LILYGO se profilisao kao kreator specifičnih modula baziranih na mikrokontrolerima, najčešće serija Espressif ESP32, pogodnih za embedovanje u veće projekte. Izbor ESP32 SoC-a je opravdano time što pored adekvatne procesorske snage za uložen novac imaju i integrisane bežične komunikacije (Wi-Fi i Bluetooth), te time drastično pojednostavljuju upravljački deo kola, dopuštajući LILYGO timu da se usredsredi na iznalaženje specifičnih rešenja. Do sada smo se već susretali sa LILYGO proizvodima kao što su: 2,8″ LCD ekran T-HMI, višenamenski T-Embed i industrijski orijentisan T-RS S3 sa RS232 i RS485 portovima. Svi oni su bazirani na Espressif ESP32-S3 procesoru. Za pisanje ove recenzije od LILYGO kompanije smo dobili T-Connect četvorokanalni RS485/CAN Bus modul.
LILYGO T-Connect ima dimenzije 94 x 83 x 13 mm. Četiri ugaone rupe omogućavaju lako fiksiranje, sa tim da morate obezbediti bar 20 mm u visinu kako bi bilo prostora za kleme i RS485/CAN bus module. Dolazi u poluprovidnoj beloj plastičnoj kutiji sa preklapajućim poklopcem, koja štiti uređaj prilikom transporta. Karakteristično za LILYGO proizvode, PCB pločica je crna sa belom štampom na njoj, uredna, lepo finalno obrađena, a ovaj put i sa svim elementima na jednoj strani. Poleđina bez ikakvih elemenata, samo sa štampom LILYGO oznake, omogućava laku ugradnju na bilo koju ravnu površinu.
photo: magazin Mehatronika
Hardver
Sa druge strane su uredno raspoređena četiri identična RS485/CAN kanala. Da li je u pitanju RS485 ili CAN određuje transiver modul koji je postavljen u svakom od njih. Moduli se ne leme, već se samo utaknu u postojeće konektore. LILYGO T-Connect se izrađuje u dve verzije: sa RS485 transiver modulima i sa CAN transiver modulima. Mi smo dobili CAN model sa četiri MORNSUN TD501MCANFD. Svaki od njih realizuje jedan CAN kanal. Malo smo bili zbunjeni ovim, jer na sajtu piše da T-Connect RS485 dolazi sa četiri RS485 modula koji formiraju četiri RS485 kanala, što smo i videli na fotografijama, a da T-Connect CAN Bus dolazi sa tri RS485 i jednim CAN modulom, te da on ima mešavinu ovih komunikacionih protokola. Po onome što smo mi dobili, ta tvrdnja za CAN Bus nije tačna, jer su sva četiri modula CAN. Da bi testirali kombinaciju, naručili smo od kompanije MORSUN njihove TD501D485H-A module, pa ćemo istestirati i tu opciju kada ih budemo dobili.
photo: magazin Mehatronika
CAN Bus sistem je često primenjivan u auto industriji za prikupljanje podataka sa većeg broja čvorova na vozilu, unutar mašina ili opreme, u železničkom transportu, za pametni monitoring, pametne merne uređaje i slično. Zbog svog načina izvođenja veze imaju visoku otpornost na elektromagnetne smetnje, te su odlično rešenje za rizične aplikacije. U jednom frejmu, pored kontrolnih i informacionih bitova, prenosi se do 8 bajtova podatka. Iako je struktura frejma opšte poznata, te lako čitljiva, preneseni podaci su zaštićenim nekim od metoda kriptovanja, koji su specifični od proizvođača do proizvođača, od industrije do industrije.
Česta primena, slanja očitanih vrednosti sa senzora, stoga zahteva ne samo očitavanje izmerene vrednosti, već i enkripciju podataka i adekvatno „pakovanje“ njih u željeni format frejma. Frejm se nakon toga šalje svim CAN Bus mrežom svim čvorovima. Prilikom formiranja frejma moguće je dodeliti mu prioritet slanja, te osigurati vremenski okvir u kome se očitana vrednost šalje.
photo: magazin Mehatronika
Kao što smo napomenili na našem primerku su četiri MORNSUN CAN transiver modula dizajnirana za CAN protokol. Dizajnirani su kao jedan modul koji integriše transiver koji ulazni RX/TX par prevodi u CAN H/CAN L par, čip sa kolom za izolaciju CAN signala i izolovano DC/DC napajanje. Izolacija u modulima je testirana na 2500 VDC. TD501MCANFD modul koji je ovde ugrađen je jednokanalni CANFD (flexible data rate) izolovani transiver i on je napredna verzija njihovog CAN modula u istoj seriji. Njegova glavna karakteristika je mogućnost prenosa bitova CAN frejmova brzinom od 5 Mbit/s uz preporučeno povezivanje sa šeme ispod.
photo: MORNSUN
LILYGO se odlučio na nešto drugačiji način realizacije, što smo dali na slici ispod. Treba primetiti da nije implementiran CAN terminator od 120 Ω. mplementiran protokol i postojeći hardver na T-Connect-u sa CAN modulima omogućava komunikaciju između čvorova udaljenih do 35 m brzinom od 500 kbit/s.
Druga napomena je da je za prenos podataka u realnom vremenu predviđen TWAI interfejs (Two-Wire Automotive Interface) posebno pogodan za automobilske i industrijske aplikacije. Kompatibilan je sa ISO11898-1 klasičnim CAN frejmovima, i podržava 11 i 29-bitne ID-ove. ESP32-S3 ima u sebi jedan TWAI kontroler koji može komunicirati sa jednim TWAI bus-om. Nažalost ESP32-S3 nije kompatibilan sa ISO11898-1 FD formatom frejmova i njih će videti kao grešku. I
photo: LILYGO
Pločica je urađena oko ESP-32-WROOM-1 SoC-a. U njemu se nalazi Xtensa® dual-core 32-bitni LX7 mikroprocesor na 240 MHz sa 16 MB Flash i 8 MB PSRAM memorije. Tu je i integrisan 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) i Bluetooth® 5 (LE) modul sa antenom izvedenom na ploči. Modul ima trideset i šest GPIO pinova, a na LILYGO T-Connect-u je izvučeno njih devetnaest. Zanimljivo je da su postavljene i četiri APA102 RGB LED diode vezane u niz, koje se mogu koristiti za signalizaciju stanja svakog od četiri CAN kanala.
photo: magazin Mehatronika
Ploča se napaja preko USB-C porta ili preko terminala pozicioniranog odmah do njega, na koji se može priključiti napon u opsegu od 7 do 12 VDC. Deklarisane specifikacije napajanja su 5 VDC/500 mA. Napajanje i uzemljenje se filtriraju kolima na ploči pre ulaska u ESP32-S3 i CAN module.
photo: magazin Mehatronika
Softver
Programiranje ESP32-S3 modula, pa time i LILYGO T-Connect ploče se preporučuje korišćenjem Arduino IDE i MS Visual Studio Code sa PlatformIO ekstenzijom. Na GitHub-u je proizvođač detaljno opisao način podešavanja oba okruženja i dao potrebne biblioteke i primere koda. Sa time da je za naču CAN verziju dao primere upotrebe APA102 dioda, Originalni test i CAN demo za Arduino IDE, dok je u PlatformIO-u napisan demo za RS485. Interesantno je da se u ArduinoIDE koristi definicija ploče DFRobot Firebeetle 2 ESP32-S3 (sličnu smo ploču imali na recenziji: DFRobot Firebeetle 2 ESP32-E) uz izmenu veličine FLASH memorije i tipa PSRAM-a.
photo: magazin Mehatronika
Zaključak
LILYGO T-Connect sa CAN Bus modulima može se koristiti za prikupljanje podataka izmerenih veličina preko CAN mreže u realnom vremenu, njihovu inicijalnu obradu i slanje preko bežične mreže. Ugrađeni Espressif ESP32-S3 ima 2.4 GHz Wi-Fi/Bluetooth 5.0 modul te se lako može povezati sa udaljenim serverom koji bi prikupljene podatke čuvao u bazi ili ih analizirao kako bi se dobio realan uvid u stanje i rad mehatroničkog sistema. U tom slučaju LILYGO T-Connect ima ulogu IoT logera podataka koji radi u realnom vremenu šaljući neprekidno informacije serveru na obradu.
Zbog svoje kompaktnosti i male energetske potrošnje, može se ugraditi i u nezavisna vozila, mašine ili mehatroničke naprave kojima je potrebno pratiti stanja u dužem toku vremena na većim udaljenostima. Recimo praćenje stanja svakog vozila u nekoj floti sa povremenim očitavanjem svih prikupljenih podataka. Ovako izveden dataloger baziran na T-Connect-u bi mogao pribaviti potrebne informacije na osnovu kojih bi se izvela optimizacija potrošnje goriva ili uspešno izvelo prediktivno održavanje mehatroničkog sistema.
Cena LILYGO T-Connect sa četiri CAN modula je $45, dok je RS485 verzija nešto jeftinija i koštaće vas $38. Deluje nam da je to fer ponuda, jer je maloprodajna cena četiri MORSUN TD501MCANFD CAN modula $20. Ukoliko vaše zahteve u dizajnu zadovoljava ovaj uređaj koji je čak i proširiv time što bez lemljenja možete zameniti CAN sa RS485 modulima, preporučujemo vam nabavku LILYGO T-Connect kao fleksibilnog CAN/RS485 rešenja u nekom novom projektu.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.