Telecontrollo con Raspberry

1. Paolo Ferrara
paoloferrara@soluzioni-digitali.it
Sistema di telemetria per drone marino
www.lasitecma.it

2. Sistema di telemetria per drone marino
Misure da effettuare:
Misura di tensioni e correnti in sottosistemi con
alimentazione indipendente
Misura di temperatura in più punti
Misura barometrica

3. Convertitore ADC MCP3428
Velocità e Risoluzione:
- 15 SPS (16 bits)
- 60 SPS (14 bits)
- 240 SPS (12 bits)
Guadagno programmabile:
X1, x2, x4, x8
Vref: 2.048V

4. Sensore tensione
Misura di tensione tramite convertitore AD collegato con partitore
resistivo.
Vmax ADC=2.048V

5. Sensore corrente
Misura di corrente tramite sensore di Hall per corrente
continua ad anello.

6. Isolatore
Digitale
Schema circuito ADCI2CBUS
ADC 4 canali
16 bit
Alimentazione
dal Raspberry 3.3V
Regolatore
5.5V
Alimentazione
dispositivo
Alimentazione
dispositivo
Massa riferimento
4 Canali di misura
}
2 Bit di selezione indirizzo I2C

7. Sensore temperatura
Sensore di temperatura one-wire Dallas DS18B20
Standard: 16 Kbps
Overdrive: 140 Kbps

8. Sensore temperatura
Collegamento
DS18B20 sul
Raspberry
64-bit serial code
-55°C to +125°C
±0.5°C -10°C to +85°C
9-bit to 12-bit
0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, 0.0625°C

9. Sensore barometrico BMP085 su bus I2CI2CBUS
Misuratore
Pressione Digitale
BMP085
+
Termometro
Alimentazione
dal Raspberry 3.3V
● Logic: 3 to 5V compliant
● Pressure sensing range: 300-1100 hPa
(9000m to -500m above sea level)
● Up to 0.03hPa / 0.25m resolution
● -40 to +85°C operational range, +-2°C
temperature accuracy

10. Circuito realizzato
Regolatore 3.3V
Isolatore Digitale
Convertitore A.D.
Partitori di tensione
Selettori indirizzo I2C

11. Raspberry web server
TORNADO WEB SERVER
web application framework scritto in Python

12. Raspberry web server
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
Client
TORNADO
Server
Connessione client
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
ADC
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
Connessione di un client

13. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Index.html
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Risposta del server con la pagina index.html

14. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Richiesta dati dalla pagina index.html al server

15. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Risposta del server con dati in formato json

16. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Comando
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Comando inviato dal client al server

17. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Comando
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Richiesta dai thread ai sensori

18. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Comando
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Risposta dai sensori ai thread

19. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Comando
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
In seguito alla richiesta da parte del client, il server chiede le variabili ai sensori

20. Raspberry web server
Client
Server
Connessione client
Richiesta dati
Index.html
Dati formato JSON
Comando
Pagina
HTML
sul
browser
remoto
TORNADO
Thread
Termometro
N°1
Thread
Termometro
N°2
Pressione e
temperatura
Sensore
Temp.
N°1
Sensore
Temp.
N°2
Log
Dati
ADC
Il server legge le variabili, le memorizza nel file di log e le ritorna al client in formato json

21. Visualizzazione e richiesta dati al server
Libreria JustGage
<div id="gauge1" style="width:180px; height:200px"></div>
.
.
.
.
var g2 = new JustGage({
id: "gauge2",
value: 0,
min: 80000,
max: 120000,
title: "Pressione Atmosferica",
label: "Pascal",
levelColorsGradient: true,
decimals: 0
});

22. Visualizzazione e richiesta dati al server
setInterval(function() {
if (window.XMLHttpRequest) {
xmlhttp = new XMLHttpRequest();
xmlhttp.open("GET","getvalues.php",false);
xmlhttp.send(null);
parametri = (xmlhttp.responseText).split(';');
g1.refresh( parametri[0] );
g2.refresh( parametri[1] );
g3.refresh( parametri[2] );
g4.refresh( parametri[3] );
gADC1A.refresh( parametri[4] );
gADC1B.refresh( parametri[5] );
gADC1C.refresh( parametri[6] );
gADC1D.refresh( parametri[7] );
gADC2A.refresh( parametri[8] );
gADC2B.refresh( parametri[9] );
gADC2C.refresh( parametri[10] );
gADC2D.refresh( parametri[11] );

23. Visualizzazione e richiesta dati al server
document.getElementById("sessione").innerHTML = parametri[12];
if (parametri[13]=="True") {
document.getElementById("stato").innerHTML = "Log attivo";
document.getElementById("Bt_Start").disabled = true;
document.getElementById("Bt_Stop").disabled = false;
document.getElementById("Bt_View").disabled = true;
document.getElementById("Bt_Erase").disabled = true;
document.getElementById("Bt_Shutdown").disabled = true; }
else {
document.getElementById("stato").innerHTML = "Log NON attivo";
document.getElementById("Bt_Start").disabled = false;
document.getElementById("Bt_Stop").disabled = true;
if (parametri[14]=="True") {
document.getElementById("Bt_View").disabled = false;
document.getElementById("Bt_Erase").disabled = false; }
else {
document.getElementById("Bt_View").disabled = true;
document.getElementById("Bt_Erase").disabled = true; }
document.getElementById("Bt_Shutdown").disabled = false; }
}
}, 500);

24. Comandi inviati al server
● Start Log
● Stop Log
● View Log
● Erase Log
● Shutdown

25. Comandi inviati al server
function DoShutdown()
{
if(confirm("Procedo allo spegnimento definitivo del Raspberry?"))
{
if (window.XMLHttpRequest)
{
xmlhttp = new XMLHttpRequest();
xmlhttp.open("get","?shutdown=now",true);
xmlhttp.send(null);
}
}
};

26. Contatti
Soluzioni Digitali di Paolo Ferrara
paoloferrara@soluzioni-digitali.it