{"id":2134,"date":"2016-04-30T05:07:18","date_gmt":"2016-04-30T04:07:18","guid":{"rendered":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/?p=2134"},"modified":"2016-10-13T15:25:56","modified_gmt":"2016-10-13T14:25:56","slug":"i2c-daisy-chain-module","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/i2c-daisy-chain-module\/","title":{"rendered":"I2C Daisy-Chain Module (“Zauberk\u00e4stchen”)"},"content":{"rendered":"

Ich hab es an anderer Stelle schon einmal erw\u00e4hnt: Seit mehreren Jahren arbeite ich mit Leuten an einer L\u00f6sung zur Steuerung von Ger\u00e4ten. Der ganze Bimmbamm hat sehr wenig bis\u00a0ganz viel mit Automatisierung zu tun, geht aber an manchen Stellen dar\u00fcber hinaus und ist an an verschiedenen Stellen sowieso ganz etwas anderes. Das Ding nennt sich BetaTouch<\/a>.<\/p>\n

Einer der Wege, die wir mal verfolgt haben, waren die ‘Zauberk\u00e4stchen’. Daraus ist kein fertiges Produkt geworden, aber es gibt ein paar Bilder und ein wenig was zu erz\u00e4hlen. Hervorragend also f\u00fcr die Webseite.<\/p>\n

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Die Idee hinter den Zauberk\u00e4stchen\u00a0ist es, mehrere einfache Module zu haben, die man quasi beliebig kombinieren kann, um damit unterschiedliche Ger\u00e4te anzusprechen. Die Module basieren alle auf einer identischen Platine, die abh\u00e4ngig von den jeweiligen Anforderungen best\u00fcckt werden kann. Dadurch sind alle Module leicht zu fertigen, kosteng\u00fcnstig und einfach zu warten.<\/p>\n

Hier mal ein Beispiel daf\u00fcr. Von links nach rechts sind hier verbunden ein MIDI IN-Modul, ein Master-Modul, ein MIDI OUT- und ein Audac-Out-Modul. Die Funktionsweise ist denkbar einfach: Das Master-Modul verwaltet alles, klaro. Bei Eingang definierter MIDI Daten wird dann je nach Konfiguration das MIDI OUT Modul angesprochen, oder das Audac-Modul sendet serielle Daten, um ein angeschlossenes Ger\u00e4t (in diesem Fall eine Audac-Endstufe) fernzusteuern. Welche Eingangsdaten f\u00fcr welche Aktion sorgen, welche Module beteiligt sind, welche Daten ausgesendet werden, etc. etc.\u00a0wird per Konfiguration geregelt.<\/p>\n

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Im unteren Bild sieht man Speichermodul, das derzeit immer noch nur als Prototyp existiert. Hier sind die Konfigurationsdaten abgelegt und es enth\u00e4lt die konkreten Befehle, die an die angeschlossenen Ger\u00e4te gesendet werden. die Konfiguration kann durch ein ‘Seriell IN’-Modul (basierend auf der Standardplatine) \u00fcber einen Computer in den Speicher geschrieben werden.<\/p>\n

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Die Entwicklung der Platinen gestaltete sich wie so oft bei mir … \u00e4u\u00dferst iterativ. Angefangen bei ersten Krickeleien und \u00dcberlegungen ging es weiter \u00fcber Steckbrettmodule hin zu den ersten ‘echten’ Versionen, die auf Lochrasterplatine aufgebaut wurden.<\/p>\n

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Analog dazu enstand relativ schnell der Schaltplan und das Platinenlayout, sodass die ersten Platinen erstaunlich fix in Auftrag gegeben werden konnten.<\/p>\n

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Zweifellos eine Meisterleistung der Integration.<\/p>\n

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Die Bestellungen bei RS-Online waren ab dem Zeitpunkt ausnahmslos kostenfrei (weil: viel)<\/p>\n

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Auch in Gro\u00dfaufnahme haben die Module ihren Charme. Sie verf\u00fcgen \u00fcber MIDI In und -Out, RS232- und RS485- Schnittstellen. Jedes Modul beherbergt einen ATmega328p als Gehirn und hat zus\u00e4tzlich eine serielle Debug-Schnittstelle, sowie einen Hardware-Reset. Alle Module kommunizieren per I2C-Bus miteinenander. Dieser kommt \u00fcber ein Flachbandkabel am Modul an und versorgt es dar\u00fcberhinaus mit Bestriebsspannung.<\/p>\n

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Die Module sind so konzipiert, dass sie jeweils nur eine Schnittstelle aktiv betreiben k\u00f6nnen. Das ist teilweise dem UART des ATmega geschuldet. Um trotzdem alle gew\u00fcnschten Funktionen mit derselben Platine abbilden zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen ggf. L\u00f6tbr\u00fccken gesetzt werden. Bei der linken Platine kann man das sch\u00f6n erkennen: Die zwei L\u00f6tpunkte ungef\u00e4hr auf H\u00f6he von Pin 5 des ATmega.<\/p>\n

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Die Architektur des Systems ist dahingehend ausgelegt, dass die Module \u00fcber relativ wenig Intelligenz verf\u00fcgen. Kommunikation mit dem Bus, Auslesen der konkreten Befehle vom Speichermodul, Kommunikation mit dem angeschlossenen Ger\u00e4t. Alles eher programmiertechnische Finger\u00fcbungen. Das Master-Modul hat dadurch auch nicht all zu viel zu tun. Wesentliches Feature des Masters ist die Verwaltung einer Input-Queue: Wenn z.B. ein per Midi angeschlossener Fader die Lautst\u00e4rke an einer Endstufe regeln soll, dann kommen die Daten schneller an, als sie abgearbeitet werden. Schlau ist, das abfangen und verarbeiten zu k\u00f6nnen, damit es nicht zu Chaos auf dem I2C Bus kommt und gleichzeitig eine gewisse Schwupddizit\u00e4t erhalten bleibt.<\/p>\n

Es ist tats\u00e4chlich so: Rein technisch ist es oft einfach, irgendeine Funktionalit\u00e4t zu programmieren – die ganze Sache so zu parametrisieren, dass es richtig gut funktioniert, ist etwas ganz anderes.<\/p>\n

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Nat\u00fcrlich funktioniert das alles nur, wenn die Kommmunikation auf dem I2C Bus halbwegs koordiniert abl\u00e4uft. Um das sicherzustellen habe ich ein entsprechendes Protokoll entwickelt. Das Protokoll erlaubt eine beliebige L\u00e4nge der zu \u00fcbertragenden Befehle an die jeweiligen Module. es bietet dar\u00fcberhinaus die M\u00f6glichkeit, R\u00fcckmeldungen der Ger\u00e4te zu verarbeiten, die an die Module angeschlossen sind. Zus\u00e4tzlich kann der Ausfall eines Moduls am Bus festgestellt werden. Dynamische Daten wie z.B. die Werte von Fadern, etc. k\u00f6nnen nat\u00fcrlich ebenfalls je nach Bedarf \u00fcber den Bus transportiert werden.<\/p>\n

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Die Protokolldokumentation f\u00fcllt mittlerweile einen kleinen Ordner<\/p>\n

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Ein paar Sachen wurden damit realisiert und haben sehr gut funktioniert. Letztlich gibt es Gr\u00fcnde, weswegen wir uns\u00a0gegen diese L\u00f6sung entschieden haben. Ausschlaggebend ist wesentlich, dass eventuelle Fehler im Code der Micrcontroller nicht ohne weiteres zu fixen sind, wenn man keinen physikalischen Zugang zu den Ger\u00e4ten hat. Bei einer rein software-basierten L\u00f6sung ist das eine andere Sache (mit anderen st\u00f6renden Aspekten, klar. Das muss man abw\u00e4gen).<\/p>\n

\"IMG_20140228_125625\" \"IMG_20140228_125617\"\u00a0 \"IMG_20140211_230620\"<\/p>\n

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Der Aufwand, der hier drin steckt, hat sich nur bedingt gelohnt. Ich habe es eingangs bereits erw\u00e4hnt, letztlich ist daraus kein kommerzielles Produkt geworden. Nun gut. Trotzdem sind die \u00fcbrig gebliebenen Module\u00a0ein echtes Nice-to-have. Wenn es jetzt darum geht, ein Midi-auf-Irgendwas-Modul fix in Hardware zu realisieren: Check. Ein Hardware Midi-Translator: Check. DMX-auf-Seriell-Wandler: Check. Na immerhin.<\/p>\n

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Ein Aspekt der mich an dieser Sache verst\u00e4rkt nervt, ist die dummdreiste Kaltschn\u00e4uzigkeit, mit der ich mich in letzter Zeit herumschlagen muss. Ganz zu Beginn steht “ich arbeite mit Leuten an einer L\u00f6sung…”. \u00a0Das ist absolut okay. So etwas funktioniert nicht im Alleingang. Da gibt es mehrere Leute und jeder bringt sich ein. Der eine mit Wissen dar\u00fcber, wie man an Kunden herantritt, wie man Preise gestaltet, etc. Der n\u00e4chste arbeitet im Bereich Veranstaltungstechnik und bringt realistische Kundenw\u00fcnsche ein…. Meinetwegen.<\/p>\n

Trotzdem ist es so, dass ich an dieser Stelle die komplette Entwicklung mache. Ich entwerfe Platinen, schreibe Code f\u00fcr Mikrocontroller, erarbeite Protokollspezifikationen etc.\u00a0Allein das, was ich f\u00fcr die Protokollspezifikation geschrieben (nicht programmiert) habe ist mehr, als manch ‘anderer’ von uns\u00a0in den letzten\u00a05 Jahren\u00a0zu Papier gebracht hat. Inclusive Einkaufszetteln.\u00a0Au\u00dferdem bezahle ich den ganzen Kram. Guess what: Ich bin der Urheber. Guess noch what: Da gehen richtig Stunden bei drauf. Diese Stunden k\u00f6nnte ich dazu verwenden, Geld zu verdienen, mich mit Freunden zu treffen, Bier zu trinken, etc.\u00a0 Tu’ ich aber nicht. Ich gehe damit in Vorleistung und das nicht zu knapp. Wir reden hier von locker 4-stelligen Stundenzahlen.<\/p>\n

Wenn sich ein Meister f\u00fcr Veranstaltungstechnik<\/del> <\/a>jemand\u00a0jetzt vor mir aufbaut und meint, \u00fcber das hier nach Gutd\u00fcnken verf\u00fcgen zu k\u00f6nnen, weil “er die Idee hatte” und\u00a0“sich das alles ausgedacht hat”\u00a0(Klartext: Im gemeinsamen Gespr\u00e4ch dar\u00fcber\u00a0zwei K\u00e4stchen auf einen Zettel gekrickelt), dann kann ich nur sagen: f*ck Dich, Homie. Aber mit ganz viel Anlauf.<\/del> existiert hier ein nicht unerheblicher Interessenskonflikt, dem ich derzeit nicht gewillt bin, mit Sanftmut zu begegnen. Eher im Gegenteil. Stress, Digger? Bekommst’e.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ich hab es an anderer Stelle schon einmal erw\u00e4hnt: Seit mehreren Jahren arbeite ich mit Leuten an einer L\u00f6sung zur Steuerung von Ger\u00e4ten. Der ganze Bimmbamm hat sehr wenig bis\u00a0ganz viel mit Automatisierung zu tun, geht aber an manchen Stellen dar\u00fcber hinaus und ist an an verschiedenen Stellen sowieso ganz \u2026 Continue reading → <\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_crdt_document":"","footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[5],"tags":[54,193,192,126,133,35,194],"class_list":["post-2134","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-projekte","tag-arduino","tag-audac","tag-daisy-chain","tag-dmx","tag-i2c","tag-midi","tag-zauberkastchen","odd"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2134","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2134"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2134\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2134"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2134"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/andyland.info\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2134"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}