Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Ricerca personalizzata

Bus per sensori parcheggio: consigli?

Sensori, trasduttori, regolatori...

Moderatore: Foto UtenteDirtyDeeds

0
voti

[1] Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteGuidoB » 11 feb 2017, 18:18

Un saluto a tutti.

Per sapere in ogni momento il numero di posti liberi di un parcheggio sotterraneo (posti normali e posti per disabili, in totale una cinquantina) mi hanno chiesto un parere ed eventualmente lo sviluppo successivo per portare l'informazione a una centralina (basata su un Raspberry Pi).

Io ho pensato a sensori a ultrasuoni appesi al soffitto, con contenitore opalino illuminato dall'interno con luce verde o rossa a seconda che il posto macchina sia libero o occupato:

Ogni sensore conterrà un micro che gestirà la comunicazione da e verso la centralina, leggerà la distanza dal primo ostacolo grazie all'eco degli ultrasuoni e comanderà l'accensione della luce verde o rossa.

Per collegare i sensori con la centralina vorrei usare una linea bifilare che porti sia l'alimentazione che i segnali per la comunicazione.
Perché solo due fili e non quattro? Perché secondo me si semplifica l'installazione (solo due fili da collegare e non quattro) e si risparmia qualcosa. Dopotutto i telefoni funzionano con un semplice doppino.

Esiste un bus del genere semplice, economico, già collaudato?

Ho letto che esiste la RS485, ma ne ho esperienza "zero" e mi pare che non porti l'alimentazione ma solo l'informazione.

Se non c'è nient'altro, proverei una soluzione ad hoc tipo questa (lato centralina):

Non sto a disegnare il driver dal lato sensore.

In pratica i valori "1" vengono trasmessi dalla centralina a un sensore con brevi abbassamenti della tensione di alimentazione, e da un sensore alla centralina con brevi aumenti della corrente assorbita.

Il bus può essere ramificato e, se non ha una capacità sufficiente per tutti i sensori, si possono mettere più bus.

Penserei di utilizzare per il bus un comune doppino telefonico.

Vorrei anche chiedere a chi è più esperto che soluzioni usa per collegare i sensori al bus: connettori a perforazione di isolante, comuni morsetti mammut, saldature o altro... in modo da rendere l'installazione semplice e rapida, mantenendo l'affidabilità nel tempo.

Qualunque altro consiglio è ovviamente ben accetto.
Big fan of ƎlectroYou! \O-<
Avatar utente
Foto UtenteGuidoB
12,9k 5 12 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 1917
Iscritto il: 3 mar 2011, 15:48
Località: Madrid

1
voti

[2] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 11 feb 2017, 18:58

Non sono così esperto da fornire buoni suggerimenti :mrgreen:

I miei poveri suggerimenti sono:
si può fare, ma devi definire l'assorbimento sensori , il numero dei sensori, la velocità della trasmissione (1200 baud ?), lunghezza cavi ecc.
La comunicazione è un polling periodico da parte della centralina?
Di solito, inventare qualcosa alla fine è sempre più costoso e problematico di quanto preventivato.

La scelta dipende da quanti sistemi prevedi di fornire: unità, decine ,centinaia...?

Lo RS485 è già definito, servono almento 4 fili (2 per segnale, 2 per alimentazione e ritorno).
Adoperare cavo telefonico a 4 fili terminato con connettori telefonici RJ11 ? Troppo costoso ?

Ogni piastrino sensore dovrebbe avere due RJ11 che realizzano un nodo sul bus.

Sono curioso di leggere altri post.
O_/
Avatar utente
Foto UtenteMarcoD
4.432 2 6 13
Master EY
Master EY
 
Messaggi: 1435
Iscritto il: 9 lug 2015, 15:58
Località: Torino

1
voti

[3] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 11 feb 2017, 19:12

GuidoB
Io sono un accanito sostenitore di ethernet e wifi quindi comincio con suggerirti soluzioni POE (....cablaggio a stella non proprio economico) oppure moduli wifi Tu devi solo portare la tensione alternata alle varie schede e aggiungere il mattoncino tipo questo
Ho linkato il distributore italiano ma si trova anche cineseria a prezzo più basso.

Visto che la copertura wifi su tutto il parcheggio potrebbe creare problemi, in questo caso si potrebbero utilizzare reti mesh tanto non hai problemi di velocità. NE trovi per tutti i gusti io ho utilizzato i moduli della DIGI
In questo caso il sensore potrebbe essere a batteria (ma non so quanto consuma il tuo ultrasuoni) installazione banale manutenzione un po meno.

Da ultimo una chicca da israele è quello che cerchi un powerline transceiver su dc bus. In questo caso non so però cosa, gli israeliani, ti vendono dentro il tuo chip.....
Avatar utente
Foto Utenteluxinterior
1.442 1 4 8
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 682
Iscritto il: 6 gen 2016, 16:48

1
voti

[4] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 11 feb 2017, 20:53

Ciao Foto UtenteGuidoB, io rimarrei su un sistema cablato evitando trasmissioni radio poi, se non si guardano i costi, si può fare di tutto.
Invece, cercando di economizzare ragionerei sulla 485 e sul cavo come supporto trasmissivo.
Il numero di fili e la loro connessione ad ogni singolo nodo non credo costituirebbero un problema.
Dal mio punto di vista le difficoltà nascono se il protocollo non è robusto ( ... ma quello lo scrivi tu) e se il cavo impiegato non è adatto ( ... ma quello lo decidi tu).
Altre variazioni sul tema le percepisco come dei rischi o delle complicazioni che non mi andrei a cercare ma è solo la mia opinione e posso essere tranquillamente smentito.
Esigenze di performance credo proprio non ce ne siano quindi la configurazione potrebbe essere quella classica: centralina come master e tutti i nodi slave, bassa velocità di comunicazione così riduci ulteriormente i rischi d'errore.
Forse, volendo speculare sul risparmio energetico, si potrebbe valutare l'adozione della modalità di sleep mode lato slave con wake-up autonomo e quindi temporizzato, compatibilmente però con la definizione del protocollo e del tipo di sensore.
Sull'ultrasuono non azzardo un parere ma mi chiedo se non esiste altro o cosa è già stato impiegato in applicazioni simili.

Saluti
Avatar utente
Foto UtenteWALTERmwp
17,9k 4 8 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 5455
Iscritto il: 17 lug 2010, 17:42
Località: le 4 del mattino

3
voti

[5] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteCarloCoriolano » 11 feb 2017, 21:32

GuidoB, le tue sono tutte belle teorie, ma il mondo della RS485 è stracollaudato alla grande.
Lascia perdere nuove invenzioni. Progetta un cavo a 4 conduttori, due di BUS e due di alimentazione. Commercialmente si trovano senza sforzo un unico cavo anche a due coppie con sezioni diverse appositamente per questa esigenza.

Implementi il tutto col protocollo Modbus RTU che è ampiamente, largamente documentato, e sviluppato gratuitamente in Internet, e vivi serenissimo.

I 50 posti auto, anche 60, anche 100, sono una inezia. Un repeater RS485 commerciale ogni 32 nodi o 100 m di cavo, tutto già collaudato e documentato.
Avatar utente
Foto UtenteCarloCoriolano
1.428 3 4 7
---
 
Messaggi: 1043
Iscritto il: 24 mag 2016, 12:08

1
voti

[6] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 11 feb 2017, 23:09

Ma no ! Ma no ! Ma allora Leonardo, Michelangelo, Mozart non sarebbero mai esistiti!
Bisogna sperimentare, studiare, imparare e proporre cose nuove.

WALTERmwp perché hai dubbi sulle radio I Wifi credo che ormai siano affidabili. Oltretutto visto lo scarso traffico può trasmettere a bassa velocità e con un numero elevato di ripetizioni quindi con ampia sicurezza.

Io mi concentrerei sul sensore se riesce a fare qualcosa che consuma poco e lo alimenta a batteria sarebbe semplicissimo da installare Rimarrebbe il problema della batteria. Non è "simpatico" per il gestore cambiare ogni tot tempo 60/70 batterie.
Ma qui la sfida si fa ancora più interessante potrebbe sfruttare tecniche di energy harvesting per accumulare l'energia necessaria al funzionamento (A tal proposito ho visto su indiegogo uno smart watch che a detta del produttore si ricarica col calore del corpo Se è vero è geniale)

Poi alla ifne lo so bisogna consegnare in fretta si guadagna il poco che basta a campare figuriamoci a investire in ricerca e sviluppo quindi va bene 485 + modbus. Su questa soluzione mi permetto solo di segnalare che ci sono anche dei driver 485 2x o 4x che sono in grado di collegare 64 o 128 nodi. Mi mordo le dita...ma più che modbus io implementeri il can bus architettura event driven: chidue il contatto parte il messaggio senza polling continuo dell'architettura calssica master slave del modbus (il can gestisce i conflitti nell'accesso contemporaneno al bus)
adesso rimango in silenzio
Avatar utente
Foto Utenteluxinterior
1.442 1 4 8
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 682
Iscritto il: 6 gen 2016, 16:48

1
voti

[7] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 11 feb 2017, 23:53

luxinterior ha scritto:(...) WALTERmwp perché hai dubbi sulle radio (...)
non ho dubbi, mi piace la trasmissione radio, è qualcosa che riesce sempre ad affascinarmi ma, per l'idea che mi sono fatto in merito alle esigenze di GuidoB, credo sia meglio andare su qualcosa di meno incerto per evitare poi, a lavoro finito, di correre ogni due per tre in assistenza ad indagare su false disponibilità o mancati aggiornamenti nel polling.
Una questione meramente pratica.

Saluti
Avatar utente
Foto UtenteWALTERmwp
17,9k 4 8 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 5455
Iscritto il: 17 lug 2010, 17:42
Località: le 4 del mattino

0
voti

[8] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteGuidoB » 12 feb 2017, 1:23

Comincio a rispondere...
MarcoD ha scritto:devi definire l'assorbimento sensori , il numero dei sensori, la velocità della trasmissione (1200 baud ?), lunghezza cavi ecc.

È ancora tutto da definire, però posso stimare 50 sensori che assorbono 40 mA ciascuno, velocità di 300 bps e un cavo ramificato che copra 50 posti macchina... diciamo 200 metri.

MarcoD ha scritto:La comunicazione è un polling periodico da parte della centralina?

No, in principio ogni sensore parla quando ha qualcosa da dire, tipo che è cambiata la distanza da cui riceve l'eco (e la nuova distanza). Poi dovrebbe emettere un segnale periodico di esistenza in vita per esempio ogni 10 minuti, un segnale di conferma ogni volta che riceve un pacchetto dalla centralina, eseguire i comandi di accensione e spegnimento luci inviati dalla centralina, e ritrasmettere dopo ritardo casuale i pacchetti per i quali non ha ricevuto la conferma di ricezione.

MarcoD ha scritto:Di solito, inventare qualcosa alla fine è sempre più costoso e problematico di quanto preventivato.

Sono totalmente d'accordo.

MarcoD ha scritto:Adoperare cavo telefonico a 4 fili terminato con connettori telefonici RJ11 ? Troppo costoso ?

Ogni piastrino sensore dovrebbe avere due RJ11 che realizzano un nodo sul bus.
O_/

Non credo costi troppo, ma non so se sarebbe abbastanza affidabile nel tempo. Oltretutto il bus non è continuo ma attraversa due connettori in ogni sensore: basta che se ne rompa uno e tutto ciò che c'è a valle resta isolato. Non mi piace neanche che il bus scenda fino al sensore appeso e poi risalga: se si strappa il sensore, tutto ciò che segue resta isolato.

Sono d'accordo con Foto UtenteWALTERmwp e un po' meno con Foto Utenteluxinterior: visto che comunque devo portare l'alimentazione a tutti i sensori (non posso tenere accese le luci con batterie: chi e quando le ricarica? Ogni quanto bisogna ricomprarle nuove? Quanto costano? E poi le batterie non hanno l'affidabilità di un'alimentazione via cavo), tanto vale che porti anche la comunicazione via filo, più affidabile e semplice che via radio, almeno a queste brevi distanze. Eviterei anche di portare un'alimentazione a 230 V c.a. a ogni sensore: così ho meno disturbi, meno alimentatori, meno costi, meno rischi.

Ho letto che come sensori di parcheggio gli ultrasuoni sono già utilizzati. Un altro modo è inserire sotto il pavimento grandi spire percorse da corrente ad alta frequenza: quando una grande massa ferrosa si trova sopra, modifica l'induttanza delle spire e si può rilevare. Ma qui c'è un soffitto e risulta sicuramente meno caro utilizzare sensori appesi. Esisteranno altri metodi, ma probabilmente più complicati e costosi.

luxinterior ha scritto:Ma no ! Ma no ! Ma allora Leonardo, Michelangelo, Mozart non sarebbero mai esistiti!
Bisogna sperimentare, studiare, imparare e proporre cose nuove.

Ma certo! Però bisogna soddisfare tempi, costi, affidabilità e spesso c'è una soluzione già pronta.

La "chicca israeliana" (simile al DC-bus) in effetti mi farebbe risparmiare fili, e implementa la trasmissione su una linea di alimentazione, un po' quello che vorrei fare io con la mia soluzione "povera" (ho visto che c'è anche l'1-Wire, che però dà poca corrente di alimentazione).
La terrò presente, grazie.

Foto UtenteCarloCoriolano, grazie della dritta del Modbus RTU, comincio a guardarlo.
Big fan of ƎlectroYou! \O-<
Avatar utente
Foto UtenteGuidoB
12,9k 5 12 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 1917
Iscritto il: 3 mar 2011, 15:48
Località: Madrid

0
voti

[9] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 12 feb 2017, 1:49

GuidoB ha scritto:velocità di 300 bps e un cavo ramificato che copra 50 posti macchina... diciamo 200 metri. - - - No, in principio ogni sensore parla quando ha qualcosa da dire, tipo che è cambiata la distanza da cui riceve l'eco (e la nuova distanza). Poi dovrebbe emettere un segnale periodico di esistenza in vita per esempio ogni 10 minuti, un segnale di conferma ogni volta che riceve un pacchetto dalla centralina, eseguire i comandi di accensione e spegnimento luci inviati dalla centralina, e ritrasmettere dopo ritardo casuale i pacchetti per i quali non ha ricevuto la conferma di ricezione.
considerate le prestazioni ipotizzate mi chiedo se non è comunque più ottimizzato e robusto un sistema dove è la centralina ad interrogare ciclicamente i nodi, evitando tra l'altro collisioni (half-duplex); i selecting, visto che sono previsti, potrebbero essere gestiti nell'ambito del polling stesso.
Se poi il sensore lo consente (e questo forse potrebbe fare la differenza) si può anche davvero pensare a uno stato di sleep-mode che, in modo significativo, incide a favore di una riduzione dell'assorbimento.
Scrivo solo immaginando, per la disponibilità di un microcontrollore per ogni sensore.

Saluti
Avatar utente
Foto UtenteWALTERmwp
17,9k 4 8 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 5455
Iscritto il: 17 lug 2010, 17:42
Località: le 4 del mattino

0
voti

[10] Re: Bus per sensori parcheggio: consigli?

Messaggioda Foto UtenteGuidoB » 17 feb 2017, 0:56

WALTERmwp ha scritto:considerate le prestazioni ipotizzate mi chiedo se non è comunque più ottimizzato e robusto un sistema dove è la centralina ad interrogare ciclicamente i nodi, evitando tra l'altro collisioni (half-duplex); i selecting, visto che sono previsti, potrebbero essere gestiti nell'ambito del polling stesso.

Mah, il polling funziona, è semplice ma non mi piace tanto...
Considerando per esempio una lettura ogni 10 s da ciascuno dei 50 sensori, la centralina dovrebbe interrogare 5 sensori al secondo, quindi 5 pacchetti di andata e 5 di ritorno.
In totale 10 pacchetti al secondo che non sono poi tanti. Ma se invece i sensori inviano un pacchetto ogni volta che qualcuno parcheggia o se ne va, più un pacchetto di esistenza in vita ogni 10 minuti, più i pacchetti di conferma ricezione (ack) dalla centralina o dai sensori, avremmo grosso modo un pacchetto ogni 5 s... un traffico 50 volte più basso.

Meno traffico, meno disturbi, meno energia dissipata, più scalabilità del sistema, rilevazione automatica della presenza di un nuovo sensore...
Le collisioni, peraltro rare visto il basso traffico, si possono risolvere con la ritrasmissione con ritardo casuale in caso di mancata ricezione dell'acknowledge.

Ogni micro potrebbe leggere la distanza ogni 10 s e "dormire" nel resto del tempo.
Solo quando trasmette un pacchetto potrebbe restare sveglio per ricevere l'ack ed eventuali comandi di accensione/spegnimento luci dalla centralina (oppure svegliarsi automaticamente in modo periodico o ogni volta che c'è un pacchetto della centralina sul bus).

Certo, il polling richiede una logica più semplice. Permette anche di ottenere facilmente un certo ordine e sequenza. Ma anche nell'altro caso la centralina potrebbe inviare ogni tanto un segnale di sincronizzazione sul bus, e i vari sensori "fasarsi" automaticamente su di esso.

WALTERmwp ha scritto:Se poi il sensore lo consente (e questo forse potrebbe fare la differenza) si può anche davvero pensare a uno stato di sleep-mode che, in modo significativo, incide a favore di una riduzione dell'assorbimento.

Secondo me è più facile ridurre i consumi quando non si fa polling.
In questo caso particolare, visto il consumo delle luci (verdi/rosse) per vedere a colpo d'occhio dove c'è un posto libero, il risparmio ottenuto mettendo i micro in sleep potrebbe non essere significativo. Ad ogni modo lo farei.

WALTERmwp ha scritto:Scrivo solo immaginando, per la disponibilità di un microcontrollore per ogni sensore.


Ma certo, molte grazie per le tue idee :ok:
Big fan of ƎlectroYou! \O-<
Avatar utente
Foto UtenteGuidoB
12,9k 5 12 13
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 1917
Iscritto il: 3 mar 2011, 15:48
Località: Madrid

Prossimo

Torna a Sensoristica

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite