AVR Webserver I/O Modul

Mit einem einzigen AVR Mikrocontroller und meiner Firmware bauen Sie sich ein solches Modul sehr kostengünstig und kompakt. Sie bekommen pro Modul über 100 (!) freie digitale und analoge I/O Pins, die Sie mit einfachen Text-Befehlen vom PC aus ansteuern. Dabei erfolgt die Verbindung zum PC wahlweise seriell (USB, Bluetooth) oder über Ethernet.

Mit dem enthaltenen Web-Server stellen Sie den Zustand der Eingänge innerhalb von Webseiten dar und natürlich können Sie auch HTML Formulare zur Steuerung der angeschlossenen Geräte entwerfen. Außerdem kann der Web Server Dateien von einer SD/MMC Karte ausliefern. Funktionen zum Beschreiben der Karte sind in der Firmware enthalten, jedoch von den Beispiel-Webseiten ungenutzt.

Das Modul kann einen Port mit bis zu 8 Leitungen selbstständig überwachen und Emails versenden, wenn einer der Pins auf auf High-Pegel geht.

Für die Ethernet Schnittstelle brauchen Sie zusätzlich zum AVR Mikrocontroller noch einen Ethernet Controller vom Typ CP2201. Bei der Firmwa Chip45 können sie solche Kombinationen fertig als Modul kaufen, die Firmware ist aber auch offen für eigene Schaltungen mit anderem Schaltplan.

Für Bluetooth schließen Sie einen Bluetooth Transmitter an den seriellen port an (z.B. ein BTM-222). Und für USB benutzen Sie einen USB-UART Chip, wie den FT232 oder den CP2102.

Die I/O Ports des AVR können mit Schieberegistern vom Typ 74HC165 und 74HC595 erweitert werden. So kommen sie auf bis zu 32 zusätzliche Eingänge und 32 zusätzliche Ausgänge. Außerdem wird ein serieller 12bit ADC vom Typ MCP3204 oder MCP3208 unterstützt, wie er auf dem Crumb644-NET Modul v1 vorhanden war.

Die Firmware ist modular aufgebaut und umfangreich kommentiert, damit Sie eigene Funktionen und Erweiterungen einbauen können. Programmiert wird dabei in C und ein bisschen Javascript. Lesen Sie dazu auch meinen Aufsatz Multitasking mit Protothreads und Protosockets.

Die NET Version enthält alle hier genannten Funktionen. Außerdem gibt es noch eine abgespeckte Variante, die nur den seriellen Port unterstützt, also ohne Ethernet und ohne Webserver. Sie

So funktioniert es

Zum Beispiel setzen Sie so den Pin PC3 auf High:

Sende: oPC3,1
Antwort: Ok


So fragen Sie den ganzen Port D ab:

Sende: iPD
Antwort: PD=60


So fragen Sie den dritten analogen Eingang ab:

Sende: a3
Antwort: ADC3=014C


Per HTTP fragen Sie den Pin PB5 so ab:

Request: http://192.168.0.123/io?iPB5
Response: PB5=0

Sie können bis zu 200 Befehle pro Sekunde ausführen.

Voraussetzungen

• RS232 Treibern, z.B. MAX232
• USB UART Schnittstellen, z.B. CP2102 und FT232
• Bluetooth Module, z.B. BTM-222
• Seriell-zu-Ethernet Adapter, z.B. Lantronics XPort

Die Ethernet Version erfordert einen AVR mit mindestens 64KB Programmspeicher und 4KB Ram (z.B. ATmega644) und den Ethernet Controller Silabs CP2201. Bei Verwendung einer SD/MMC Karte empfehle ich einen Mikrocontroller mit doppelt so viel Speicher (z.B. Xmega128).

Sie können den Ethernet Controller an beliebige Pins anschließen. Die Firmware ist für einige Module von der Firma Chip45 vorkonfiguriert, und generell auch für andere Hardware-Konfigurationen geeignet.

Protokolle

• IEEE 802.3 10Mbit, full duplex, auto polarity
• TCP/IP v4 socket
• HTTP server, mit basic authentication
• SMTP client, mit AUTH LOGIN authentication
• DHCP client *
• ARP address assignment
• ICMP ping
• RS232
• SD/SDHC/MMC Karten mit einer FAT16 oder FAT32 Partition

* DHCP funktioniert mit wenigen Internet/WLAN Routern nicht (z.B. Vodafone EasyBox 803).

Bildschirmfotos

Befehle

Commands that affect all port pins:
d,DDCCBBAA  Set direction of all port pins,
            high=output, low=input
p,DDCCBBAA  Configure pull-up resistors,
            high=on, low=off
o,DDCCBBAA  Output data on all port pins
i           Read from all port pins

(auch als 64 bit Version auf großen AVR's)

Commands that affect one port:
dPB,xx      Set direction of port B
pPB,xx      Configure pull-up resistors of port B
oPB,xx      Output data on port B
iPB         Read from port B

Commands that affect a single port pin:
dPB0,i      Set direction of port B pin 0 to input
            (0 or i=input, 1 or o=output)
pPB0,e      Enable pull-up resistors of port B pin 0
            (0 or d=disabled, 1 or e=enabled)
oPB0,h      Output high on port B pin 0
            (0 or l=low, 1 or h=high)
iPB0        Read from port B pin 0

Analog inputs:
rVCC        Set analog reference
              On Xmega: INT1V (default), INTVCC (=VCC/1.6), AREFA, AREFB
              On Atmega:  VCC (default), EXT, 1.1V, 2.56V
a3          Read from analog pin 3
    
Extented inputs:
iPX          Read all extended inputs
iPX0         Read from extended input 0

Extented outputs:
oPY,xxxxxxxx Write all extended outputs (8,16,24 or 32 bit hex value)
oPY0,h       Write to extended output pin 0 (0 or l=low, 1 or h=high)
iPY          Read status of all extended outputs
iPY0         Read status of extended output 0

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