[开源项目] OpenDSP(2) 改进dps5005程控电源 - WIFI/串口通信

winterpigz

这是关于改进DPS5005的第二部分。  第一部分是关于进行DPS5005的逆向工程，第三部分介绍如何将DPS5005的出厂固件升级到OpenDPS。

OpenDPS的设计目标是开发一个同DPS5005（及类似设备）出厂固件具有相同的功能，具有简洁用户界面，并可以通过wifi或串行端口远程控制的三方固件。在前/后台功能分配上，按键/UART/ADC将使用中断处理，以便快速响应。 用户反馈和TFT显示将由应用前台控制。


出厂界面

   
改进界面
  
系统概况 OpenDPS中使用以下模块：

• event - 使用环形缓冲区来存储来自中断上下文的事件，以便在应用程序上下文中处理。 事件是按钮按压，UART上的接收字节和过流保护触发
• hw - 硬件抽象（ADC，GPIO，...）
• ili9631c -  TFT驱动器
• opendps - 主应用程序
• past- 用于在闪存中存储持久参数
• protocol - 用于串行协议来测试OpenDPS设备的帮助器
• pwrctl - 功率控制，DAC和计算将ADC读数转换为例如。 电流消耗
• ringbuf - 一个ringbuffer实现
• spi_driver - 只是这样
• tft -  TFT实用函数
• tick分钟处理程序
• uframe - 串口协议的成帧
• ui - 处理用户界面
  

控制流 opendps.c中的前台程序是一个忙循环，等待事件到达循环缓冲区。 按键/串行输入/过流保护事件被放置在此缓冲区中。 应用程序调用UI模块，每250ms更新一次UI。 用户输入也在UI模块中处理。 事件是编码事件类型和可选事件数据的16位整数。 对于UART RX事件，数据显然是接收到的字节。 对于按键按压，事件还包括是否为长按的信息。

ADC和DAC管理 由于我手头没有原理图，不得不逆向计算基于ADC读数的电压/电流。 我做了一些测量，并绘制在Google文档电子表格中找出

• V_in（ADC1_IN8） - 对于给定通道8上的读数，输入电压是多少？
• V_out（ADC1_IN9） - 对于给定通道9上的读数，输出电压是多少？
• V_out（DAC） - 对于给定DAC设置，输出电压是多少？
• I_out（ADC1_IN7） - 对于给定通道7上的读数，电流是多少？
  

https://johan.kanflo.com/wp-content/uploads/2017/03/Graph-I_out-vs-ADC-300x186.png
I_out（ADC）  
https://johan.kanflo.com/wp-content/uploads/2017/03/Graph-DAC-vs.-V_out-300x186.png
DAC（V_out）  
https://johan.kanflo.com/wp-content/uploads/2017/03/Graph-ADC-vs-V_in-300x186.pngADC
ADC（V_in）
为了降低ADC IRQ处理模块的复杂性，我预先计算了设置电流上限到ADC的值，从而快速确定是否发生过流。 在这里，我遇到了一些问题，我手边的两个'5005'有不同的电流的ADC读数。其中一个返回了错误的电流，最后发现是由于当没有电流被输出时被ADC有不同的读值。 补救措施是在系统启动时获取前1000个样本，以计算0.00mA电流消耗和补偿的ADC值（请参阅adc_i_offset和hw.c中的朋友）。此外，我目前还在触发OCP之前采集了更多“过电流样本”。 这个方案需要进一步测试。


保存设置
用户的设置需要保存到非易失内存，这由past（参数存储）模块负责。 该模块使用两个块来存储数据。 一个是“当前块”：当它被占满时，将数据被复制到另一个块然后执行垃圾收集。 我利用计数器告诉哪个块是当前块。 理论上，掉电不应导致数据损坏或丢失。


图形 用户界面使用了Ubuntu Condensed平滑字体用于渲染UI的两种不同大小字体。 该字体的两个文件可以在gfx / fonts中找到。 字形本身（例如ubuntu_condensed_48.png）和一个描述每个字符宽度的图像（例如ubuntu_condensed_48_width.png）。

https://johan.kanflo.com/wp-content/uploads/2017/03/ubuntu_condensed_48.png
Ubuntu Condensed，48  宽度由第一行中的白色像素指示：

执行“make fonts”将调用font-convert.py进行转换 。字形PNG被转换为BGR565（由TFT使用）并且被写入font-X。[h | c]。 每个字形转换为单独的单元以加速了到TFT的显示拼接，具体可以参阅tft_putch（...）在tft.c中的用法。 阻塞DMA用于传输字形数据。 图标的显示也是用类似的方法处理（参见wifi.h ），执行“make graphic”进行转换。 你应该能够以很少的困难，在理论上改变字体


远程控制 使用简单的串行协议（参见protocol.h和uframe.h ），计算机可以通过UART端口控制OpenDPS设备，UART端口FTDI串口或ESP8266。当然，ESP8266更是意思一些。

这里提供一个Python脚本与OpenDPS设备交互， dpsctl.py ：
                                                        

% dpsctl.py -h usage: dpsctl.py [-h] [-d DEVICE] [-s] [-u VOLTAGE] [-i CURRENT] [-p POWER] [-P] [-L] [-l] [-S] [-j] [-v] Instrument an OpenDPS device optional arguments: -h, --help show this help message and exit -d DEVICE, --device DEVICE OpenDPS device to connect to. Can be a /dev/tty device or an IP number. If omitted, dpsctl.py will try the environment variable DPSIF -s, --scan Scan for OpenDPS wifi devices -u VOLTAGE, --voltage VOLTAGE Set voltage (millivolt) -i CURRENT, --current CURRENT Set maximum current (milliampere) -p POWER, --power POWER Power 'on' or 'off' -P, --ping Ping device -L, --lock Lock device keys -l, --unlock Unlock device keys -S, --status Read voltage/current settings and measurements -j, --json Output status as JSON -v, --verbose Verbose communications

                        
               
该实用程序支持不同OpenDPS连接方式，包括IP地址和TTY设备。 对于WiFi连接的DPS：es，您可以使用选项 -scan 扫描网络上的所有OpenDPS设备。
任何带UART的ESP8266都可以工作。 连接上GND，RX和TX，然后编译和下载esp8266-proxy（不要忘记设置您的WiFi密码）就行了。
                                                                
                                                git clone https://github.com/kanflo/esp-open-rtos.gitcd esp-open-rtosgit submodule initgit submodule updategit checkout -b netif remotes/origin/sdk_system_get_netifexport EOR_ROOT=`pwd`echo '#define WIFI_SSID "my ssid"' > include/private_ssid_config.hecho '#define WIFI_PASS "my secret password"' >> include/private_ssid_config.hcd /path/to/esp8266-proxymake && make flash
                                                        

git clone https://github.com/kanflo/esp-open-rtos.git cd esp-open-rtos git submodule init git submodule update git checkout -b netif remotes/origin/sdk_system_get_netif export EOR_ROOT=`pwd` echo '#define WIFI_SSID "my ssid"' > include/private_ssid_config.h echo '#define WIFI_PASS "my secret password"' >> include/private_ssid_config.h cd /path/to/esp8266-proxy make && make flash

                        
               
请注意，目前请不要用ESP Open RTOS源代码版本库上的master分支，因为我的个人分支上多播所需的功能尚未合并进来。
esp8266-proxy的设计是相当简单的。 它在端口5005上接收UDP数据包，然后转发到串行端口，并将响应返回到源地址和端口。
当OpenDPS启动时，WiFi图标将以1Hz闪烁。WiFi图标不闪说明你的ESP8266已经连接到的WiFi，并告诉OpenDPS它是连接。



使用-scan选项可以扫描网络：
                                                        

% dpsctl.py --scan 172.16.3.203 1 OpenDPS device found

                        
               
接下来尝试ping：
                                                        

% dpsctl.py -d 172.16.3.203 --ping

                        
               
TFT应闪烁一次作为可视提示。 如果您收到“错误：超时与设备172.16.3.203交谈”，请检查RX和TX是否连接正确。 您也可以在ESP8266和OpenDPS的RX引脚上连接FTDI串口来调试通信。


第二部分结束，请参阅第三部分，了解如何将DPS5005升级到OpenDPS 5005。


------------------注释： 目前的固件不支持恒流模式

921665973

winterpigz

921665973 发表于 2017-3-8 11:47

原贴 https://johan.kanflo.com/opendps-design/

dgpower

多谢分享

ksd

等你们玩成熟了，我再升级我的。呵呵！

jpdd521

等有了原版固件我再刷。。。