47
Navržený plošný spoj byl poté vyroben a taktéž otestován nejdříve ručně a poté pomocí testovacího programu. Otestována byla funkčnost všech vstupů, výstupů a také komunikace s Vysílačem, která probíhá skrze Rádiový modul. Následující tabulka (Tab. 3) shrnuje seznam požadavků, o které si může Vysílač zažádat. I zde byla zvolena komunikace metodou klient-server, a to taktéž pomocí jednoho bajtu definujícího požadavek a jednoho bajtu s odpovědí. Odpověď může být opět buď výčtového typu nebo konkrétní hodnota.
Tabulka 3: Tabulka požadavků a odpovědí pro Přijímač
Tabulka požadavků a odpovědí pro Přijímač
Požadavek Význam požadavku Odpověď Význam odpovědi
0 test spojení 0
48
5 Návrh softwarové části
Po vytvoření a otestování všech navržených modulů bylo třeba navrhnout, jakým způsobem bude probíhat komunikace mezi zařízeními. Hlavním požadavkem byla jednoduchost a snadná rozšiřitelnost celé komunikace. Systém je stále ve vývojové fázi a bude se nadále upravovat a rozšiřovat. Při vývoji je důležité mít možnost z libovolného zařízení snadno získat data. Implementace nějakého sofistikovanějšího datového protokolu v této fázi by vývoj spíše zdržovala.
Při návrhu komunikace je také důležité si uvědomit, že se nejedná o přímý stálý kanál mezi dvěma zařízeními. V současném stavu bude komunikace probíhat mezi třemi zařízeními, tedy mezi Vysílačem a Přijímačem a mezi Vysílačem a PC. Vysílač bude od Přijímače vyžadovat pouze potvrzení o přítomnosti a základní data pro zobrazení na Displayi. Pokud bude připojeno PC, bude vyžadovat všechna dostupná data od Vysílače i Přijímače. Množství dat se bude měnit v závislosti na úpravách a navíc také do systému může být přidána další část, se kterou bude třeba komunikovat.
Dále je třeba si uvědomit, že komunikační kanály nejsou stálé. Systém musí fungovat i bez připojeného PC a v případě jeho připojení je třeba obsluhovat jeho požadavky. Komunikace mezi Vysílačem a Přijímačem vede přes Rádiové moduly. Běh Přijímače je závislý na vzdálenosti mezi Rezonančními moduly a vlivem pohybu modulů může nastat výpadek kanálu. Stejně tak pokud je Přijímač mimo dosah a Vysílač se na něj dotazuje, je kanál přerušen. Programy v zařízeních tedy budou muset kontrolovat přítomnost protějšku a podle toho upravit své chování. Například Vysílač nemusí vyzařovat energii, není-li přítomen Přijímač a také je zbytečné, aby se PC dotazovalo na data z Přijímače, pokud není připojen.
Celou komunikaci pak ještě komplikuje absence přerušení od sériové linky u použitého mikrořadiče. Mikrořadič se v kódu zastaví na příkazu pro čtení dat [54], a zde vyčkává na příchod dat, nebo dokud nevyprší nastavitelný časový limit. Poté pokračuje v programu, dokud se opět nevrátí na příkaz čtení. Komunikaci je tak třeba přizpůsobit tomuto problému a pečlivě ji načasovat, aby nedocházelo k odeslání požadavků zařízení, které není v režimu čtení dat. Jelikož mikrořadič nemá vstupní buffer, požadavek by nebyl přijat.
49
5.1 Programy pro mikrokontroléry
Pro komunikaci mezi zařízeními byla kvůli jednoduchosti a snadné rozšiřitelnosti ponechána komunikace metodou klient-server pomocí jednoho bytu. Hodnoty požadavků a možných odpovědí vycházejí z předchozích tabulek (Tab. 2 a Tab. 3).
Hodnoty požadavků budou zároveň využity pro adresaci cílového zařízení a to tak, že požadavky s hodnotou pod 100 budou přeposlány Přijímači a požadavky s hodnotou 100 a více budou obslouženy Vysílačem. Díky tomuto způsobu komunikace je přidání dalších požadavků velice snadné a není třeba měnit žádný datový protokol a tedy ani jeho zpracování v každém zařízení. Pro přidání nového požadavku stačí pouze na konkrétním zařízení zvolit volnou hodnotu z jeho adresního rozsahu a sepsat patřičnou obsluhu tohoto příkazu.
Programy v obou mikrořadičích budou vykonávat dvě základní funkce. V první části budou obsluhovat komunikaci a tedy přijímat, odesílat nebo přeposílat různá data.
V druhé části budou vykonávat vlastní rutinu, tedy obsluhovat přilehlé moduly a provádět potřebná měření či přepínat mezi různými stavy.
Přijímač v komunikační části v aktuální koncepci bude pouze zpracovávat požadavky od Vysílače a následně na ně odpovídat odesláním požadovaných dat.
V druhé části programu bude provádět měření veličin, a pokud bude mít od Rezonančního modulu dostatečný příkon, bude nabíjet připojenou baterii. Nabíjení bude probíhat ve třech fázích v závislosti na napětí baterie.
Vysílač bude v první části programu obsluhovat požadavky od PC. Pokud bude požadavek určen Přijímači, bude mu přeposlán a navrácená odpověď bude přeposlána zpět PC. V případě, že požadavek bude určen Vysílači, budou obratem vrácena požadovaná data. V druhé části bude Vysílač zjišťovat dosah Přijímače a v případě jeho přítomnosti bude stále vysílat energii a pravidelně získávat aktuální naměřené hodnoty z Vysílače i Přijímače, které zobrazí na Displayi.
Vysílací stanice je tedy navržena tak, aby automaticky detekovala přítomnost Přijímací stanice a vysílala jí energii, dokud je v dosahu. Ve chvíli, kdy se Přijímací stanice vzdálí z dosahu, Vysílací stanice se uspí a ve stanovených intervalech bude testovat přítomnost Přijímací stanice.
50 5.1.1 Program pro Přijímač
Nástin běhu Přijímače je zobrazen na následujícím diagramu (Obr. 36). V první části probíhá vyřízení požadavků přijatých od Vysílače. Nejprve je přijat požadavek, dle hodnoty požadavku je z uložených dat navrácena patřičná odpověď (Tab. 3) a program přechází do druhé části. V případě, že ve stanoveném časovém limitu není přijat žádný požadavek, program přechází do druhé části.
V druhé části je nejprve provedeno měření veličin. Dále je na základě tohoto měření zjištěno, zda Přijímač není přetížen a pokud ano, je aktivována softwarová pojistka. Poté, pokud je na Přijímači dostatečné napětí, je aktivován Rádiový komunikační modul. Další kroky závisí na módu, ve kterém se Přijímač nachází.
V manuálním módu je vždy zapnuta první fáze nabíjení a program se vrací na začátek.
V módu automatickém je na základě příkonu přenastavováno nabíjení. Při nízkém příkonu je nabíjení vypnuto a při dostatečném příkonu je na základě napětí baterie upravena fáze nabíjení.
Kompletní kód programu Přijímače, včetně komentářů a aktuálních hodnot pro aktivaci pojistky či přechody mezi nabíjecími fázemi, je uveden v příloze na CD.