Telemetria é uma tecnologia que permite a medição e comunicação de informações de interesse do operador ou desenvolvedor de sistemas. A palavra é de origem Grega onde tele = remoto e metron = medida. Sistemas que necessitam de instruções e dados enviados a eles para que sejam operados, requerem o correspondente a telemetria, o telecomando.
O ANT é um protocolo utilizado por tecnologias de comunicação sem fio de ultra baixa potência na faixa de 2,4Ghz, que oferece uma gama variada de tipologias, incluindo canais bidirecionais. Com esse protocolo pode ser criado uma PAN (Personal Area Network), com SSID (nome) e senha. Nesse protocolo as mensagens possuem um payload de 8bytes (além dos bytes de mensagem, cujos bytes usados pelo protocolo para configuração a cada mensagem); A frequência de envio de mensagens pode ser escolhida entre 0,5hz até 200Hz totalizando uma taxa máxima de 20Kbps, vale ressaltar que essa taxa só pode ser atingida enviando mensagens em Burst Mode e em um ambiente com ótimas condições eletromagnéticas.
Todas as mensagens enviadas para os CIs, em nível de tensão TTL, devem ser enviadas em hexadecimal seguindo o protocolo ANT. isto é em seu formato e segundo as mensagens pré-estabelecidas no protocolo. O sumário de todas as mensagens está na página 40 do arquivo ANT-UserGuide ,disponibilizado abaixo.
Para estabelecer a comunicação entre dois ou mais transceptores devemos configurar os mesmos, com informações sobre a tipologia da rede, nome da rede, senha, distancia de busca entre outros fatores.
Para referência, está apresentado na figura 1 as tipologias permitidas pelo ANT. Vale ressaltar que cada nó é constituído de um tranceptor ANT + um microcontrolador (ou computador ou sensor com interface serial).
Figura 1 - Topologias possíveis de serem construidas utilizando o protocolo ANT.
Durante a fase de testes dos transceptores foi utilizado o programa Termite, que é um terminal RS232.
Para mais explicações sobre a instalação e configuração do programa e como foi feita a configuração dos transceptores [Usando o Termite]. Também foi criado um sistema bidirecional com um tranceptor e um microcontrolador ATMega168 para testes, esta documentação pode ser acessada em: [ANT - ATMega168].
Downloads relacionados:
ANT-UserGuide - Manual do ANT completo
Communication between the MCU and nRF24APX - Quick start
Product_Specification_nRF24AP1_1.0 (sourceforge.net) - Datasheet do CI utilizado nesse projeto
Ao desenvolver a telemetria visamos a implementação de um sistema com enlace RF, bidirecional (comunicação no sentido mestre-escravo e escravo-mestre), confiável e de baixo consumo de energia. Para isso escolhemos utilizar o protocolo ANT, um protocolo muito poderoso semelhante ao Zigbee, mas muito pouco documentado, podendo assim fazer uma contribuição importante para a comunidade científica.
O sistema é composto de dois transceptor (figura 2) nRF24AP1 da Nordic, adaptados por meio de conversores FTDI para portas USB (vide site).
Figura 2 - modulo transceptor
Antes de utilizar os transceptores, é necessário fazer a escolha da velocidade de comunicação utilizada pela serial (no caso através da USB). Isso é feito através da configuração dos jumpers BR1 e BR2 localizados na parte traseira do dispositivo. Para a velocidade de 38400 BAUD foi utilizado BR1 = VCC e BR2 = GND, como pode ser visto acima.
Após a configuração da velocidade, todas as outras configurações são feitas por software, através de comandos pela serial.Restando apenas ligar um transceptor na placa de processamento central e outro a um computador.
Abaixo está apresentado na figura 3 vemos a topologia que será utilizada, a peer to peer bidirecional. E na figura 4 vemos o diagrama esquemático da configuração de um master e um slave para esta topologia.
Figura 3 - Topologia de rede peer to peer bidireceional.
Figura 4 - Diagrama para configuração dos tranceptores em uma rede peer to peer.
Para o envio e configuração dos transceptores foram criadas algumas funções em C++ para o protótipo, para o computador, foi desenvolvido um programa em Labview, possibilitando o monitoramento e controle através do mesmo.
