(rxledPin, OUTPUT);
pinMode(led1Pin, OUTPUT);
pinMode(led2Pin, OUTPUT);
pinMode(s0Pin, INPUT);
pinMode(s1Pin, INPUT);
pinMode(motor1Pin, OUTPUT);
pinMode(motor1RichtungsPin, INPUT);
digitalWrite(rxledPin, 0);
digitalWrite(led1Pin, LOW);
digitalWrite(led2Pin, LOW);
//EmpfaengerID von Tippschalter einlesen
byte s1;
byte s0;
s1 = !digitalRead(s1Pin);
s0 = !digitalRead(s0Pin);
empfID = (s1 << 1) | s0;
if (debug)
{
    Serial.print("S1 S0: ");
    Serial.print(s1);
    Serial.print(" ");
    Serial.println(s0);
    Serial.print("EmpfaengerID: ");
    Serial.println(empfID);
}
//Initialisierung von Wire
Wire.begin();
Wire.setClock(400000L); //Frequenz auf 400 kHz setzen
//Initialisierung von VirtualWire
vw_set_rx_pin(rxPin); //Setze RX-Pin
vw_setup(8000); //Übertragungsrate 8000 Bits/Sekunde
vw_rx_start();
if (debug) Serial.println("Warte auf Befehle ...");
}

void loop() {
byte empfangsBuffer[telegrammLaenge];
byte buflen = telegrammLaenge;
for (byte i = 0; i < telegrammLaenge; i++) empfangsBuffer[i] = '\0'; //Loesche Empfangsbuffer
vw_wait_rx(); //Warte auf Telegramm
vw_get_message(empfangsBuffer, &buflen); //Telegramm erhalten
//Bei jedem empfangenem Telegramm blinkt die LED für 0,05 ms auf
digitalWrite(rxledPin, 1);
delayMicroseconds(50);
digitalWrite(rxledPin, 0);
//Ermittlung der Checksumme
checkSum = 0;
for (byte i = indexCheckSumByteAnf; i <= indexCheckSumByteEnd; i++)
{
    CheckByte(empfangsBuffer[i], i);
}
if (debug)
{
    Serial.println();
    Serial.print("Checksumme ermittelt: ");
    Serial.println(checkSum);
    Serial.print("Checksumme gesendet : ");
    Serial.println(empfangsBuffer[indexCheckSumByte]);
}
//Pruefen ob gesendete Checksumme mit berechneter Checksumme uebereinstimmt
if (checkSum == empfangsBuffer[indexCheckSumByte])
{
    if (debug)
    {
      Serial.print("Empfangsbuffer: ");
      for (byte i = 0; i < telegrammLaenge; i++)
      {
        Serial.print(empfangsBuffer[i]);
        Serial.print(" ");
      }
      Serial.println();
    }
    // ID-Byte in empfaengerID, komponentenID und befehlsID zerlegen
    empfaengerID = empfangsBuffer[indexIDByte] >> 6;
    komponentenID = (empfangsBuffer[indexIDByte] & B00111100) >> 2;
    befehlsID = (empfangsBuffer[indexIDByte] & B00000011);
    if (debug)
    {
      Serial.print("EmpfaengerID: ");
      Serial.println(empfaengerID, BIN);
      Serial.print("KomponentenID: ");
      Serial.println(komponentenID, BIN);
      Serial.print("BefehlsID: ");
      Serial.println(befehlsID, BIN);
    }
    //Wenn gesendete EmpfaengerID gleich der eingestellten ID ist,
    //dann Abfrage welche Komponente
    if (empfaengerID == empfID)
    {
      //Wenn KomponentenID = LED1
      if (komponentenID == LED1)
      {
        if (befehlsID == 1) digitalWrite(led1Pin, HIGH); //BefehlsID = Ein
        else if (befehlsID == 0) digitalWrite(led1Pin, LOW); //BefehlsID = Aus
        else if (befehlsID == 2) digitalWrite(led1Pin, !digitalRead(led1Pin)); //BefehlsID = Toogle
      }
      //Wenn KomponentenID = LED2
      if (komponentenID == LED2)
      {
        if (befehlsID == 1) digitalWrite(led2Pin, HIGH); //BefehlsID = Ein
        else if (befehlsID == 0) digitalWrite(led2Pin, LOW); //BefehlsID = Aus
        else if (befehlsID == 2) digitalWrite(led2Pin, !digitalRead(led2Pin)); //BefehlsID = Toogle
      }

      //Wenn KomponentenID = Servo1
      if (komponentenID == Servo1)
      {
        if (befehlsID == B11)
        {
          if (debug)
          {
            pwmTime = (empfangsBuffer[indexHighByte] << 8) | empfangsBuffer[indexLowByte];
            Serial.print("pwmTime: ");
            Serial.println(pwmTime);
          }
          //pwmTime an Attiny45 senden
          Wire.beginTransmission(attiny1I2CAdd);
          Wire.write(1); //Servo1 des Attiny1
          Wire.write(empfangsBuffer[indexHighByte]);
          Wire.write(empfangsBuffer[indexLowByte]);
          Wire.endTransmission();
        }
      }

      //Wenn KomponentenID = Servo2
      if (komponentenID == Servo2)
      {
        if (befehlsID == B11)
        {
          if (debug)
          {
            pwmTime = (empfangsBuffer[indexHighByte] << 8) | empfangsBuffer[indexLowByte];
            Serial.print("pwmTime: ");
            Serial.println(pwmTime);
          }
          //pwmTime an Attiny45 senden
          Wire.beginTransmission(attiny1I2CAdd);
          Wire.write(2); //Servo2 des Attiny1
          Wire.write(empfangsBuffer[indexHighByte]);
          Wire.write(empfangsBuffer[indexLowByte]);
          Wire.endTransmission();
        }
      }

      //Wenn KomponentenID = Motor1
      if (komponentenID == Motor1)
      {
        if (befehlsID == 0)digitalWrite(motor1RichtungsPin, 0); //Drehrichtg. vorwaerts
        else if (befehlsID == 1)digitalWrite(motor1RichtungsPin, 1); //Drehrichtg. rueckwärts
        else if (befehlsID == B11)
        {
          if (debug)
          {
            pwmTime = (empfangsBuffer[indexHighByte] << 8) | empfangsBuffer[indexLowByte];
            Serial.print("pwmTime: ");
            Serial.println(pwmTime);
          }
          analogWrite(motor1Pin, empfangsBuffer[indexLowByte]); //pwmTime ausgeben
        }
      }

      //Wenn KomponentenID = Motor2
      if (komponentenID == Motor2)
      {
        if (befehlsID == 0)digitalWrite(motor2RichtungsPin, 0); //Drehrichtg. vorwaerts
        else if (befehlsID == 1)digitalWrite(motor2RichtungsPin, 1); //Drehrichtg. rueckwärts
        else if (befehlsID == B11)
        {
          if (debug)
          {
            pwmTime = (empfangsBuffer[indexHighByte] << 8) | empfangsBuffer[indexLowByte];
            Serial.print("pwmTime: ");
            Serial.println(pwmTime);
          }
          analogWrite(motor2Pin, empfangsBuffer[indexLowByte]); //pwmTime ausgeben
        }
      }
      //Platz für weitere Komponenten
    }
}
else
  {
    anzChecksumFehler++;
    Serial.print("Checksumme Fehler ");
    Serial.println(anzChecksumFehler);
}
}

//Checksummenbildung
void CheckByte(byte buf, byte i)
{
for (int j = 0; j < 8; j++)
{
    if (bitRead(buf, j) == 1) checkSum += (i + j + 1);
}
}

Empfängerprogramm

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