Удаленное управление устройствами — по USB и WI-FI

При организации удаленного шэка (или просто удаленного управления чем-либо) рано или поздно встает вопрос о включении/выключении различных нагрузок. Как самый распространённый вариант — переключение антенн. И тут нам на помощь приходят два популярных интерфейса — USB и WI-FI.

USB интерфейс

USB интерфейс сейчас есть в каждом компьютере (ПК) и ноутбуке, поэтому такой вариант приходит на ум первым. На ПК устанавливается специальная программа для управления, USB устройство определяется как виртуальный COM порт.

Устройство выполнено на базе МК STM32L010F4, а в качестве USB-UART преобразователя использован чип CH340C, который за время эксплуатации показал себя как удивительно надежная микросхема. Устройство имеет 16 выходных портов, которые разбиты на 2 группы по 8 портов. Две эти группы могут коммутировать разное напряжение. Вход INPUT1 используется для подачи коммутируемого напряжения на выходы A1-A8, а вход INPUT2 — на выходы A9-A16. Если использование различных напряжений не планируется, то перемычка SW1 устанавливает одинаковое напряжение коммутации для всех выходов (при этом входом может быть и INPUT1, и INPUT2).

В качестве выходных драйверов использованы ключи UDN2981 с максимальным током 500 мА (суммарно на все 8 выходов). Дабы уберечь ключи от КЗ в линии, установлены самовостанавливающиеся предохранители MF-NSMF012-2.

Программа управления написана на C#. Пример интерфейса:

Для управления любым антенным коммутатором нужно соединить выходы этой платы с соответствующими входами в самом коммутаторе. При нажатии соответствующих кнопок в программе, будет включаться нужный антенный порт.

Помимо этого, можно переключать другие устройства — предусилитель в приемной антенне, поворотное устройство (правда без обратной связи), усилитель мощности и т.д. Тут всё зависит от фантазии и потребностей. Файлы DipTrace и проект в Cube IDE.

WI-FI интерфейс

Но что делать, когда не хочется (или невозможно) тянуть провода до ПК (или его просто нет)? На помощь приходит WI-FI модуль на базе ESP8266.

Устройство имеет 8 портов на базе все той же микросхемы UDN2981. Исходники можно найти на GitHub.

Схема максимально проста. Основная часть — это DC-DC преобразователь на базе LM2576, который позволяет запитывать эту плату (и не бояться за перегрев) любым напряжением от 5 до 45В. Это же напряжение будет появляться на выходах A1-A8 при их включении. Например, если вам нужно управлять антенным коммутатором, сделанным на реле В1В, вы можете смело подавать 27В на клеммы Input_VDC.

WI-FI модуль ESp8266 может быть снабжен внешней антенной, что позволит размещать его, например, прямо на мачте, возле коммутатора антенн. Либо вообще встроить эту плату прямо внутрь корпуса коммутатора (как на заглавной фотографии этой статьи).

Устройство может работать в двух режимах:

1. Режим точки доступа. Устройство создает свою собственную WI-FI сеть, к которой можно подключиться с ноутбука или смартфона. И далее с помощью любого браузера управлять устройством. Но есть несколько минусов — это небольшая зона покрытия и невозможность подключение к другой WI-FI сети на том устройстве, которое управляет этой платой.
2. Режим клиента. Устройство регистрируется в вашей локальной WI-FI сети и получает в ней IP адрес. Лучше всего в настройках роутера сохранить этот IP адрес для этого устройства на постоянной основе, дабы он не менялся в будущем. Управление происходит из любого браузера с помощью обращения по IP адресу, присвоенному плате. Радиус действия будет определяться вашим роутером и вы не будете терять связь со своей локальной сетью (и с выходом в Интернет).

Второй вариант предпочтительнее. Для управления устройством через Интернет, вам нужно настроить переадресацию портов на роутере (для этого вы должны иметь внешний статический IP адрес). Устройство использует порт 80.

Названия на кнопках редактируются из web-интерфейса и сохраняются в энергонезависимую память модуля ESP8266.

Плата разрабатывалась специально под размеры корпуса Gainta G311.

Заключение

USB или WI-FI управление бывает полезно в самых разных ситуациях. Но я настоятельно рекомендую в удаленном шэке максимально автоматизировать все переключения, связанные с выходом в эфир. Это позволяет избежать «человеческого фактора» во время смены диапазонов. Особенно это важно при работе в соревнованиях.