Ebenhaëzer Tracking System: verschil tussen versies

Uit EurosWiki
k (Kasper van Loobergen heeft pagina Ebenhaëzer Tracking System hernoemd naar Ebenhaëzer Tracking System)
 
(32 tussenliggende versies door 9 gebruikers niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
Het '''Ebenhaëzer Tracking System''' (ETS) is een systeem waarmee de actuele positie van de [[Ebenhaëzer]] gevolgd kan worden via de [http://squall.student.utwente.nl/ets/ ETS website].
+
Het '''Ebenhaëzer Tracking System''' (ETS) was een systeem waarmee de actuele positie van de [[Ebenhaëzer]] gevolgd kon worden. Het systeem, gemaakt door Steven, Gart, Willem, Menno T en Helmich is gebaseerd op een Bluetooth GPS, oude mobiele telefoon en een microcontroller.
  
Het systeem, gemaakt door Steven, Gart, Willem, Menno T en Helmich is gebaseerd op een Bluetooth GPS, oude mobiele telefoon en een microcontroller. De positie van de Ebenhaëzer wordt iedere halve minuut geregistreerd, indien de boot vaart, en eens per kwartier via GPRS geüpload. Hierna worden alle coördinaten op de server opgeslagen en is het mogelijk om de gevaren route te bekijken. De precieze werking van het systeem wordt hieronder beschreven.
+
Het ETS is inmiddels niet meer in gebruik, maar sinds de aanschaf van een [[AIS]]-transponder is de Ebenhaëzer via diverse AIS-trackingwebsites te volgen. De bekendste is [http://www.marinetraffic.com/en/ais/details/ships/shipid:244948/mmsi:244710470/vessel:EBENHAEZER Marinetraffic].
 +
 
 +
De positie van de Ebenhaëzer werd, indien de boot voer, op vaste tijdsintervallen geregistreerd en via internet geüpload. Daarna was het mogelijk om de gevaren route via de [http://squall.student.utwente.nl/ets/ ETS website] te bekijken.
 +
 
 +
De precieze werking van het systeem wordt hieronder beschreven.
  
 
= Doel =
 
= Doel =
Het doel van het systeem is periodiek GPS coördinaten van de EH (later eventueel andere boten) te loggen en deze via een telefoon netwerk (GSM/GPRS/UMTS) doorsturen naar een internetserver. Als er geen GSM bereik is, worden de coördinaten tijdelijk opgeslagen tot er weer bereik is. Nadat de coördinaten verstuurt zijn, zal het voor iedereen mogelijk zijn om de positie en gevaren route op te vragen. Omdat we toch euros blijven en natuurlijk niks te makken hebben willen is er getracht de aanschaf en operationele kosten zo laag mogelijk te houden. Verder moet het systeem bij iedere tocht actief zijn, dus moet het automatisch aangaan zodra de massapik er op gaat, anders kan de schipper vergeten het aan te zetten.
+
Het doel van het systeem is periodiek GPS coördinaten van de EH (later eventueel andere boten) te loggen en deze via een telefoon netwerk (GSM/GPRS/UMTS) doorsturen naar een internetserver. Als er geen GSM bereik is, dienen de coördinaten tijdelijk opgeslagen te worden tot er weer bereik is. Nadat de coördinaten verstuurd zijn, moet het voor iedereen mogelijk zijn om de positie en gevaren route op te vragen. Omdat we als studenten natuurlijk niks te makken hebben, moet er getracht worden de aanschaf en operationele kosten zo laag mogelijk te houden. Verder moet het systeem bij iedere tocht actief zijn, dus moet het automatisch aangaan zodra de massapik er op gaat, anders kan de schipper vergeten het aan te zetten.
  
Het oorspronkelijke idee was op basis van SMS, maar later bleek GPRS goedkoper te zijn. Alle componenten worden in een 'broodtrommel' geplaatst en deze wordt in de koekoek van de EH bevestigd, zodat we een goede GPS en GSM ontvangst hebben. Voor netjes wegwerken is het GPS huisje een mogelijke optie voor later.
+
De verzamelde data dient op een website gepubliceerd te worden op een zodanige manier dat:
 +
* Groepen na afloop van een evenement aan kennissen en vrienden kunnen laten zien waar ze geweest zijn.
 +
* Deelnemers van evenementen als een [[Instructieweek]] kunnen zien waar de EH uithangt (mits hun telefoon GPRS ondersteunt).
 +
* Alle leden wat leuks hebben om naar te kijken als ze geen zin hebben in studeren.
  
 
= Methode/Principe =
 
= Methode/Principe =
Heel basic bestaat het ETS systeem uit de volgende dingen:<br/>
+
Het ETS systeem bestaat theoretisch gezien uit de volgende onderdelen:
* Bluetooth GPS ontvanger  
+
# GPS ontvanger,
* Controller
+
# Mobiel internet modem en
* Mobiel internet (GPRS) modem
+
# Controller.
* Micro-controller
+
De GPS ontvangt de coördinaten van de boot, de controller verwerkt deze en stuurt ze met behulp van het modem via het internet naar de webserver. De webserver luistert constant of er data van het systeem binnenkomt. Zodra de server data ontvangt, wordt dat opgeslagen in een database en getoond op de [http://squall.student.utwente.nl/ets/ ETS website]. Dit alles gebeurt zonder dat er een enkele menselijke handeling voor nodig is.
De GPS ontvangt de coördinaten. De controller verwerkt die en stuurt deze mbv van het modem via het internet naar de thuis server.
 
In ons geval bestaan de controller en GPRS modem uit een apparaat: een GSM<br/>
 
Op de GSM draait onze software die de communicatie tussen de GPS ontvanger en GPRS modem op zich neemt. De huidige (2009) nieuwe gsm's/handhelds kunnen eigenlijk direct al wat wij willen, maar ons budget is daarvoor nog ontoereikend. Het systeem wordt geacht automatisch aan te gaan zodra er mensen op de boot zijn (de stroom gaat dan aan op de boot). Bij het aangaan moet dus de telefoon en de software opgestart worden. Omdat er menselijke handelingen voor nodig waren (gsm toetsen indrukken) om de GSM en software op te starten hebben we een micro-controller gebruikt om die handelingen over te nemen.
 
De thuis server 'luistert' constant of er data van de boot binnenkomt. Zodra de server wat ontvangt wordt dat opgeslagen in een database en verwerkt op de ETS website. Nu kunnen pappie en mammie mooi kijken waar hun kroost zoal uithangt in de weekenden :p .
 
  
 +
In de praktijk gebruiken wij het volgende:
 +
# Bluetooth GPS ontvanger,
 +
# Mobiele telefoon met GPRS functionaliteit en
 +
# Java software op een mobiele telefoon gekoppeld aan een micro-controller.
  
= Aan boord =
+
Onze controller is dus verdeeld over een micro-controller en een telefoon. Aangezien de telefoon krachtiger is dan de microcontroller, neemt deze nagenoeg al het werk op zich. De micro-controller is slechts aanwezig om het opstarten en afsluiten van het systeem te coördineren.
  
== Hardware ==
+
= Aan boord van de Ebenhaëzer =
Belangrijkste dingen die er nodig zijn:
+
 
* GPS ontvanger
+
{| {{prettytable}}
* GSM met GPRS en interface naar GPS ontvanger
+
|-
* Micro-controller
+
| bgcolor="#ffbbbb" |
 +
'''''Storing september 2009; De ETS is enkele malen in een storing gevallen. Zoals het nu lijkt komt dat door kortsluiting in draden vanaf het uC PCB naar de gsm-toetsen. Hierdoor worden andere toets-combinaties bediend als bedoelt en start het ETS programma in de gsm dus niet op. Dit kan 'verholpen' worden door ff SUBTIEL de draden tussen het PCB-board en de GSM te bewegen/verleggen waardoor hopelijk de kortsluiting weg is. Komende winter zullen de ETS mensen de boel eens doormeten.'''''
 +
|-
 +
|
 +
'''Fout traceren:'''
 +
 
 +
'''De ETS gaat niet aan:'''
 +
 
 +
Branden de oranje ledjes van de laders?<br/>
 +
Ja > uC ligt eruit. Kijk ff of er stekkers los zitten. Zo niet, niet verder klooien en meenemen naar enschede.<br/>
 +
Nee > ETS krijgt geen 12 voeding vanaf de EH. Zekering in de ETS stekker gesprongen? Heeft het kompashuisje wel stroom?<br/>
 +
 
 +
 
 +
'''De ETS gaat wel aan maar we zien geen track op internet:'''
 +
 
 +
-Knippert het groene ledje op de GPSontvanger?<br/>
 +
Ja > GPS ontvanger is o.k.<br/>
 +
Nee > er is geen gps ontvangst. Haal dat kratje bier van de koekoek af.<br/>
 +
 
 +
 
 +
-Knippert het blauwe ledje op de gps ontvanger?
 +
 
 +
Ja > Verbinding tussen GSM en GPS is ok. Waarschijnlijk gaat er nu op de server in enschede wat mis. Ff bellen. <br/>
 +
Nee > geen verbinding tussen de GSM en GPS ontvanger. Ga naar volgende vraag.<br/>
 +
-Draait het ETS programma wel op de GSM? En is in de [http://squall.student.utwente.nl/ets/log.txt log] te zien dat de ETS zich aanmeld bij het opstarten?<br/>
 +
Nee > klungel ff subtiel met de draden om een sluiting op te heffen en probeer een restart. Kijk of de stappen die de gsm bij het opstarten doorloopt logisch zijn. Zie de tabel [[#Elektronische aanpassingen aan de GSMknoppen| hier]].<br/>
 +
Ja > Het programma maakt geen automatisch contact meer met de gps-ontvanger. Stop het tracen in het ETS programma en stel handmatig opnieuw in dat er bluetooth communicatie gebruikt moet worden.
 +
 
 +
- Als het ETS programma start verschijnt dan de melding "ETS uploads started"?
 +
 
 +
Nee > Het geheugen waar het ETS programma gebruik van maakt is waarschijnlijk vol. Verwijder enkele oude tracks en kijk of het nu wel werkt
 +
|-
 +
|}
  
Binnen de vereniging was er een Nokia 6230i beschikbaar.
+
Deze sectie beschrijft alles wat op de EH aanwezig is zolang het systeem draait.
De kortste slag om deze telefoon met een GPS te laten communiceren is via bluetooth. Een bluetooth gps ontvanger was niet beschikbaar binnen de vereniging dus is er een RoyalTek Bluetooth GPS Receiver, RBT-2001 aangeschaft. Deze heeft als voordeel dat die vanzelf aan gaat als er voedingspanning op gezet wordt (simpelweg omdat er een 'gewone' on/off switch op zit). De micro-controller is er eentje uit de onuitputtelijke voorraad van gart :p . Het bleek een Atmel Attiny2313 te zijn.
 
  
 +
== Hardware ==
 +
Belangrijkste zaken die er op de boot aanwezig zijn, zijn:
 +
* Bluetooth GPS ontvanger,
 +
* Mobiele telefoon met GPRS en een interface naar GPS ontvanger (Bluetooth),
 +
* Automatisch opstart systeem
  
<br/><br/>
 
=== GSM ===
 
Nokia 6230i:<br/>
 
http://nds1.nokia.com/phones/files/guides/Nokia_6230i_UG_nl.pdf<br/>
 
Firmware: V03.50 13-sept-2005
 
* kan geen symbian op
 
* draait Java
 
* heeft bluetooth (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 
* heeft een soort seriële poort: FBUS (http://en.wikipedia.org/wiki/FBus)  (niet gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 
* heeft een IR poort (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 
* heeft een USB poort (met een CA-53 of een DKU-2 kabel op de PC aan te sluiten = gewoon kabel)
 
* kan via GPRS mobiel het internet bereiken
 
<br/>
 
<br/>
 
=== SIMkaart ===
 
Willem heeft een prepaid Simyo simkaart met mobiel internet beschikbaar voor dit doel.
 
https://www.simyo.nl/selfcare/servlet/ServiceMobileInternet?uid=7202
 
Simyo gebruikt het KPN netwerk.
 
In juni 2009 rekent het simyo prepaid abbonement per dag af voor het dataverkeer in stappen van 1kB. 1 euro /MB.
 
<br/>
 
<br/>
 
 
=== GPS ontvanger ===
 
=== GPS ontvanger ===
RoyalTek RBT-2001 specificaties:<br/>
+
De kortste slag om de mobiele telefoon met een GPS te laten communiceren is via Bluetooth. Er is een RoyalTek Bluetooth GPS Receiver, RBT-2001 aangeschaft voor dit doel. Deze heeft als voordeel dat hij vanzelf aan gaat als er voedingspanning op gezet wordt (simpelweg omdat er een 'gewone' aan/uit schakelaar op zit).
 +
 
 +
RoyalTek RBT-2001 specificaties:
 
* 20 kanaals (Sirf III/WAAS)
 
* 20 kanaals (Sirf III/WAAS)
 
* Afmetingen: 7,0 x 4,1x 2,5
 
* Afmetingen: 7,0 x 4,1x 2,5
Regel 66: Regel 90:
 
* LED's voor status-indicatie
 
* LED's voor status-indicatie
  
Toelichting LED's statusindicatie
+
Toelichting LED's statusindicatie:
 
{| {{prettytable}}
 
{| {{prettytable}}
 
|-
 
|-
|'''Led''' || '''Actie''' || '''Uitleg''' || '''Normale situatie op de EH'''
+
!'''Led''' || '''Actie''' || '''Uitleg''' || '''Normale situatie op de EH'''
 
|-
 
|-
| Blauw || Uit || Geen Bluetooth verbinding met GSM ||
+
| rowspan="2" | Blauw || Uit || Geen Bluetooth verbinding met GSM || alleen bij het aanzetten
 
|-
 
|-
| Blauw || Knippert || Bluetooth verbinding met GSM werkt || *
+
| bgcolor="#bbbbff" | Knippert || Bluetooth verbinding met GSM werkt || ja
 
|-
 
|-
| Groen || Aan || GPS is aan, maar nog geen GPS fix gereed ||
+
| rowspan="2" | Groen || bgcolor="#bbffbb" | Aan || GPS is aan, maar nog geen GPS fix gereed || alleen bij het aanzetten
 
|-
 
|-
| Groen || Knippert || GPS is aan en heeft een fix || *
+
| bgcolor="#bbffbb" | Knippert || GPS is aan en heeft een fix || ja
 
|-
 
|-
| Geel || Uit || Batterij is voldoende vol ||
+
| rowspan="3" | Rood/Geel || Uit || Batterij is voldoende vol || ja
 
|-
 
|-
| Geel || Knippert || Batterij is bijna leeg ||
+
| bgcolor="#ffbbbb" | Rood || Batterij is bijna leeg || nee
 
|-
 
|-
| Geel || Aan || Batterij hangt aan de lader en wordt opgeladen || *
+
| bgcolor="#ffffbb" | Geel || GPS hangt aan de lader en wordt opgeladen || ja
 
|}
 
|}
  
<br/>
+
=== Mobiele telefoon ===
<br/>
+
Er is een [http://nds1.nokia.com/phones/files/guides/Nokia_6230i_UG_nl.pdf Nokia 6230i] gedoneerd aan het project.
  
=== Automatisch starten ===
+
Nokia 6230i:
Om het systeem autoamtisch aan te laten gaan moeten de volgende dingen gebeuren:
+
Firmware: V03.50 13-sept-2005
* GSM inschakelen
+
* kan geen symbian op
* GPS inschakelen
+
* draait Java
* Applicatie starten
+
* heeft bluetooth (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 +
* heeft een soort seriële poort: [http://en.wikipedia.org/wiki/FBus FBUS] (niet gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 +
* heeft een IR poort (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 +
* heeft een USB poort (met een CA-53 of een DKU-2 kabel op de PC aan te sluiten = gewoon kabel)
 +
* kan via GPRS mobiel het internet bereiken
 +
 
 +
==== SIMkaart ====
 +
Als provider hebben we voor Simyo prepaid gekozen, vanwege [https://www.simyo.nl/selfcare/servlet/ServiceMobileInternet?uid=7202 de lage kosten voor mobiel internet]. Simyo gebruikt het KPN netwerk.
 +
 
 +
In juni 2009 rekent het Simyo prepaid abonement per dag af voor het dataverkeer met als kosten 1 euro per MB, berekend in stappen van 1 kB.
  
Om de GSM in te schakelen moet de powerknop 3 seconden ingedrukt worden.<br/>
+
=== Automatisch opstarten ===
De GPS gaan vanzelf aan als die stroom krijgt.<br/>
+
Om het systeem automatisch aan te laten gaan moeten de volgende dingen gebeuren:
 +
* GSM inschakelen,
 +
* GPS inschakelen en
 +
* ETS applicatie op de mobiele telefoon starten.
  
Het automatisch starten van Java software is nogal lastig. Automatisch programma's op starten bij boot-up was niet mogelijk en opstarten door een externe trigger vereiste altijd aan handmatige bevestiging van de gebruiker.
+
Om de GSM in te schakelen moet de powerknop 3 seconden ingedrukt worden. De GPS gaat vanzelf aan als hij stroom krijgt.
Het automatisch opstarten hebben we nu opgelost door elektronisch schakelaars parallel aan de GSM knoppen te solderen en deze mbv een microcontroller (uC) electrisch aan sturen.
 
<br/>
 
<br/>
 
==== Elektronische aanpassingen aan de GSMknoppen====
 
In de figuur zie je een opengemaakte Nokia 7250i, waarbij het printje met de knoppen te zien is. Na wat prutsen bleek dat de knoppen heel eenvoudig maak contactjes zijn dmv twee ringetjes die met elkaar moeten worden verbonden.  
 
  
[[Afbeelding:Nokia 7250i open.jpg|thumb|300px|centre|opengewerkte nokia 7250i]]
+
Het automatisch starten van Java software is nogal lastig: hiervoor moeten drie knoppen ingedrukt worden. Daarna moet er nog één keer een knop ingedrukt worden om de software te authorizeren om internet te gebruiken. Voor dit alles zijn twee verschillende knoppen nodig. Deze worden bediend door elektronisch schakelaars die parallel aan de GSM knoppen zijn gesoldeerd en door een microcontroller electrisch worden aangestuurd.
  
 +
==== Elektronische aanpassingen aan de GSMknoppen ====
 +
[[Afbeelding:Nokia 7250i open.jpg|thumb|300px|right|Opengewerkte Nokia 7250i]]
  
Op deze manier zijn er 20 verschillende knoppen op deze telefoon, die in een matrixvorm aangesloten zijn. Het is dus mogelijk om met 5 + 4 = 9 signalen het hele keypad aan te sturen. Het volgende figuur verduidelijkt een en ander. Voor het schakelen van een knop kan heel simpel een optocoupler gebruikt worden, die de twee ringen als het ware kortsluit. De ingang van de optocoupler zit dan aan een microcontroller uitgang. Hier heb ik even mee geëxperimenteerd in dit werkt uitstekend. (PS in eerste instantie gebruikten we transistoren maar dat kan niet omdat er dan een gemeenschappelijke massa gemaakt moet worden)
+
In de afbeelding rechts zie je een opengemaakte Nokia 7250i, waarbij het printje met de knoppen te zien is. De knoppen zijn heel eenvoudige maak contactjes bestaande uit twee ringetjes die met elkaar moeten worden verbonden. Op deze manier zijn er 20 verschillende knoppen op deze telefoon, die in een matrixvorm aangesloten zijn. Het is dus mogelijk om met 5 + 4 = 9 signalen het hele keypad aan te sturen. Het onderstaande figuur verduidelijkt een en ander. Voor het schakelen van een knop kan heel simpel een optocoupler gebruikt worden, die de twee ringen als het ware kortsluit. De ingang van de optocoupler zit dan aan een microcontroller uitgang. (Transistoren werken niet omdat er dan een gemeenschappelijke massa gemaakt moet worden.)
  
[[Afbeelding:Nokia_keypad_7250i.jpg|thumb|300px|centre|elektrisch schema achter het keypad van de nokia 7250i. Optcocouplers worden gebruikt om de 2 ringen kort te sluiten waardoor die bewuste toets wordt bedient.]]
+
[[Afbeelding:Nokia_keypad_7250i.jpg|thumb|300px|centre|Elektrisch schema achter het keypad van de Nokia 7250i. Optcocouplers worden gebruikt om de 2 ringen kort te sluiten waardoor die bewuste toets wordt bediend.]]
  
De toetsen waaraan gesoldeerd is kunnen niet meer op de oude manier bediend worden. Om toch ook nog handmatige bediening mogelijk te maken (bijv. voor telefoon instellingen en software updates) is er naast elke optocoupler ook nog een externe druk schakelaar parallel gesoldeerd.
+
De toetsen waaraan gesoldeerd is kunnen niet meer op de oude manier bediend worden. Om toch ook nog handmatige bediening mogelijk te maken (bijvoorbeeld voor het wijzigen van telefoon instellingen en het doen van software updates) is er parallel aan elke optocoupler ook nog een externe drukschakelaar gesoldeerd.
  
Door gebruik te maken van de snelkeuze functies zijn er 3 knoppen nodig om de ETS te bedienen.
+
Door gebruik te maken van de snelkeuze functies zijn er 3 knoppen nodig om de ETS te bedienen, namelijk:
* GSM power knop
+
* de GSM powerknop,
* Linker keuze knop
+
* de linker keuzetoest en
* Select knop
+
* de selecttoest.
  
 
Om op te starten worden deze op de volgende manier aangestuurd:
 
Om op te starten worden deze op de volgende manier aangestuurd:
 
{| {{prettytable}}
 
{| {{prettytable}}
 
|-
 
|-
|powerknop || 'aan' || gedurende 3 seconden(telefoon gaan aan)
+
! Knop || Ingedrukt gedurende (s) || Actie
 +
|-
 +
| Powerknop || 3 || Telefoon gaan aan.
 
|-
 
|-
| || ||Wachten tot de GSM opgestart is.<br/>
+
| || ||Wachten tot de GSM opgestart is.
 
|-
 
|-
| Keuzetoets || 'aan' || gedurende 0.1 seconden (snelkeuze opties komen in beeld; 'verzameling' staat boven aan)<br/>
+
| Keuzetoets || 0,1 || Snelkeuze opties komen in beeld, 'verzameling' staat boven aan.
 
|-
 
|-
| || || Wachten tot de de map geopend is.<br/>
+
| || || Wachten tot het menu geopend is.
 
|-
 
|-
| Selecttoets || 'aan' || gedurende 0.1 seconden (map 'verzameling' wordt gekozen)<br/>
+
| Selecttoets || 0,1 || Map 'verzameling' wordt gekozen.
 
|-
 
|-
| || || Wachten tot de de map geopend is.<br/>
+
| || || Wachten tot de map geopend is.<br/>
 
|-
 
|-
| Selecttoets || 'aan' || gedurende 0.1 seconden (start eurostrack programma)<br/>
+
| Selecttoets || 0,1 || EurosTrack programma wordt gestart.
 
|-
 
|-
| || || Wachten tot netwerktoegang gevraagd wordt
+
| || || Wachten tot netwerktoegang gevraagd wordt.
 
|-
 
|-
| Keuzetoets || 'aan' || gedurende 0.1 seconden (bevestig netwerktoegang)<br/>
+
| Keuzetoets || 0,1 || Netwerktoegang wordt bevestigd.
 
|-
 
|-
 
|}
 
|}
<br/>
+
 
Om de ETS uit te zetten wordt gewoon de power knop weer 3 seconden indrukt.<br/>
+
Om de ETS uit te zetten wordt gewoon de powerknop weer 3 seconden ingedrukt.
<br/>
+
 
 
==== Microcontroller ====
 
==== Microcontroller ====
De microcontroller heeft de volgende taken:
+
De micro-controller is een [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC2543.PDF Atmel Attiny2313] (willekeurig gekozen uit de onuitputtelijke voorraad van Gart). Deze heeft de volgende taken:
 
* De telefoon aan zetten en het ETS programma opstarten zodra de massapik omgezet wordt.
 
* De telefoon aan zetten en het ETS programma opstarten zodra de massapik omgezet wordt.
* De telefoon uitzetten als de massapik er langer dan een bepaalde tijd af is.
+
* De telefoon uitzetten als de boordspanning er langer dan een bepaalde tijd af is.
  
Dit is voor een ideale situatie. Maar het gebeurd ook dat de stroom op de EH er heel even af is omdat er naar walstroom geschakeld wordt (tijdens het opstarten van de ETS). Hierdoor kan de uC in de war komen en de GSM uit zetten ipv aan. We moeten dus ook naar de status van de GSM kijken om de juiste actie te ondernemen.
+
De telefoon wordt niet direct uitgezet als de spanning er af gaat, omdat dan het omschakelen op walstroom er voor zou zorgen dat het systeem even uit gaat. Om te beslissen welke actie het systeem moet ondernemen, is het nodig te weten of het systeem aan of uit zou moeten zijn en wat de huidige status van het systeem (dus de telefoon) is. De benodigde invoer is dus:
 +
* de aanwezigheid van boordspanning en
 +
* de status van de telefoon.
  
Voor een goede afwerking moeten er dus twee dingen bekend zijn:
+
De microcontroller hoeft dus alleen maar iets te doen aan het begin en aan het eind van een evenement. In de tussentijd wordt deze in de slaapstand gezet om stroomverbruik te beperken. De boordspanning van de EH dient als interrupt om de uC uit de slaapstand te halen. Zodra de uC wakker wordt, gaat deze kijken wat er moet gebeuren: alleen als er boordspanning is, zou het systeem aan moeten zijn. Om niet bij elke omschakeling naar walstroom de hele ETS opnieuw op te starten, wordt de telefoon pas uitgeschakeld als de boordspanning er minstens 1 minuut af is.
* Massapik status
 
* Telefoon status
 
  
De microcontroller doet dus alleen maar iets aan het begin en aan het eind van een evenement. In de tussentijd wordt deze in de slaapstand gezet om stroomverbruik te beperken. De voeding vanaf de EH dient als interrupt om de uC uit de slaapstand te halen. Om niet bij elke omschakeling naar walstroom de hele ETS opnieuw op te starten moet de massapik er minstens 1 minuut af zijn.<br/>
+
Om debuggen tijdens het ontwerpen en later op de EH te vergemakkelijken is er een controle LED geplaatst. De geeft de status van het programma weer d.m.v. van een knippercode. De led is altijd aan zolang de uC niet slaapt, maar geeft m.b.v. de signalen IQ(1), IQ(2) of IQ(3) aan wat hij van plan is te doen (zie paragraaf [[#IO|IO]] voor meer informatie over deze knippercode).
Om tijdens het foutzoeken tijdens het ontwerpen en later op de Eh te vergemakkelijken is er een controlle LED geplaatst. De geeft de status van het programma weer dmv van een knipper code.
 
  
We hebben een [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC2543.PDF Atmel attiny2313] uC:<br/>
+
===== Boordspanning status =====
 +
Er is een pin om te kijken of de EH boordspanning aan is, dit is tevens een interrupt pin om uit de slaapstand te komen.
 +
De maximale spanning op een IO poort is: Vcc+0,5 Volt. Er wordt een spanningsdeler van twee weerstanden gebruikt om de 12 volt voeding vanuit de EH om te zetten naar 3,7 volt. Om ook de uC wakker te krijgen, moeten we een Pin Change Interrupt hebben, dus gebruiken we poorten "PCINTO(n)".
  
We hebben een aantal pinnen van de uC nodig:<br/>
+
===== Telefoonstatus =====
'''Voeding:'''<br/>
+
Het vervelende is dat de telefoon geen pin heeft die eenduidig aangeeft of de telefoon aan of uit staat. Als de telefoon niet aan de lader hangt, bestaat zo'n pin wel. Hangt de telefoon echter wel aan de lader, dan geeft deze pin altijd spanning, ook als de telefoon uit staat. Of de lader wel of geen spanning heeft, wordt bij ons systeem bepaald door de massapik. Het systeem kan hier dus geen invloed op uitoefenen en moet zowel met als zonder laderspanning de status van de telefoon kunnen bepalen. Als oplossing hiervoor gebruiken we twee ingangen:
We voeden de uC vanuit de GSM batterij, dus 3,7 volt.
+
* We zetten de achtergrond LED verlichting van de telefoon op 'altijd aan' zolang de telefoon aan de lader zit. Hierdoor kunnen we, als er boordspanning op de EH is, de status van de telefoon uitlezen door te kijken of er spanning over de LEDs staat.
 +
* Een bepaalde pin geeft, als de massapik eraf is, een spanning van 2,7 volt als de telefoon aan is en 0 als de telefoon uit is. Hiermee kunnen we dus de telefoonstatus uitlezen als er geen boordspanning is.
 +
Aangezien de uC weet of er boordspanning is of niet, kan met deze twee signalen de telefoonstatus op ieder moment worden gecontroleerd.
  
'''Telefoonstatus'''<br/>
 
Het vervelende was dat we op de GSM geen pin konden vinden die een logisch uitkomst gaf overeenkomstig met de GSM status. We hebben een work-around gemaakt:
 
* We zetten de achtergrond LED verlichting van de GSM op 'altijd aan' en tappen dit af. Dit werkt alleen als de massapik erop zit
 
* Een bepaalde pin (lader??) geeft, als de massapik eraf is, een spanning van 2,7 volt als de GSM aan is en 0 als de GSM uit is. Dit werkt dus alleen als de massapik eraf is.
 
 
Beide signalen tappen we via een buffer af en sturen die de uC in. Omdat de buffer niet nodig is als de uC in de slaapstand zit, wordt de voeding van de buffer ook vanuit de uC geregeld.
 
Beide signalen tappen we via een buffer af en sturen die de uC in. Omdat de buffer niet nodig is als de uC in de slaapstand zit, wordt de voeding van de buffer ook vanuit de uC geregeld.
De LED spanning is rond de 3 volt dus die kan als IO dienen.
+
De LED spanning is rond de 3 volt, hiermee kan dus rechtstreeks een IO poort bediend worden.  
De 2,7 volt van de lader pin is te laag om als IO te dienen dus dat doen we via de intern comperator van de uC.<br/>
+
De 2,7 volt van de lader pin is te laag om een IO poort mee te bedienen, dus dat doen we via de interne comparator van de uC.<br/>
Opmerking: De interne referentiespanning kan alleen op AIN0 ingesteld worden. Dit betekend dat de GSM op de negatieve AIN1 moet. Hierdoor werkt het bitje geinventeerd. Geen probleem maar wel ff opletten in de software.
+
Opmerking: De interne referentiespanning kan alleen op AIN0 ingesteld worden. Dit betekent dat de telefoon op de negatieve AIN1 moet. Hierdoor werkt het bitje geïnverteerd. Geen probleem maar wel ff opletten in de software.<br/>
  
'''Massapik status'''<br/>
+
===== Voeding =====
IO voor om te kijken of de EH boordspanning aan is, tevens INTERRUPT pin om uit de slaapstand te komen:<br/>
+
We voeden de uC vanuit de telefoon batterij, dus 3,7 volt.<br/>
De maximale spanning op een IO poort is: Vcc+0,5 Volt. We hebben een spanningsdeler van twee weerstanden gebruikt om de 12 volt voeding vanuit de EH om te zetten naar 3,7 volt.
 
Om ook de uC wakker te krijgen moeten we een Pin Change Interrupt hebben > dus poorten "PCINTO(n)"<br/>
 
  
'''IO:'''<br/>
+
===== IO =====
3 poorten om de GSM toetsen aan te sturen
+
De uitvoer bestaat uit 3 poorten om de GSM toetsen aan te sturen, 1 uitgang voor de controle/status led en 1 uitgang voor de voeding van de buffer IC.
1 uitgang voor de controle/status led
 
1 uitgang voor de voeding van de buffer IC
 
  
 
Een overzicht van de uC pinbezetting:
 
Een overzicht van de uC pinbezetting:
 
{| {{prettytable}}
 
{| {{prettytable}}
 
|-
 
|-
|Pin ||Name ||Function  
+
!Pin || Name || Function  
 
|-
 
|-
 
|2 || PD0 || Uitgang naar controle/status indicatie LED
 
|2 || PD0 || Uitgang naar controle/status indicatie LED
Regel 202: Regel 232:
 
|12 || AIN0 || positieve ingang comparator; naar interne referentie spanning (1.1 volt)
 
|12 || AIN0 || positieve ingang comparator; naar interne referentie spanning (1.1 volt)
 
|-
 
|-
|13 || AIN1 || negatieve ingang comperator; naar de 'lader connector' (via buffer IC)
+
|13 || AIN1 || negatieve ingang comparator; naar de 'lader connector' (via buffer IC)
 
|-
 
|-
|14 || PB2 || ingang vanaf GSM Led (via buffer IC met afvlak condensator), werkt alleen als de massapik erop zit
+
|14 || PB2 || ingang vanaf telefoon achtergrond LED (via buffer IC met afvlak condensator), werkt alleen als de massapik erop zit
 
|-
 
|-
 
|15 || PB3/PCINT3 || ingang vanaf spanningsdeler EH voeding
 
|15 || PB3/PCINT3 || ingang vanaf spanningsdeler EH voeding
Regel 212: Regel 242:
 
|}
 
|}
  
 +
[[Afbeelding:ETSschema.jpg|thumb|300px|right|Elektrisch schema om de uC aan te sluiten]]
 +
 +
Het systeem heeft het schema dat is weergegeven in de afbeelding rechts. Hierin worden de volgende onderdelen gebruikt:
 +
* Microcontroller: Atmel Attiny 2313.
 +
* Buffer: LM324N.
 +
* Optocoupler: CNY17F.
 +
 +
De code die de uC draait is te vinden [[#code_micro-controller|in de bijlage]].
  
Al met al hebben we het volgende schema:<br/>
+
===== Status-LED =====
[[Afbeelding:ETSschema.jpg|thumb|300px|centre|Electrisch schema om de uC aan te sluiten]]
+
De status van de microcontroller wordt door door middel van een rode LED weergegeven. Deze LED is aan zolang de microcontroller draait, tenzij deze slaapt. De LED geeft de status van het systeem aan met een van de volgende lichtkarakters (1× knipperen betekent LED 1× uit):
<br/>
 
In de uC hebben we [<link naar onder>[deze]] code geknald.<br/>
 
<br/>
 
Uitleg van de status LED:
 
 
{| {{prettytable}}
 
{| {{prettytable}}
 
|-
 
|-
|LED ||Uitleg  
+
! Code || Status-LED || Uitleg  
 
|-
 
|-
| aan || uC is wakker en is aan het wachten of een routine uitvoeren
+
| || aan || uC is wakker en is aan het wachten of een routine uitvoeren
 
|-
 
|-
| uit || uC slaapt
+
| || uit || uC slaapt
 
|-
 
|-
| knippert 1x || ETS gaat worden opgestart  
+
| IQ(1) || knippert || ETS gaat worden opgestart  
 
|-
 
|-
| knippert 2x || ETS gaat worden uitgezet
+
| IQ(2) || knippert || ETS gaat worden uitgezet
 
|-
 
|-
| knippert 3x || uC gaat in de slaapstand  
+
| IQ(3) || knippert || uC gaat in de slaapstand  
 
|-
 
|-
 
|}
 
|}
  
<br/>
 
  
 
=== Voeding ===
 
=== Voeding ===
Regel 241: Regel 274:
 
* Via een diode met de GSM adapter (om te voorkomen dat er stroom vanuit de GSM accu door de lader terug gaat lopen)
 
* Via een diode met de GSM adapter (om te voorkomen dat er stroom vanuit de GSM accu door de lader terug gaat lopen)
 
* De GPS ontvanger adapter
 
* De GPS ontvanger adapter
<br/><br/>
+
 
 +
Naast de voeding van de EH hebben de mobiele telefoon en GPS-ontvanger ook een interne accu. Hier kan het systeem ook op draaien. Hierbij moet de ETS handmatig opgestart worden met de externe toetsen en de uC moet uitgeschakeld worden anders gaat die de telefoon weer uitzetten. Het uitzetten van de uC kan eenvoudig door de 'laderplug' uit de telefoon te halen. Laden hoeft immers toch niet en de uC heeft zo geen massa en dus geen voeding meer.
 +
 
  
 
=== Behuizing ===
 
=== Behuizing ===
De behuizing is een 'tupperware' trommel. Lekker degelijk model die niet bij de eerste torsie al open springt. Met het geluidsisolerende schuim van hans dat in de loods ligt kunnen alle delen 'fixed' in de trommel geplaatst worden.
+
De behuizing is een Curver trommel. Lekker degelijk model die niet bij de eerste torsie al open springt. Met het geluidsisolerende schuim van hans dat in de loods ligt kunnen alle delen 'fixed' in de trommel geplaatst worden.
 
In de behuizing zitten:
 
In de behuizing zitten:
* GSM
+
* Mobiele telefoon met externe knoppen en kabels.
* GPS muis
+
* GPS muis.
* Micorcontroller PCB
+
* Microcontroller PCB.
* 2x adapter PCB voor voeding GPS en GSM
+
* 2x adapter PCB voor voeding GPS en GSM.
* En een bult pruttel om de loze ruimte op te vullen
+
* Opvulling.
<br/><br/>
+
 
 +
[[Afbeelding:ETSuitgeklapt.jpg|thumb|300px|centre|ETS onderdelen in werkelijkheid]]
 +
[[Afbeelding:ETSinbehuizing.jpg|thumb|300px|centre|ETS in zijn behuizing]]
 +
 
  
 
== Software ==
 
== Software ==
 
===Howto software op de GSM installeren===
 
===Howto software op de GSM installeren===
Met de Nokia Suite kun je heel eenvoudig .jar applicaties installeren op je telefoon. Verbind je telefoon met de computer, start Nokia Suite, klik op Toepassingen installeren, selecteer de .jar bestanden en klik op het groene pijltje. Binnen no-time staat ze erop en kun je ze gebruiken via het menu, Toepassing => Verzameling
+
Met de [http://europe.nokia.com/get-support-and-software/download-software/nokia-pc-suites/compatibility-and-download#163 Nokia Suite] (zie ook de [http://nds1.nokia.com/files/support/global/phones/software/Nokia_PC_Suite_UG_dut.pdf handleiding]) kun je heel eenvoudig .jar applicaties installeren op je telefoon. Verbind je telefoon met de computer, start Nokia Suite, klik op Toepassingen installeren, selecteer de .jar bestanden en klik op het groene pijltje. Binnen no-time staat ze erop en kun je ze gebruiken via het menu, Toepassing => Verzameling.
 
Nokia Suite op je desktop PC/laptop:<br/>
 
handleiding:<br/>
 
http://nds1.nokia.com/files/support/global/phones/software/Nokia_PC_Suite_UG_dut.pdf<br/>
 
software:<br/>
 
http://europe.nokia.com/get-support-and-software/download-software/nokia-pc-suites/compatibility-and-download#163<br/>
 
 
   
 
   
Communicatie kan via IR, bluetooth of een kabel. Communicatie gaat best aardig, soms moet je een 2 poging doen met installeren maar de Java applicaties draaien. :) <br/>
+
Communicatie kan via IR, bluetooth of een kabel. Bij het installeren met behulp van Nokia Suite, moet er op gelet worden dat het .jad bestand (dat door de compiler aangemaakt wordt) niet in dezelfde map staat als de applicatie (.jar), dan gaat het mis bij het installeren ('ongeldige toepassing'). Verder gaat installeren ook wel eens gewoon mis, in dat geval moet je het gewoon nog een keer proberen.
  
 
=== ETS software ===
 
=== ETS software ===
 
Steven heeft het programma [http://www.qcontinuum.org/gpstrack/ GPS Track] aangepast. Er is een extra 'ETS' menu in het options menu waar de boot en log en upload tijden naar de ETS server gekozen kunnen worden.
 
Steven heeft het programma [http://www.qcontinuum.org/gpstrack/ GPS Track] aangepast. Er is een extra 'ETS' menu in het options menu waar de boot en log en upload tijden naar de ETS server gekozen kunnen worden.
  
Bij het installeren mbv NokiaSuite moet er op gelet worden dat het .jad (dat door de compiler aangemaakt wordt) bestand niet in dezelfde map staat als de applicatie (.jar), dan gaat het mis bij het installeren ('ongeldige toepassing'). Verder gaat installeren ook wel eens gewoon mis > gewoon nog een keer proberen.
+
Na het installeren moeten de toegangsrechten van connectiviteit van het ETS programma nog even ingesteld worden op 'altijd toestaan'.  
Na het installeren moet er in de GSM bij de opties van het ETS programma toegang connectiviteit nog even op 'altijd toestaan' gezet worden.
+
Helaas kan de optie 'netwerktoegang'(=gprs) niet op 'altijd toestaan' gezet worden. De uC moet dus ook deze stap bevestigen. Bij het starten van de applicatie wordt daarom direct data (0kb) verstuurd zodat er netwerktoegang gevraagd wordt en de uC dit nog even kan bevestigen. Daarna wordt, zolang de toepassing draait, die toegang niet meer gevraagd en kunnen we 'gaan met die banaan'.
 
 
Helaas kan de optie 'netwerktoegang'(=gprs) niet op 'altijd toestaan' gezet worden. De uC moet dus ook deze stap bevestigen. Bij het starten van de applicatie versturen we dus direct even data (0kb) zodat er netwerktoegang gevraagd wordt en de uC dit nog even kan bevestigen. Daarna wordt, zolang de toepassing draait, die toegang niet meer gevraagd en kunnen we 'gaan met die banaan'.
 
  
 
'''Features'''
 
'''Features'''
* Bij opstarten direct GPRS verbinden zoeken zodat dit bevestigd kan worden door de uC  
+
* Bij opstarten direct GPRS verbinden zoeken zodat dit bevestigd kan worden door de uC .
* Zo min mogelijk bevestigen bij opstarten
+
* Zo min mogelijk bevestigen bij opstarten.
* GPS apparaat keuze
+
* GPS apparaat keuze.
* Bootkeuze optie
+
* Optie om boot te kiezen.
* logtijd variabel
+
* Logtijd variabel.
* upload tijd variabel
+
* Upload tijd variabel.
* verplaatsing meenemen
+
* Minimale verplaatsing variabel.
* tijd meesturen (vaste tijdzone)
+
* Tijd meesturen (vaste tijdzone).
* meetpunten meesturen
+
* Meetpunten meesturen.
* Bufferen als er geen GPRS netwerk is
+
* Bufferen als er geen GPRS netwerk is.
* Bluetooth verbinding opnieuw opzetten als de bluetooth communicatie uitvalt
+
* Bluetooth verbinding opnieuw opzetten als de bluetooth communicatie uitvalt.
 
 
  
 
Gewenst:
 
Gewenst:
* 1x GPS lokatie loggen bij het aanzetten van de ETS & versturen?? (ligt aan de kosten)
+
* Niet belangrijke meetpunten uitfilteren (bv: alle tussenliggende punten van een rechte lijn, of alleen als de koers verandert).
* niet belangrijke meetpunten uitfilteren (bv: alle tussenliggende punten van een rechte lijn, of alleen als de koers veranderd)
 
<br/>
 
 
 
 
 
  
'''Openstaande vragen'''
+
'''Interessante situaties'''
 
* Wat gebeurt er als er geen GPS aanwezig is?
 
* Wat gebeurt er als er geen GPS aanwezig is?
** Waarschijnlijk gaat het verbinden gewoon mis en werkt het systeem niet tot de stroom er opnieuw op gaat.
+
** De ETS software merkt dit na een time-out, en gaat dan opnieuw een verbinding proberen op te zetten.
 
* Wat gebeurt er als er geen GPS fix is?
 
* Wat gebeurt er als er geen GPS fix is?
 
** Het systeem blijft draaien maar logt geen nieuwe coördinaten.
 
** Het systeem blijft draaien maar logt geen nieuwe coördinaten.
 
* Wat gebeurt er bij geen GPRS netwerk?
 
* Wat gebeurt er bij geen GPRS netwerk?
** Waarschijnlijk gaat het verzenden mis, waarna de niet verzonden coördinaten bij de volgende zendpoging worden meegenomen.
+
** Het verzenden mis, waarna de niet verzonden coördinaten bij de volgende zendpoging alsnog worden verzonden.
* Buitenlandse netwerken blokken?
+
* Wat gebeurt er als we op een buitenlandse netwerken zitten?
** Waarschijnlijk vaart de EH zo weinig in Duitsland dat dit geen grote kostenpost gaat worden. Mocht ons beltegoed echter te snel opraken, dan kunnen we hier altijd nog naar kijken.
+
** Simyo biedt in het buitenland geen GPRS aan, dus gebeurt er hetzelfde als bij het vorige punt en hoeven we niet bang te zijn voor hoge kosten.
* Wat gebeurd er als de gsm gebeld wordt?
+
* Wat gebeurt er als de GSM gebeld wordt?
** De software draait gewoon door, als je afsluit zie een gemist bericht.
+
** De software draait gewoon door, als je afsluit zie een gemist bericht. Bellen tijdens de opstartprocedure zou misschien problemen kunnen veroorzaken, maar de kans dat precies dan wordt gebeld is zeer klein.
 
 
 
 
  
 
=== Broncode ===
 
=== Broncode ===
Jahaa die zou je wel willen hebben he :p
+
Steven heeft de ETS broncode, Helmich en Gart hebben een backup.
 
 
 
 
  
<br/><br/>
+
= In Enschede=
= Op het internet =
+
De data die de GSM upload is dus helemaal gestript. Geen poespas, alleen de bootletter, UTC-tijd en GPS-lokatie. De server in Enschede haalt deze data weer uit elkaar en verwerkt het in een database.
=== Features ===
 
De data die de GSM upload is dus helemaal gestript. Geen poespas, alleen de bootletter, tijd en lokatie. De server haalt deze data weer uit elkaar en verwerkt het in een database.
 
Gewenst: Uitleg van wat de server in enschede precies doet.
 
  
 +
De server regelt o.a. de volgende dingen:
 
* Opslaan ontvangen data in database
 
* Opslaan ontvangen data in database
* Nieuw tracks definieren na 45 minuten stilstand
+
* Er wordt een nieuw track gedefinieerd als er 45 minuten lang geen data binnen gekomen is
* Interfacing na waterkaart
+
* Interfacing naar de ETS waterkaart
<br/>
 
<br/>
 
 
 
 
 
  
 
= Ontwerpbeslissingen =
 
= Ontwerpbeslissingen =
Regel 334: Regel 349:
  
 
== Java op de telefoon ==
 
== Java op de telefoon ==
Voor het versturen van de data zijn vier verschillende mogelijkheden: door Java op de telefoon, door andere software op de telefoon, door de microcontroller of door een PC.
+
Voor het versturen van de data zijn vier verschillende mogelijkheden:  
 +
# door Java op de telefoon,  
 +
# door andere software op de telefoon,
 +
# door de microcontroller of
 +
# door een PC.
 +
 
 +
Optie 2 is mogelijk bij een open source besturingssysteem op de telefoon (bijvoorbeeld Symbian) of een telefoon die toestaat software te draaien waarop geen veiligheidsrestricties van toepassing zijn. Helaas gaat dit alleen met de duurdere telefoons en was het voor ons geen optie.
 +
 
 +
Het gebruiken van de telefoon als GPRS modem zou niet moeilijk moeten zijn vanaf een PC. Het gebruik van een PC kost echter te veel ruimte en stroom om in de EH in te bouwen, aangezien we geen dure PC willen aanschaffen. Vanaf een microcontroller is hetzelfde mogelijk, maar lastig te implementeren. Dit komt omdat een telefoon slechts de mogelijkheid biedt om een PPP verbinding op te zetten, waarover de microcontroller dat nog zelf een TCP/IP stack moet opzetten. Dus vallen optie 3 en 4 ook af.
 +
 
 +
Uit het voorgaande kunnen we concluderen dat optie 1 het beste is, aangezien het gebruik van Java op de telefoon de makkelijkste optie is.
  
== Microcontroller ==
+
== Starten m.b.v. microcontroller ==
 
Het automatisch starten van Java software is nogal lastig. Sommige telefoons hebben de eigenschap "Nokia-MIDlet-auto-start: yes", het is echter onduidelijk welke telefoons dit ondersteunen. Waarschijnlijk alleen telefoons die meerdere applicaties tegelijk kunnen draaien en dat zijn alleen de nieuwere modellen.
 
Het automatisch starten van Java software is nogal lastig. Sommige telefoons hebben de eigenschap "Nokia-MIDlet-auto-start: yes", het is echter onduidelijk welke telefoons dit ondersteunen. Waarschijnlijk alleen telefoons die meerdere applicaties tegelijk kunnen draaien en dat zijn alleen de nieuwere modellen.
 +
 
Met behulp van de Push Registry is het wel mogelijk om de applicatie te starten bij een inkomende event, bijvoorbeeld een SMS of een vooraf ingesteld alarm. Helaas vraagt de Nokia uit Series 40 platform de gebruiker elke keer om bevestiging voor het programma echt gestart wordt door een Push-actie. Voor ons is dit dus geen handige optie.
 
Met behulp van de Push Registry is het wel mogelijk om de applicatie te starten bij een inkomende event, bijvoorbeeld een SMS of een vooraf ingesteld alarm. Helaas vraagt de Nokia uit Series 40 platform de gebruiker elke keer om bevestiging voor het programma echt gestart wordt door een Push-actie. Voor ons is dit dus geen handige optie.
  
Regel 343: Regel 369:
 
# Altijd aanlaten; maar hiervoor was het stroomverbruik te hoog.
 
# Altijd aanlaten; maar hiervoor was het stroomverbruik te hoog.
 
# Mechanisch starten door de knoppen in te drukken, maar dat leek een beetje omslachtig
 
# Mechanisch starten door de knoppen in te drukken, maar dat leek een beetje omslachtig
# Elektronisch schakelaars aan de knoppen solderen en deze mbv een microcontroller (uC) electrisch aan sturen.  
+
# Elektronisch schakelaars aan de knoppen solderen en deze m.b.v. een microcontroller (uC) elektrisch aan sturen.  
  
 
Uiteindelijke bleek de laatste optie het handigst.
 
Uiteindelijke bleek de laatste optie het handigst.
  
 +
= Doorontwikkelingsinfo =
 +
 +
In dit deel staat nog informatie die wij gewonnen hebben en niet direct van toepassing is op het huidige systeem, maar misschien nog nuttig is voor een opvolger/alternatief.
 +
 +
== Opties ==
 +
 +
=== IR in plaats van Bluetooth ===
 +
 +
Mogelijke optie is om GPRS GSM + IR GPS te gebruiken. Voor ongeveer 10 euro kunnen we misschien de seriële TTL GPS van Willem ombouwen naar IR (kennis nodig). Zie onderaan op [http://www.lirc.org/receivers.html http://www.lirc.org/receivers.html].
 +
 +
In het GPS tracking programmaatje op de 6230i kan je een optie 'seriële communicatie' kiezen inclusief baudrate etc. Daarna vraagt de telefoon of je verbinding via IR wil maken. Ziet er dus naar uit dat een verbinding via IR opgezet kan worden. Op deze site wordt dat beschreven: [http://www.trackr.eu/faq/ http://www.trackr.eu/faq/]
  
<br/><br/>
+
Dit is relatief veel werk met een lage foutkans. Waarschijnlijk is het stroomverbruik weinig kleiner dan bij Bluetooth. Stroom verbruik kan misschien verlaagd worden door een tweak uit te voeren: Maak wel die IR naar TTL converten maar haal de LEDjes er tussen uit en verbind die door. Het signaal gaat nu dus direct vanuit de GSM de converter in, hiervoor zou minder stroom nodig moeten zijn. Maar of het uit kan is de vraag, aangezien de telefoon sowieso geen power management doet als deze aan de lader zit (wat bij ons continu het geval is), is het stroomverbruik waarschijnlijk lastig te beperken.
=Bijlagen=
+
== code micro-controller ==
+
Willem heeft een bedrade GPS ontvanger beschikbaar voor dit doel. Uit deze ontvanger komt een NMEA signaal op TTL niveau. Het signaal kan eenvoudig omgezet worden naar RS232 niveau.
 +
 
 +
=== Gerelateerde linkjes ===
 +
 
 +
Kant en klaar alternatief:
 +
* http://www.gpsshop.nl/product/56901/snooper-gps-tracker.html (onbekend wat de operationele kosten zijn)
 +
 
 +
Standaardmodule voor dit soort werk:
 +
* [http://www.telit.com/en/products.php?p_id=3&p_ac=show&p=7 Telit GM826-GPS]. Kost zo'n 60$ op Ebay US. Aansturing kan dan via [http://www.telit.com/module/infopool/download.php?id=542 AT extensies] met een m/c, of direct op het ding zelf in [http://www.telit.com/module/infopool/download.php?id=617 python].
 +
 
 +
Linkjes naar IR naar TTL/RS232 converters:
 +
(Belangrijkste is de conversie van IR naar TTL/RS232. De conversie van RS232 naar TTL is alleen een spanningsniveau conversie.)
 +
* http://www.tildesign.nl/content/downloads/icl3221_datasheet.pdf<br/>
 +
* http://www.edaboard.com/ftopic84368.html<br/>
 +
* http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3024<br/>
 +
 
 +
Info over de telefoons:
 +
* http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1186709///gprs%2Cgsm%2Cals%2Cmodem<br/>
 +
* http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1079840?data%5Bfilter_keywords%5D=installeren&data%5Bboolean%5D=AND<br/>
 +
* http://www.a-netz.de/nokia6230port.en.php<br/>
 +
* http://pinouts.ru/CellularPhones-Nokia/nokia_pop_pinout.shtml<br/>
 +
 
 +
Pushregistery:
 +
* http://www.clickapps.com/moreinfo.htm?pid=1341&section=J2ME&r=dway
 +
* http://developers.sun.com/mobility/midp/articles/pushreg/
 +
* [http://wiki.forum.nokia.com/index.php/KIJ000394_-_PushRegistry_confirmation_on_Series_40_MIDlets PushRegistry confirmation on Series 40 MIDlets]
 +
 
 +
Communicatie via datakabel:
 +
* http://www.forum.nokia.com/info/sw.nokia.com/id/2a2ec089-6f2e-47cb-a150-d11a94eb80ad/MIDP_Using_Cable_Connection_In_Nokia_Devices_v1_0.zip.html
 +
 
 +
Toepasbare software:
 +
* http://www.qcontinuum.org/gpstrack/
 +
* http://www.trackr.eu/faq/
 +
* http://www.trekbuddy.net
 +
* http://sportstracker.nokia.com/nts/main/index.do
 +
* http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1115438/0
 +
 
 +
= Bijlagen =
 +
== Code micro-controller ==
 
In de uC hebben we de volgende code geknald:<br/>
 
In de uC hebben we de volgende code geknald:<br/>
 
'''Let er bij AVR studio op dat je ook daad werkelijk de juiste HEX file upload. Dat moet je nog apart instellen bij de programmer opties.'''
 
'''Let er bij AVR studio op dat je ook daad werkelijk de juiste HEX file upload. Dat moet je nog apart instellen bij de programmer opties.'''
Regel 499: Regel 574:
 
}
 
}
 
</pre>
 
</pre>
<br/>
+
.
<br/>
 
== Pin bezetting Nokia telefoon ==
 
Pinbezetting POP port:
 
{| {{prettytable}}
 
|-
 
|Pin ||Name ||Function
 
|-
 
|1 ||Vin ||5V Input
 
|-
 
|2 ||Gnd ||Ground
 
|-
 
|3 ||ACI ||Auto-Connect-Ignition ( automatic recognition of connected accessories ) (short with pin 2 for handsfree recognition)
 
|-
 
|4 ||V Out ||Connected to pin 3 in DKU-2 usb data cable (U=2.7volt)
 
|-
 
|5 ||USB PwrDet ||USB Power Detection (only used for USB connection)
 
|-
 
|6 ||F-Bus Rx ||Serial data bus (receive)
 
|-
 
|7 ||F-Bus Tx ||Serial data bus (transmit)
 
|-
 
|8 ||Gnd ||Ground
 
|-
 
|9 ||X Mic N ||audio input -
 
|-
 
|10 ||X Mic P ||audio input +
 
|-
 
|11 ||HS Ear L N ||(Headset) left audio output -
 
|-
 
|12 ||HS Ear L P ||(Headset) left audio output +
 
|-
 
|13 ||HS Ear R N ||(Headset) right audio output -
 
|-
 
|14 ||HS Ear R P ||(Headset) right audio output +
 
|-
 
|}
 
Pin 1 is the one with a small distance to the other pins.
 
 
 
 
 
 
 
=Doorontwikkelingsinfo=
 
 
 
In dit deel staat nog informatie die wij gewonnen hebben. NIe direct van toepassing op het huidige systeem, maar misschien nog handige voor een opvolger/alternatief.
 
 
 
===Wensen===
 
* Snelheid meenemen in de routes (bijvoorbeeld zoiets: [http://eurosweb.student.utwente.nl/menno/tracklog-terugvaart-lichtekooi.html Tracklog terugvaart Lichtekooi]), gemaakt met [http://www.gpsvisualizer.com/map_input?form=google GPS Visualizer])
 
* Geen bluetooth maar kabel gebruiken (stroom besparing)
 
<br/><br/>
 
 
 
=== Opties ===
 
 
 
Mogelijke opties zijn:
 
 
 
* Krijg een telefoon werkend als GPRS modem vanaf een pc. Als dat werkt, kunnen we daarna kijken of we dat vanaf een microcontroller kunnen draaien.
 
Dit zou te behalen moeten zijn door bijvoorbeeld een kleine Linux pc met een (USB) gps ontvanger en (USB) GPRS modem te laten draaien. Het probleem is echter dat een complete pc laten draaien nogal lomp is: relatief groot een eet veel stroom. Dus dat willen we eigenlijk niet doen. <br/>
 
Een GPRS modem aansturen vanaf een microcontroller zou wel mogelijk moeten zijn, je moet dan TCP/IP over PPP implementeren en een TCP/IP implementatie hebben we al gevonden, dan is het alleen nog de vraag hoe moeilijk PPP is.<br/>
 
 
 
 
 
* Zoek een Open Source telefoon, of eentje met instelmogelijkheden (smartphones etc).
 
Optie is super, omdat we dan de hele telefoon opnieuw kunnen programmeren, maar voor zover bekend bestaan deze telefoons nog nauwelijks en zijn ze erg duur.
 
 
 
 
 
Mogelijke alternatieve GPS opties:<br/><br/>
 
*GPRS GSM + IR GPS            > voor +/- 10euro de seriele TTL GPS van willem ombouwen naar IR (kennis nodig). >?>http://www.lirc.org/receivers.html (onderaan)<br/>
 
In het GPS tracking programmaatje op de 6230i kan ik een optie 'seriële communicatie' kiezen incl baudrate etc. daarna vraagt de telefoon of ik verbinding via IR wil maken. Ziet er dus naar uit dat een verbinding via IR opgezet kan worden. (Moeten we nog wel ff zorgen dat ik niet steeds hoef te bevestigen (volgens Steven heeft dat met de rechten die Java heeft te maken, maar hij weet niet of dat op alle telefoons in te stellen is, zoek hiervoor een maintenance menu > dat kan bij de optie van de applicatie> "toegang applicatie > communicatie > altijd toestaan)). Op deze site wordt dat beschreven: http://www.trackr.eu/faq/<br/> </s> Relatief veel werk en foutkans. Waarschijnlijk is het stroomverbruik weinig kleiner dan bij bluetooth. Stroom verbruik kan misschien verlaagd worden door een tweak uit te voeren: Maak wel die IR naar TTL converten maar haal de LEDjes er tussen uit en verbind die door. Het signaal gaat nu dus direct vanuit de GSM de converter in, hiervoor zou minder stroom nodig moeten zijn.
 
 
Willem heeft een bedrade GPS ontvanger beschikbaar voor dit doel. Uit deze ontvanger komt een NMEA signaal op TTL niveau. Het signaal kan eenvoudig omgezet worden naar RS232 niveau.<br/>
 
 
 
taskmanagersoftware draaien op de GSM (dat kan niet op alle GSM's) zodat de tracker automatisch opstart bij bootup<br/>
 
 
 
===Ander toestel===
 
De Nokia 7250i:
 
* kan geen symbian op
 
* draait Java
 
* heeft IR (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 
* heeft een seriële poort (met een DKU-5 of een CA-42 kabel op de PC aan te sluiten = kabel + serieel>USB converter) (niet gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
 
* kan via GPRS mobiel het internet bereiken
 
 
 
linkjes naar IR naar TTL/RS232 converters:
 
(belangrijkste is de conversie van IR naar TTL/RS232. De conversie van RS232 naar TTL is alleen een spanningsniveau conversie)<br/>
 
http://www.tildesign.nl/content/downloads/icl3221_datasheet.pdf<br/>
 
http://www.edaboard.com/ftopic84368.html<br/>
 
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3024<br/>
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=== Gerelateerde linkjes ===
 
Info over de telefoons:<br/>
 
http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1186709///gprs%2Cgsm%2Cals%2Cmodem<br/>
 
http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1079840?data%5Bfilter_keywords%5D=installeren&data%5Bboolean%5D=AND<br/>
 
http://www.a-netz.de/nokia6230port.en.php<br/>
 
http://pinouts.ru/CellularPhones-Nokia/nokia_pop_pinout.shtml<br/>
 
Pushregistery:
 
* http://www.clickapps.com/moreinfo.htm?pid=1341&section=J2ME&r=dway
 
* http://developers.sun.com/mobility/midp/articles/pushreg/
 
* [http://wiki.forum.nokia.com/index.php/KIJ000394_-_PushRegistry_confirmation_on_Series_40_MIDlets PushRegistry confirmation on Series 40 MIDlets]
 
<br/>
 
Communicatie via datakabel:<br/>
 
http://www.forum.nokia.com/info/sw.nokia.com/id/2a2ec089-6f2e-47cb-a150-d11a94eb80ad/MIDP_Using_Cable_Connection_In_Nokia_Devices_v1_0.zip.html
 
<br/>
 
<br/>
 
Toepasbare software:<br/>
 
http://www.qcontinuum.org/gpstrack/<br/>
 
http://www.trackr.eu/faq/<br/>
 
http://www.trekbuddy.net<br/>
 
http://sportstracker.nokia.com/nts/main/index.do<br/>
 
http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1115438/0<br/>
 
<br/>
 
Kant en klaar alternatief:<br/>
 
http://www.gpsshop.nl/product/56901/snooper-gps-tracker.html<br/>
 
(onbekend wat de operationele kosten zijn)
 
 
 
=Info die weg kan=
 
Oude optie zonder microcontroller:
 
[[Afbeelding:GSM OnOff schakeling.JPG|thumb|300px|centre|Helmichs bedachte schema voor: Automatisch GSM aan bij power on. Werking nog maar eens even checken :p]]
 
 
 
 
 
 
[[categorie:Ebenhaëzer]]
 
[[categorie:Ebenhaëzer]]
 
[[categorie:kluswiki]]
 
[[categorie:kluswiki]]

Huidige versie van 6 feb 2017 om 13:03

Het Ebenhaëzer Tracking System (ETS) was een systeem waarmee de actuele positie van de Ebenhaëzer gevolgd kon worden. Het systeem, gemaakt door Steven, Gart, Willem, Menno T en Helmich is gebaseerd op een Bluetooth GPS, oude mobiele telefoon en een microcontroller.

Het ETS is inmiddels niet meer in gebruik, maar sinds de aanschaf van een AIS-transponder is de Ebenhaëzer via diverse AIS-trackingwebsites te volgen. De bekendste is Marinetraffic.

De positie van de Ebenhaëzer werd, indien de boot voer, op vaste tijdsintervallen geregistreerd en via internet geüpload. Daarna was het mogelijk om de gevaren route via de ETS website te bekijken.

De precieze werking van het systeem wordt hieronder beschreven.

Doel

Het doel van het systeem is periodiek GPS coördinaten van de EH (later eventueel andere boten) te loggen en deze via een telefoon netwerk (GSM/GPRS/UMTS) doorsturen naar een internetserver. Als er geen GSM bereik is, dienen de coördinaten tijdelijk opgeslagen te worden tot er weer bereik is. Nadat de coördinaten verstuurd zijn, moet het voor iedereen mogelijk zijn om de positie en gevaren route op te vragen. Omdat we als studenten natuurlijk niks te makken hebben, moet er getracht worden de aanschaf en operationele kosten zo laag mogelijk te houden. Verder moet het systeem bij iedere tocht actief zijn, dus moet het automatisch aangaan zodra de massapik er op gaat, anders kan de schipper vergeten het aan te zetten.

De verzamelde data dient op een website gepubliceerd te worden op een zodanige manier dat:

  • Groepen na afloop van een evenement aan kennissen en vrienden kunnen laten zien waar ze geweest zijn.
  • Deelnemers van evenementen als een Instructieweek kunnen zien waar de EH uithangt (mits hun telefoon GPRS ondersteunt).
  • Alle leden wat leuks hebben om naar te kijken als ze geen zin hebben in studeren.

Methode/Principe

Het ETS systeem bestaat theoretisch gezien uit de volgende onderdelen:

  1. GPS ontvanger,
  2. Mobiel internet modem en
  3. Controller.

De GPS ontvangt de coördinaten van de boot, de controller verwerkt deze en stuurt ze met behulp van het modem via het internet naar de webserver. De webserver luistert constant of er data van het systeem binnenkomt. Zodra de server data ontvangt, wordt dat opgeslagen in een database en getoond op de ETS website. Dit alles gebeurt zonder dat er een enkele menselijke handeling voor nodig is.

In de praktijk gebruiken wij het volgende:

  1. Bluetooth GPS ontvanger,
  2. Mobiele telefoon met GPRS functionaliteit en
  3. Java software op een mobiele telefoon gekoppeld aan een micro-controller.

Onze controller is dus verdeeld over een micro-controller en een telefoon. Aangezien de telefoon krachtiger is dan de microcontroller, neemt deze nagenoeg al het werk op zich. De micro-controller is slechts aanwezig om het opstarten en afsluiten van het systeem te coördineren.

Aan boord van de Ebenhaëzer

Storing september 2009; De ETS is enkele malen in een storing gevallen. Zoals het nu lijkt komt dat door kortsluiting in draden vanaf het uC PCB naar de gsm-toetsen. Hierdoor worden andere toets-combinaties bediend als bedoelt en start het ETS programma in de gsm dus niet op. Dit kan 'verholpen' worden door ff SUBTIEL de draden tussen het PCB-board en de GSM te bewegen/verleggen waardoor hopelijk de kortsluiting weg is. Komende winter zullen de ETS mensen de boel eens doormeten.

Fout traceren:

De ETS gaat niet aan:

Branden de oranje ledjes van de laders?
Ja > uC ligt eruit. Kijk ff of er stekkers los zitten. Zo niet, niet verder klooien en meenemen naar enschede.
Nee > ETS krijgt geen 12 voeding vanaf de EH. Zekering in de ETS stekker gesprongen? Heeft het kompashuisje wel stroom?


De ETS gaat wel aan maar we zien geen track op internet:

-Knippert het groene ledje op de GPSontvanger?
Ja > GPS ontvanger is o.k.
Nee > er is geen gps ontvangst. Haal dat kratje bier van de koekoek af.


-Knippert het blauwe ledje op de gps ontvanger?

Ja > Verbinding tussen GSM en GPS is ok. Waarschijnlijk gaat er nu op de server in enschede wat mis. Ff bellen.
Nee > geen verbinding tussen de GSM en GPS ontvanger. Ga naar volgende vraag.
-Draait het ETS programma wel op de GSM? En is in de log te zien dat de ETS zich aanmeld bij het opstarten?
Nee > klungel ff subtiel met de draden om een sluiting op te heffen en probeer een restart. Kijk of de stappen die de gsm bij het opstarten doorloopt logisch zijn. Zie de tabel hier.
Ja > Het programma maakt geen automatisch contact meer met de gps-ontvanger. Stop het tracen in het ETS programma en stel handmatig opnieuw in dat er bluetooth communicatie gebruikt moet worden.

- Als het ETS programma start verschijnt dan de melding "ETS uploads started"?

Nee > Het geheugen waar het ETS programma gebruik van maakt is waarschijnlijk vol. Verwijder enkele oude tracks en kijk of het nu wel werkt

Deze sectie beschrijft alles wat op de EH aanwezig is zolang het systeem draait.

Hardware

Belangrijkste zaken die er op de boot aanwezig zijn, zijn:

  • Bluetooth GPS ontvanger,
  • Mobiele telefoon met GPRS en een interface naar GPS ontvanger (Bluetooth),
  • Automatisch opstart systeem

GPS ontvanger

De kortste slag om de mobiele telefoon met een GPS te laten communiceren is via Bluetooth. Er is een RoyalTek Bluetooth GPS Receiver, RBT-2001 aangeschaft voor dit doel. Deze heeft als voordeel dat hij vanzelf aan gaat als er voedingspanning op gezet wordt (simpelweg omdat er een 'gewone' aan/uit schakelaar op zit).

RoyalTek RBT-2001 specificaties:

  • 20 kanaals (Sirf III/WAAS)
  • Afmetingen: 7,0 x 4,1x 2,5
  • Gewicht (inclusief batterijen): 62 gram
  • Input stroom (intern): 680mAh Lithium-Ion (oplaadbaar)
  • Input voltage (extern)
  • DGPS-gereed
  • Externe antenne mogelijk
  • Op PC aan te sluiten
  • Werkt 6 uur continu op lithium-ion batterij
  • LED's voor status-indicatie

Toelichting LED's statusindicatie:

Led Actie Uitleg Normale situatie op de EH
Blauw Uit Geen Bluetooth verbinding met GSM alleen bij het aanzetten
Knippert Bluetooth verbinding met GSM werkt ja
Groen Aan GPS is aan, maar nog geen GPS fix gereed alleen bij het aanzetten
Knippert GPS is aan en heeft een fix ja
Rood/Geel Uit Batterij is voldoende vol ja
Rood Batterij is bijna leeg nee
Geel GPS hangt aan de lader en wordt opgeladen ja

Mobiele telefoon

Er is een Nokia 6230i gedoneerd aan het project.

Nokia 6230i: Firmware: V03.50 13-sept-2005

  • kan geen symbian op
  • draait Java
  • heeft bluetooth (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
  • heeft een soort seriële poort: FBUS (niet gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
  • heeft een IR poort (gemakkelijk softwarematig toegankelijk)
  • heeft een USB poort (met een CA-53 of een DKU-2 kabel op de PC aan te sluiten = gewoon kabel)
  • kan via GPRS mobiel het internet bereiken

SIMkaart

Als provider hebben we voor Simyo prepaid gekozen, vanwege de lage kosten voor mobiel internet. Simyo gebruikt het KPN netwerk.

In juni 2009 rekent het Simyo prepaid abonement per dag af voor het dataverkeer met als kosten 1 euro per MB, berekend in stappen van 1 kB.

Automatisch opstarten

Om het systeem automatisch aan te laten gaan moeten de volgende dingen gebeuren:

  • GSM inschakelen,
  • GPS inschakelen en
  • ETS applicatie op de mobiele telefoon starten.

Om de GSM in te schakelen moet de powerknop 3 seconden ingedrukt worden. De GPS gaat vanzelf aan als hij stroom krijgt.

Het automatisch starten van Java software is nogal lastig: hiervoor moeten drie knoppen ingedrukt worden. Daarna moet er nog één keer een knop ingedrukt worden om de software te authorizeren om internet te gebruiken. Voor dit alles zijn twee verschillende knoppen nodig. Deze worden bediend door elektronisch schakelaars die parallel aan de GSM knoppen zijn gesoldeerd en door een microcontroller electrisch worden aangestuurd.

Elektronische aanpassingen aan de GSMknoppen

Opengewerkte Nokia 7250i

In de afbeelding rechts zie je een opengemaakte Nokia 7250i, waarbij het printje met de knoppen te zien is. De knoppen zijn heel eenvoudige maak contactjes bestaande uit twee ringetjes die met elkaar moeten worden verbonden. Op deze manier zijn er 20 verschillende knoppen op deze telefoon, die in een matrixvorm aangesloten zijn. Het is dus mogelijk om met 5 + 4 = 9 signalen het hele keypad aan te sturen. Het onderstaande figuur verduidelijkt een en ander. Voor het schakelen van een knop kan heel simpel een optocoupler gebruikt worden, die de twee ringen als het ware kortsluit. De ingang van de optocoupler zit dan aan een microcontroller uitgang. (Transistoren werken niet omdat er dan een gemeenschappelijke massa gemaakt moet worden.)

Elektrisch schema achter het keypad van de Nokia 7250i. Optcocouplers worden gebruikt om de 2 ringen kort te sluiten waardoor die bewuste toets wordt bediend.

De toetsen waaraan gesoldeerd is kunnen niet meer op de oude manier bediend worden. Om toch ook nog handmatige bediening mogelijk te maken (bijvoorbeeld voor het wijzigen van telefoon instellingen en het doen van software updates) is er parallel aan elke optocoupler ook nog een externe drukschakelaar gesoldeerd.

Door gebruik te maken van de snelkeuze functies zijn er 3 knoppen nodig om de ETS te bedienen, namelijk:

  • de GSM powerknop,
  • de linker keuzetoest en
  • de selecttoest.

Om op te starten worden deze op de volgende manier aangestuurd:

Knop Ingedrukt gedurende (s) Actie
Powerknop 3 Telefoon gaan aan.
Wachten tot de GSM opgestart is.
Keuzetoets 0,1 Snelkeuze opties komen in beeld, 'verzameling' staat boven aan.
Wachten tot het menu geopend is.
Selecttoets 0,1 Map 'verzameling' wordt gekozen.
Wachten tot de map geopend is.
Selecttoets 0,1 EurosTrack programma wordt gestart.
Wachten tot netwerktoegang gevraagd wordt.
Keuzetoets 0,1 Netwerktoegang wordt bevestigd.

Om de ETS uit te zetten wordt gewoon de powerknop weer 3 seconden ingedrukt.

Microcontroller

De micro-controller is een Atmel Attiny2313 (willekeurig gekozen uit de onuitputtelijke voorraad van Gart). Deze heeft de volgende taken:

  • De telefoon aan zetten en het ETS programma opstarten zodra de massapik omgezet wordt.
  • De telefoon uitzetten als de boordspanning er langer dan een bepaalde tijd af is.

De telefoon wordt niet direct uitgezet als de spanning er af gaat, omdat dan het omschakelen op walstroom er voor zou zorgen dat het systeem even uit gaat. Om te beslissen welke actie het systeem moet ondernemen, is het nodig te weten of het systeem aan of uit zou moeten zijn en wat de huidige status van het systeem (dus de telefoon) is. De benodigde invoer is dus:

  • de aanwezigheid van boordspanning en
  • de status van de telefoon.

De microcontroller hoeft dus alleen maar iets te doen aan het begin en aan het eind van een evenement. In de tussentijd wordt deze in de slaapstand gezet om stroomverbruik te beperken. De boordspanning van de EH dient als interrupt om de uC uit de slaapstand te halen. Zodra de uC wakker wordt, gaat deze kijken wat er moet gebeuren: alleen als er boordspanning is, zou het systeem aan moeten zijn. Om niet bij elke omschakeling naar walstroom de hele ETS opnieuw op te starten, wordt de telefoon pas uitgeschakeld als de boordspanning er minstens 1 minuut af is.

Om debuggen tijdens het ontwerpen en later op de EH te vergemakkelijken is er een controle LED geplaatst. De geeft de status van het programma weer d.m.v. van een knippercode. De led is altijd aan zolang de uC niet slaapt, maar geeft m.b.v. de signalen IQ(1), IQ(2) of IQ(3) aan wat hij van plan is te doen (zie paragraaf IO voor meer informatie over deze knippercode).

Boordspanning status

Er is een pin om te kijken of de EH boordspanning aan is, dit is tevens een interrupt pin om uit de slaapstand te komen. De maximale spanning op een IO poort is: Vcc+0,5 Volt. Er wordt een spanningsdeler van twee weerstanden gebruikt om de 12 volt voeding vanuit de EH om te zetten naar 3,7 volt. Om ook de uC wakker te krijgen, moeten we een Pin Change Interrupt hebben, dus gebruiken we poorten "PCINTO(n)".

Telefoonstatus

Het vervelende is dat de telefoon geen pin heeft die eenduidig aangeeft of de telefoon aan of uit staat. Als de telefoon niet aan de lader hangt, bestaat zo'n pin wel. Hangt de telefoon echter wel aan de lader, dan geeft deze pin altijd spanning, ook als de telefoon uit staat. Of de lader wel of geen spanning heeft, wordt bij ons systeem bepaald door de massapik. Het systeem kan hier dus geen invloed op uitoefenen en moet zowel met als zonder laderspanning de status van de telefoon kunnen bepalen. Als oplossing hiervoor gebruiken we twee ingangen:

  • We zetten de achtergrond LED verlichting van de telefoon op 'altijd aan' zolang de telefoon aan de lader zit. Hierdoor kunnen we, als er boordspanning op de EH is, de status van de telefoon uitlezen door te kijken of er spanning over de LEDs staat.
  • Een bepaalde pin geeft, als de massapik eraf is, een spanning van 2,7 volt als de telefoon aan is en 0 als de telefoon uit is. Hiermee kunnen we dus de telefoonstatus uitlezen als er geen boordspanning is.

Aangezien de uC weet of er boordspanning is of niet, kan met deze twee signalen de telefoonstatus op ieder moment worden gecontroleerd.

Beide signalen tappen we via een buffer af en sturen die de uC in. Omdat de buffer niet nodig is als de uC in de slaapstand zit, wordt de voeding van de buffer ook vanuit de uC geregeld. De LED spanning is rond de 3 volt, hiermee kan dus rechtstreeks een IO poort bediend worden. De 2,7 volt van de lader pin is te laag om een IO poort mee te bedienen, dus dat doen we via de interne comparator van de uC.
Opmerking: De interne referentiespanning kan alleen op AIN0 ingesteld worden. Dit betekent dat de telefoon op de negatieve AIN1 moet. Hierdoor werkt het bitje geïnverteerd. Geen probleem maar wel ff opletten in de software.

Voeding

We voeden de uC vanuit de telefoon batterij, dus 3,7 volt.

IO

De uitvoer bestaat uit 3 poorten om de GSM toetsen aan te sturen, 1 uitgang voor de controle/status led en 1 uitgang voor de voeding van de buffer IC.

Een overzicht van de uC pinbezetting:

Pin Name Function
2 PD0 Uitgang naar controle/status indicatie LED
3 PD1 Uitgang naar voeding naar buffer IC
7 PD3 Uitgang naar selectknop
8 PD4 Uitgang naar keuze knop
9 PD5 Uitgang naar aanuitknop
10 GND massa microcontroller
12 AIN0 positieve ingang comparator; naar interne referentie spanning (1.1 volt)
13 AIN1 negatieve ingang comparator; naar de 'lader connector' (via buffer IC)
14 PB2 ingang vanaf telefoon achtergrond LED (via buffer IC met afvlak condensator), werkt alleen als de massapik erop zit
15 PB3/PCINT3 ingang vanaf spanningsdeler EH voeding
20 Vcc voeding microcontroller vanuit GSM accu
Elektrisch schema om de uC aan te sluiten

Het systeem heeft het schema dat is weergegeven in de afbeelding rechts. Hierin worden de volgende onderdelen gebruikt:

  • Microcontroller: Atmel Attiny 2313.
  • Buffer: LM324N.
  • Optocoupler: CNY17F.

De code die de uC draait is te vinden in de bijlage.

Status-LED

De status van de microcontroller wordt door door middel van een rode LED weergegeven. Deze LED is aan zolang de microcontroller draait, tenzij deze slaapt. De LED geeft de status van het systeem aan met een van de volgende lichtkarakters (1× knipperen betekent LED 1× uit):

Code Status-LED Uitleg
aan uC is wakker en is aan het wachten of een routine uitvoeren
uit uC slaapt
IQ(1) knippert 1× ETS gaat worden opgestart
IQ(2) knippert 2× ETS gaat worden uitgezet
IQ(3) knippert 3× uC gaat in de slaapstand


Voeding

Het hele ETS systeem wordt met 12 volt gevoed. Dit omdat we dan voor de telefoon en GPS ontvanger al een 12 volt adapter hebben. Voor implementatie op de EH is een korte kabel nodig in de koekoek, daar zitten al ANP stekkers aan de socket van de huidige GPS. Met wat ANP verdeelstekkertjes en evt. een nieuw socket is de ETS te voeden. In de ETS box is de 12 volt verbonden met:

  • Via een diode met de GSM adapter (om te voorkomen dat er stroom vanuit de GSM accu door de lader terug gaat lopen)
  • De GPS ontvanger adapter

Naast de voeding van de EH hebben de mobiele telefoon en GPS-ontvanger ook een interne accu. Hier kan het systeem ook op draaien. Hierbij moet de ETS handmatig opgestart worden met de externe toetsen en de uC moet uitgeschakeld worden anders gaat die de telefoon weer uitzetten. Het uitzetten van de uC kan eenvoudig door de 'laderplug' uit de telefoon te halen. Laden hoeft immers toch niet en de uC heeft zo geen massa en dus geen voeding meer.


Behuizing

De behuizing is een Curver trommel. Lekker degelijk model die niet bij de eerste torsie al open springt. Met het geluidsisolerende schuim van hans dat in de loods ligt kunnen alle delen 'fixed' in de trommel geplaatst worden. In de behuizing zitten:

  • Mobiele telefoon met externe knoppen en kabels.
  • GPS muis.
  • Microcontroller PCB.
  • 2x adapter PCB voor voeding GPS en GSM.
  • Opvulling.
ETS onderdelen in werkelijkheid
ETS in zijn behuizing


Software

Howto software op de GSM installeren

Met de Nokia Suite (zie ook de handleiding) kun je heel eenvoudig .jar applicaties installeren op je telefoon. Verbind je telefoon met de computer, start Nokia Suite, klik op Toepassingen installeren, selecteer de .jar bestanden en klik op het groene pijltje. Binnen no-time staat ze erop en kun je ze gebruiken via het menu, Toepassing => Verzameling.

Communicatie kan via IR, bluetooth of een kabel. Bij het installeren met behulp van Nokia Suite, moet er op gelet worden dat het .jad bestand (dat door de compiler aangemaakt wordt) niet in dezelfde map staat als de applicatie (.jar), dan gaat het mis bij het installeren ('ongeldige toepassing'). Verder gaat installeren ook wel eens gewoon mis, in dat geval moet je het gewoon nog een keer proberen.

ETS software

Steven heeft het programma GPS Track aangepast. Er is een extra 'ETS' menu in het options menu waar de boot en log en upload tijden naar de ETS server gekozen kunnen worden.

Na het installeren moeten de toegangsrechten van connectiviteit van het ETS programma nog even ingesteld worden op 'altijd toestaan'. Helaas kan de optie 'netwerktoegang'(=gprs) niet op 'altijd toestaan' gezet worden. De uC moet dus ook deze stap bevestigen. Bij het starten van de applicatie wordt daarom direct data (0kb) verstuurd zodat er netwerktoegang gevraagd wordt en de uC dit nog even kan bevestigen. Daarna wordt, zolang de toepassing draait, die toegang niet meer gevraagd en kunnen we 'gaan met die banaan'.

Features

  • Bij opstarten direct GPRS verbinden zoeken zodat dit bevestigd kan worden door de uC .
  • Zo min mogelijk bevestigen bij opstarten.
  • GPS apparaat keuze.
  • Optie om boot te kiezen.
  • Logtijd variabel.
  • Upload tijd variabel.
  • Minimale verplaatsing variabel.
  • Tijd meesturen (vaste tijdzone).
  • Meetpunten meesturen.
  • Bufferen als er geen GPRS netwerk is.
  • Bluetooth verbinding opnieuw opzetten als de bluetooth communicatie uitvalt.

Gewenst:

  • Niet belangrijke meetpunten uitfilteren (bv: alle tussenliggende punten van een rechte lijn, of alleen als de koers verandert).

Interessante situaties

  • Wat gebeurt er als er geen GPS aanwezig is?
    • De ETS software merkt dit na een time-out, en gaat dan opnieuw een verbinding proberen op te zetten.
  • Wat gebeurt er als er geen GPS fix is?
    • Het systeem blijft draaien maar logt geen nieuwe coördinaten.
  • Wat gebeurt er bij geen GPRS netwerk?
    • Het verzenden mis, waarna de niet verzonden coördinaten bij de volgende zendpoging alsnog worden verzonden.
  • Wat gebeurt er als we op een buitenlandse netwerken zitten?
    • Simyo biedt in het buitenland geen GPRS aan, dus gebeurt er hetzelfde als bij het vorige punt en hoeven we niet bang te zijn voor hoge kosten.
  • Wat gebeurt er als de GSM gebeld wordt?
    • De software draait gewoon door, als je afsluit zie een gemist bericht. Bellen tijdens de opstartprocedure zou misschien problemen kunnen veroorzaken, maar de kans dat precies dan wordt gebeld is zeer klein.

Broncode

Steven heeft de ETS broncode, Helmich en Gart hebben een backup.

In Enschede

De data die de GSM upload is dus helemaal gestript. Geen poespas, alleen de bootletter, UTC-tijd en GPS-lokatie. De server in Enschede haalt deze data weer uit elkaar en verwerkt het in een database.

De server regelt o.a. de volgende dingen:

  • Opslaan ontvangen data in database
  • Er wordt een nieuw track gedefinieerd als er 45 minuten lang geen data binnen gekomen is
  • Interfacing naar de ETS waterkaart

Ontwerpbeslissingen

Hier zullen de belangrijkste keuzes die gedaan zijn bij het maken van het systeem beschreven worden.

GPRS

Het gebruik van SMS is veel makkelijker dan het gebruik van GPRS, aangezien het vanaf een microcontroller mogelijk is om direct SMS berichten te versturen. Voor GPRS is dat een stuk lastiger. GPRS is echter vele malen goedkoper, omdat we zeer weinig data versturen: 10 bytes per coördinaat. Naar schatting zou SMS rond de 50 euro per jaar kosten, waar we met GPRS aan 1 à 2 euro genoeg zouden moeten hebben voor een vaarseizoen.

Java op de telefoon

Voor het versturen van de data zijn vier verschillende mogelijkheden:

  1. door Java op de telefoon,
  2. door andere software op de telefoon,
  3. door de microcontroller of
  4. door een PC.

Optie 2 is mogelijk bij een open source besturingssysteem op de telefoon (bijvoorbeeld Symbian) of een telefoon die toestaat software te draaien waarop geen veiligheidsrestricties van toepassing zijn. Helaas gaat dit alleen met de duurdere telefoons en was het voor ons geen optie.

Het gebruiken van de telefoon als GPRS modem zou niet moeilijk moeten zijn vanaf een PC. Het gebruik van een PC kost echter te veel ruimte en stroom om in de EH in te bouwen, aangezien we geen dure PC willen aanschaffen. Vanaf een microcontroller is hetzelfde mogelijk, maar lastig te implementeren. Dit komt omdat een telefoon slechts de mogelijkheid biedt om een PPP verbinding op te zetten, waarover de microcontroller dat nog zelf een TCP/IP stack moet opzetten. Dus vallen optie 3 en 4 ook af.

Uit het voorgaande kunnen we concluderen dat optie 1 het beste is, aangezien het gebruik van Java op de telefoon de makkelijkste optie is.

Starten m.b.v. microcontroller

Het automatisch starten van Java software is nogal lastig. Sommige telefoons hebben de eigenschap "Nokia-MIDlet-auto-start: yes", het is echter onduidelijk welke telefoons dit ondersteunen. Waarschijnlijk alleen telefoons die meerdere applicaties tegelijk kunnen draaien en dat zijn alleen de nieuwere modellen.

Met behulp van de Push Registry is het wel mogelijk om de applicatie te starten bij een inkomende event, bijvoorbeeld een SMS of een vooraf ingesteld alarm. Helaas vraagt de Nokia uit Series 40 platform de gebruiker elke keer om bevestiging voor het programma echt gestart wordt door een Push-actie. Voor ons is dit dus geen handige optie.

Mogelijke andere opties waren:

  1. Altijd aanlaten; maar hiervoor was het stroomverbruik te hoog.
  2. Mechanisch starten door de knoppen in te drukken, maar dat leek een beetje omslachtig
  3. Elektronisch schakelaars aan de knoppen solderen en deze m.b.v. een microcontroller (uC) elektrisch aan sturen.

Uiteindelijke bleek de laatste optie het handigst.

Doorontwikkelingsinfo

In dit deel staat nog informatie die wij gewonnen hebben en niet direct van toepassing is op het huidige systeem, maar misschien nog nuttig is voor een opvolger/alternatief.

Opties

IR in plaats van Bluetooth

Mogelijke optie is om GPRS GSM + IR GPS te gebruiken. Voor ongeveer 10 euro kunnen we misschien de seriële TTL GPS van Willem ombouwen naar IR (kennis nodig). Zie onderaan op http://www.lirc.org/receivers.html.

In het GPS tracking programmaatje op de 6230i kan je een optie 'seriële communicatie' kiezen inclusief baudrate etc. Daarna vraagt de telefoon of je verbinding via IR wil maken. Ziet er dus naar uit dat een verbinding via IR opgezet kan worden. Op deze site wordt dat beschreven: http://www.trackr.eu/faq/

Dit is relatief veel werk met een lage foutkans. Waarschijnlijk is het stroomverbruik weinig kleiner dan bij Bluetooth. Stroom verbruik kan misschien verlaagd worden door een tweak uit te voeren: Maak wel die IR naar TTL converten maar haal de LEDjes er tussen uit en verbind die door. Het signaal gaat nu dus direct vanuit de GSM de converter in, hiervoor zou minder stroom nodig moeten zijn. Maar of het uit kan is de vraag, aangezien de telefoon sowieso geen power management doet als deze aan de lader zit (wat bij ons continu het geval is), is het stroomverbruik waarschijnlijk lastig te beperken.

Willem heeft een bedrade GPS ontvanger beschikbaar voor dit doel. Uit deze ontvanger komt een NMEA signaal op TTL niveau. Het signaal kan eenvoudig omgezet worden naar RS232 niveau.

Gerelateerde linkjes

Kant en klaar alternatief:

Standaardmodule voor dit soort werk:

Linkjes naar IR naar TTL/RS232 converters: (Belangrijkste is de conversie van IR naar TTL/RS232. De conversie van RS232 naar TTL is alleen een spanningsniveau conversie.)

Info over de telefoons:

Pushregistery:

Communicatie via datakabel:

Toepasbare software:

Bijlagen

Code micro-controller

In de uC hebben we de volgende code geknald:
Let er bij AVR studio op dat je ook daad werkelijk de juiste HEX file upload. Dat moet je nog apart instellen bij de programmer opties.

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/sleep.h>

#define F_CPU 1000000UL  // 1 MHz
#include <util/delay.h>


// PB3/PCINT3 PIN15 = EH voedingssignaal
// PB2/PCINT2 PIN14 = GSM Led, werkt alleen als er voeding is
// PB1/AIN0 PIN13 = GSM lader, werkt alleen als er geen voeding is, via comparator
// Comparator uitgang = (ACSR, ACO)

// PD0 PIN2 = controle led
// PD1 PIN3 = buffer
// PD3 PIN7 = selectknop
// PD4 PIN8 = keuze knop
// PD5 PIN9 = aanuitknop


void init() 					//Initialisatie poorten timer en interrups
{
	DDRD = 0x7f;				// PORTD PD0-PD6 als uitgang
	PORTD = 0;					// Zet alle uitgangen laag (geen pull-up aan)
	
	DDRB = 0; 					// PORTB PB0-PB7 volledig als ingang

	PCMSK = (1 << PCINT3); 		// stel: PCINT3 (PB3) in op pin-change detectie
	GIMSK = (1 << PCIE); 		// schakel pin-change interrupt in

	ACSR = (1 << ACBG);  		//comparator instellen op bandgap
  
	MCUCR = (1 << SM0); 		//slaapmodes instellen op 'power down'
	cli(); 						//globale interrupt uitschakelen

	PORTD |= (1 << PD1);		// buffer aan
	PORTD |= (1 << PD0);		// statusled aan
}


void slapen_gaan()				// commandos om in de slaapstand te gaan
{
	PORTD = 0; 					// alle poorten laag zetten om stroomverbruik te verlagen
	ACSR = (1 << ACD);			// comparator uitschakelen	
	sleep_enable(); 			// slaap modus toegestaan
	sei(); 						// globale interrupts aan, om te zorgen dat de uC uit de slaapstand kan komen
	sleep_cpu();   				// slaapstand
	sleep_disable();  			// slaap modus toestaand uitzetten als de uC weerwakker wordt (voorkomt onverwachts in slaapmodus)
	// na de slaapstand is de uC uitgeweest en begint opnieuw aan het hoofdprogramma
}


void delay_long() 				// Create long delay for 20 sec
{
	_delay_ms(5000); 			// wait 5 sec
	_delay_ms(5000); 			// wait 5 sec
	_delay_ms(5000); 			// wait 5 sec
	_delay_ms(5000); 			// wait 5 sec
	// longest possible delay is: _delay_ms(6553)
}


void gsm_onoff() 				//Push the on-off button of the GSM long enough to turn it on or off, and wait afterwards until the GSM is really on or off.
{
	PORTD |= (1 << PD5);		// Activeer aan/uit knop gedurende 3 sec
	_delay_ms(3000);
	PORTD &= ~(1 << PD5); 		// Deactiveer aan/uit knop
	delay_long(); 				// Wacht tot GSM daadwerkelijk aan of uit is
}


void ets_start() 				//Turn the GSM on and start the program. 
{
	PORTD |= (1 << PD4);		// Activeer keuze knop gedurende 0.1 sec om snelkeuze opties te kiezen
	_delay_ms(100);
	PORTD &= ~(1 << PD4);		
	_delay_ms(1900);			// wacht 2 sec voor openen snelkeuze menu

	PORTD |= (1 << PD3);		// Activeer select knop gedurende 0.1 sec om verzamel map te openen
	_delay_ms(100);
	PORTD &= ~(1 << PD3);		// Deactiveer select knop
	_delay_ms(2900);			// wacht 3 sec voor openen verzamelmap

	PORTD |= (1 << PD3);		// Activeer select knop gedurende 0.1 sec om ets programma te starten
	_delay_ms(100);
	PORTD &= ~(1 << PD3);		// Deactiveer select knop
	_delay_ms(2900);			// wacht 3 sec voor starten programma en tot netwerktoegang gevraagd wordt

	PORTD |= (1 << PD4);		// Activeer keuze knop gedurende 0.1 sec om netwerktoegang te bevestigen
	_delay_ms(100);
	PORTD &= ~(1 << PD4);		// Deactiveer keuze knop
}


void led(int i) {
	for (; i > 0; i--) {
		PORTD &= ~(1 << PD0);
		_delay_ms(500);
		PORTD |= (1 << PD0);
		_delay_ms(500);
	}
	_delay_ms(1000);
}


/*
 * Hoofdprogramma
 */
int main() 
{
	init();

	_delay_ms(6000);		// wacht 6s voor stabilisatie

	// Oneindige loop
	while (1) 
	{
		if (bit_is_clear(PINB, PB3) && bit_is_clear(ACSR, ACO)) // Voeding is uit en GSM lader is aan: GSM uitzetten
		{
			led(1);
			// Wacht voor omzetten walstroom
			for (int i = 0; i < 10; i++) {
				_delay_ms(6000);
			}
			if (bit_is_clear(PINB, PB3) && bit_is_clear(ACSR, ACO)) // Voeding is uit en GSM lader is aan: GSM uitzetten
			{
				gsm_onoff();			// schakel GSM uit
			}
		}
		else if (bit_is_set(PINB, PB3) && bit_is_clear(PINB, PB2))  // Voeding is aan en GSM led is uit: GSM aanzetten
		{
			led(2);
			gsm_onoff();			// schakel GSM in	
			ets_start();			// Start de ETS op	
		}
		else // Alles is in orde, dus ga lekker slapen
		{
			led(3);
			slapen_gaan();			// hop in de slaapstand	
		}
	}

	return 0;
}

.