MapleCUN

MapleCUN
	MAPLE CUL (ohne LAN)
Allgemein
Protokoll	diverse
Typ	Transceiver
Kategorie	CUL
Technische Details
Kommunikation	Funk 433MHz oder 868MHz
Kanäle	N/A
Betriebsspannung	3,3V nach Spannungsregler
Leistungsaufnahme
Versorgung	USB
Abmessungen
Sonstiges
Modulname	CUL
Hersteller	Eigenbau

Einleitung

Der MapleCUN ist neuartiges CUN oder CUL Interface zum Selbstbau, entwickelt von Telekatz. Durch den STM32 Mikrocontroller ist die Basis sehr leistungsfähig. Der Controller ist deutlich schneller als ATMega und verfügt über mehr Flash und RAM sowie integriertes USB. Es können 1-4 Transceiver verbaut werden.

Alle 4 Transceiver werden über ein einziges serielles Device (alternativ LAN) angesprochen als "stackable" Modul ... Der MAPLE-Mini stellt jedoch noch über zwei UARTs noch zwei Serielle-Interfaces bereit die anderweitig genutzt werden können.

Schaltplan
Prototypen-Aufbau mit Steck-Transceivern
4-Fach CUL V1.3
4-Fach CUN mit LAN-Modul V1.3
4-Fach CUL im offenen Gehäuse

Aufbau

Benötigt werden dazu folgende Teile:

Maple Mini Board
CC1101 Funkmodul
W5100 oder W5500 Ethernet Modul (Optional)

Der Aufbau kann auf Lochraster erfolgen, fertige Platinen siehe Foto sparen jedoch Zeit, reduzieren Fehlerquellen und erhöhen die Zuverlässigkeit.

Die Module werden gemäß Schaltplan miteinander verbunden. Da alle Module mit 3,3V laufen sind keine Bauteile für eine Pegelanpassung notwendig.

Bestückung der Module / Protokolle

Stand 07/2017: Es sind noch nicht alle Protokolle an den zusätzlichen Transceivern verfügbar. Nach einem Reset der Konfiguration ist die Frequenz von CC0 auf 868MHz und CC1 auf 433MHz voreingestellt. Lässt sich dann aber auch umkonfigurieren. Ende Juni 2017 wurde die automatische Erkennung der Module überarbeitet. Jetzt ist es auch möglich, einen Slot unbestückt zu lassen und die nachfolgenden Slots trotzdem verwenden zu können. Wenn alle 4 Slots belegt sind, funktioniert SlowRF an Slot0, Slot1 und Slot2. Ist irgend ein beliebiger Slot unbelegt, funktioniert es an den übrigen 3 Slots. Allerdings funktioniert das Senden von SlowRF nicht am letzten Slot, da dort kein Output Pin angeschlossen ist.

Neben SlowRF nutzt Intertechno und Somfy 433MHz.

Wegen der fehlenden Out Leitung am vierten Steckplatz kann man dort diese Protokolle aber auch nicht verwenden. Nutzbar am vierten Steckplatz sind HomeMatic, MAX, RWE, LaCrosse und FastRF (alles 868MHz). Durch die Wahl des Protokolls wird die Frequenz automatisch eingestellt, und kann auch nicht geändert werden!

Weitere Infos zu SlowRF

Bootloader flashen

Zum flashen kann entweder von ST der STM32 Flash loader demonstrator oder das Tool stm32flash benutzt werden. Flashen über den originalen MAPLE Bootloader per USB funktioniert nicht.

Pin Belegung zum Bootloader flashen:

FTDI-GND an MapleMini-GND
FTDI-VCC an MapleMini-VCC
FTDI-TX an MapleMini-rx1
FTDI-RX an MapleMini-tx1
MapleMini-boot1 an MapleMini-GND

Flash Bootloader 1
Flash Bootloader 2
Flash Bootloader 3
Flash Bootloader 4
Flash Bootloader 5

Firmware / Flashen

Sofern auf dem Maple bereits der spezielle und zur Firmware passende Bootloader installiert ist, kann über den USB-Port geflasht werden, ansonsten wird noch ein USB/TTL Wandler benötigt. Da der UART1 Anschluss des Controllers 5V-tolerant ist kann auch ein Wandler mit 5V Ausgang verwendet werden. Angeschlossen wird der Wandler an den Debug-Port (DBG).

Die Sourcen sind auf github zu finden, der Link auf die aktuellen binaries sowie auf die aktuelle Flash-Anleitung hier (im ersten Post). Die Firmware ist in der a-culfw enthalten. Für den MapleCUN gibt es jetzt nur noch zwei verschiedene Firmware-Dateien, je nach verwendetem Wizchip:

MapleCUNx4_W5100.bin
MapleCUNx4_W5500.bin

In diesen Versionen sind alle Protokolle enthalten. Für einen MapleCUL (also ohne LAN Modul) kann man beide Versionen verwenden.

Falls kein Netzwerkmodul angeschlossen ist, wird dies automatisch erkannt. Auch die Anzahl der Transceivermodule wird automatisch erkannt.

Anmerkungen zur Firmware:

Die Umschaltung zwischen den RF Protokollen wurde angepasst. Dies funktioniert mit Ausnahme von KOPP_FC mit allen Protokollen.

Folgende Einschränkungen gibt es für den Betrieb mit mehreren Transceivern:

SlowRF funktioniert nur an CC0 und CC1.

MBUS funktioniert an jedem Transceiver, aber insgesamt nicht an mehr als einem Transceiver gleichzeitig.

KOPP_FC funktioniert nur an CC0.

Die restlichen Protokolle funktionieren an allen Transceivern und auch mehrfach gleichzeitig.

LaCrosse geht seit Firmware (a-culfw) 1.26.03

Firmware flashen: -Zuerst den Bootloader tauschen (einmalig) -per USB das Firmware Binary flashen Bitte jeweils die aktuelle README der Firmware beachten.

Probleme beim Flashen:

sudo ./stm32flash -w maple_mini_boot20.bin -v /dev/ttyUSB1
stm32flash 0.5

http://stm32flash.sourceforge.net/

Using Parser : Raw BINARY
Interface serial_posix: 57600 8E1
Version      : 0x22
Option 1     : 0x00
Option 2     : 0x00
Device ID    : 0x0410 (STM32F10xxx Medium-density)
- RAM        : 20KiB  (512b reserved by bootloader)
- Flash      : 128KiB (size first sector: 4x1024)
- Option RAM : 16b
- System RAM : 2KiB
Write to memory
Erasing memory
Got NACK from device on command 0x43
Can't initiate chip mass erase!
Failed to erase memory

Lösung:

sudo ./stm32flash -k  /dev/ttyUSB1                        
...
Read-UnProtecting flash

Trick zum USB-Flashen (Code Schnipsel für kleines Skript)

#! /bin/sh
while (true); do
sudo dfu-util --verbose --device 1eaf:0003 --cfg 1 --alt 2 --download MapleCUNx4_W5500_BL.bin
#sudo dfu-util --verbose --device 1eaf:0003 --cfg 1 --alt 2 --download MapleCUNx4_W5100_BL.bin
if [ $? -eq 0 ]
then break
fi
sleep 1
done
exit

Firmware flashen unter Windows 7 - 64bit

Reset des Maple durch drücken des Reset Buttons
Drücken des "but=32" Buttons direkt nach dem Reset
Der Maple sollte jetzt im 4 Hz Takt blinken und im DFU Modus sein

C:\tmp\Arduino_STM32-master\Arduino_STM32-master\tools\win>dfu-util --list
dfu-util - (C) 2007-2008 by OpenMoko Inc.
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Found DFU: [0x1eaf:0x0003] devnum=1, cfg=0, intf=0, alt=0, name=""
Found DFU: [0x1eaf:0x0003] devnum=1, cfg=0, intf=0, alt=1, name="STM32duino bootloader v1.0  Upload to Flash 0x8005000"
Found DFU: [0x1eaf:0x0003] devnum=1, cfg=0, intf=0, alt=2, name="STM32duino bootloader v1.0  Upload to Flash 0x8002000"

Treiber für den Maple mit Zadig setzen:

libusbk (v3.0.7.0)

Firmware flashen:

C:\tmp\Arduino_STM32-master\Arduino_STM32-master\tools\win\dfu-util-0.9-win64>dfu-util --verbose --device 1eaf:0003 --cfg 1 --alt 2 --download MapleCU
Nx4_W5500_BL.bin
dfu-util 0.9

Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2016 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/

Invalid DFU suffix signature
A valid DFU suffix will be required in a future dfu-util release!!!
Opening DFU capable USB device...
ID 1eaf:0003
Run-time device DFU version 0110
Claiming USB DFU Interface...
Setting Alternate Setting #2 ...
Determining device status: state = dfuIDLE, status = 0
dfuIDLE, continuing
DFU mode device DFU version 0110
Device returned transfer size 1024
Copying data from PC to DFU device
Download        [=========================] 100%        66288 bytes
Download done.
Sent a total of 66288 bytes
state(8) = dfuMANIFEST-WAIT-RESET, status(0) = No error condition is present
Done!

Einrichtung in FHEM (alt)

Per LAN:

define mapleCUN1 CUL 192.168.69.100:2323 1234
#define mapleCUN1 CUL IP:Port=2323 FHTID

Per USB:

define mapleCUL  CUL /dev/ttyACM0@38400 4444
#Auf der Konsole "ls -l /dev/ttyACM*"
#define mapleCUL  CUL /dev/ttyACMx@BaudRate FHTID

1234 oder 4444 muss oder besser kann durch eine eigene "FHTID" ersetzt werden.

Die zusätzlichen Transceiver werden als STACKABLE_CC angelegt.

define mapleCUN2 STACKABLE_CC mapleCUN1
define mapleCUN3 STACKABLE_CC mapleCUN2
define mapleCUN4 STACKABLE_CC mapleCUN3

Einrichtung in FHEM (neu)

Beispiel 4* ZWAVE Seriell:

define mCUL ZWCUL /dev/serial/by-id/usb-STM32_MapleCUL_71a7e023-if00 00000000 01
attr mCUL dataRate 100k

define SCC1 STACKABLE mCUL
define z100k ZWCUL FHEM:DEVIO:SCC1:9600 00000000 01
attr z100k dataRate 100k

define SCC2 STACKABLE z100k
define z40k ZWCUL FHEM:DEVIO:SCC2:9600 00000000 01
attr z40k dataRate 40k

define SCC3 STACKABLE z40k
define z9k6 ZWCUL FHEM:DEVIO:SCC3:9600 00000000 01
attr z9k6 dataRate 9600

Beispiel 2 fach:

define CULMGrau868 CUL /dev/serial/by-id/usb-STM32_MapleCUL_6bfbb14f-if00@38400 1432
attr CULMGrau868 group Gateways
attr CULMGrau868 icon cul_868
attr CULMGrau868 model CUN
attr CULMGrau868 rfmode SlowRF

define CULMGrau868Stack STACKABLE CULMGrau868

define CULMGrau433 CUL FHEM:DEVIO:CULMGrau868Stack:9600 0000
attr CULMGrau433 group Gateways
attr CULMGrau433 icon cul_cul
attr CULMGrau433 model CUN
attr CULMGrau433 rfmode SlowRF

Beispiel 3 (4fach):

define MAPLECUL_USB_868 CUL /dev/serial/by-id/usb-STM32_MAPLECUL_USB__6bfbb14f-if0@38400 4444
attr MAPLECUL_USB_868 group Gateways
attr MAPLECUL_USB_868 icon cul_868
attr MAPLECUL_USB_868 model CUN
attr MAPLECUL_USB_868 rfmode SlowRF
attr MAPLECUL_USB_868 room TRX
define MAPLECUL_USB_868Stack STACKABLE MAPLECUL_USB_868
attr MAPLECUL_USB_868Stack room TRX
define MAPLECUL_USB_433 CUL FHEM:DEVIO:MAPLECUL_USB_868Stack:9600 0000
attr MAPLECUL_USB_433 group Gateways
attr MAPLECUL_USB_433 icon cul_cul
attr MAPLECUL_USB_433 model CUN
attr MAPLECUL_USB_433 room TRX
define MAPLECUL_USB_433Stack STACKABLE MAPLECUL_USB_433
attr MAPLECUL_USB_433Stack room TRX
define MAPLECUL_USB_868HM CUL FHEM:DEVIO:MAPLECUL_USB_433Stack:9600 0000
attr MAPLECUL_USB_868HM group Gateways
attr MAPLECUL_USB_868HM hmId 308393
attr MAPLECUL_USB_868HM icon cul_868
attr MAPLECUL_USB_868HM rfmode HomeMatic
attr MAPLECUL_USB_868HM room 8.00_Zentral,TRX
define MAPLECUL_USB_868_Stack STACKABLE MAPLECUL_USB_868HM
attr MAPLECUL_USB_868_Stack room TRX
define MAPLECUL_USB_868HM2 CUL FHEM:DEVIO:MAPLECUL_USB_868_Stack:9600 0000
attr MAPLECUL_USB_868HM2 group Gateways
attr MAPLECUL_USB_868HM2 hmId 308393
attr MAPLECUL_USB_868HM2 icon cul_868
attr MAPLECUL_USB_868HM2 rfmode HomeMatic
attr MAPLECUL_USB_868HM2 room 8.00_Zentral,TRX
# 115200 Baud füer HM-Mod-UART und z.B. CC2530
set MAPLECUL_USB_868 raw pb0@115200
set MAPLECUL_USB_868 raw pb1@115200
set MAPLECUL_USB_868 raw ps

Zusätzliche Serielle Schnittstellen

Die UARTs werden als "virtuelle" Schnittstellen per USB und LAN bereitgestellt:

Über USB werden zwei weitere Schnittstellen angelegt. (Typischerweise neben /dev/ttyACM0 eben /dev/ttyACM1 und /dev/ttyACM2 unter Linux und unter Windows einfach zwei weitere COM Ports.)

Beispiel HM-UART an der zweite Seriellen-Schnittstelle auf einer Ranseyer Platine gelötet und local „by-id“ angesprechen:

define mapleCUL CUL /dev/serial/by-id/usb-STM32_MapleCUL_71a7e023-if00@38400 4444  ### Der MAPLE-Cul selbst
define myRemoteHmUART HMUARTLGW /dev/serial/by-id/usb-STM32_MapleCUL_71a7e023-if02 ### Die zweite Serielle

Der Netzwerkzugriff erfolgt über die Ports 2324 und 2325.

Zur Einstellung der Baudrate über Netzwerk gibt es folgende Befehle:

UART0 Baudrate einstellen: pb0@38400
UART1 Baudrate einstellen: pb1@9600
Baudrate im EEPROM speichern: ps
Baudrate anzeigen: pi

set MapleCUL raw pb0@38400
set MapleCUL raw pb1@9600
set MapleCUL raw ps
get MapleCUL raw pi

Ein am UART0 angeschlossener HM-MOD-UART kann z.B. mit folgender Definition in FHEM eingebunden werden:

define myRemoteHmUART HMUARTLGW uart://192.168.42.23:2324

Weiteres:

UART0= 8+9 = PA3+2

UART1= 0+1 = PB11+10

Für die Anbindung des MapleCUL ist die Baudrate egal, da kann man nichts falsch einstellen. Sie wird nicht benötigt, da der MapleCUL nicht über RS232 angebunden ist. Anders verhält es sich mit den beiden zusätzlichen UART0 und UART1 Ports. Dort ist die Baudrate relevant, da die serielle Schnittstelle dort auch physikalisch existiert.

Debugging / weiteres

Stromverbrauch der Transceiver: Typischerweise 17 mA für RX und 34 mA für TX pro Modul. (Bei Inaktivität: 4 Transceiver, LAN-Modul, MAPLE ca 100mA)

Auf die OUT-Leitung kann bei den meisten FastRF Protokollen verzichtet werden. MAX und HM funktionieren z.B. ohne OUT Leitung

Beim ersten Transceiver ist der Status nicht "Initialized": Möglicherweise ist die Verdrahtung fehlerhaft

Der MAPLE-CUN startet ständig neu (Z.B. unter linux zu sehen bei tail -f /var/log/syslog, hier taucht das selbe USB Gerät ständig neu auf): Eventuell wurde eine veraltete Firmware für LAN-Modul aufgespielt, aber kein LAN-Modul erkannt

Devices auf einem Linux Rechner:

pi@raspberrypi:/dev/serial/by-id $ ls -la
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 100 Jul 27 18:52 .
drwxr-xr-x 4 root root  80 Jul 27 18:52 ..
lrwxrwxrwx 1 root root  13 Jul 27 18:52 usb-STM32_MapleCUL_2788282f-if00 -> ../../ttyACM0
lrwxrwxrwx 1 root root  13 Jul 27 18:52 usb-STM32_MapleCUL_2788282f-if02 -> ../../ttyACM1
lrwxrwxrwx 1 root root  13 Jul 27 18:52 usb-STM32_MapleCUL_2788282f-if04 -> ../../ttyACM2

Wenn gar nicht mehr klar ist wie der MAPLE-CUL eingestellt ist, ggf mal zurücksetzen (statt CUL1 das erste Gerät angeben):

set CUL1 raw e

Wen keiner der Transceiver erkannt wird an einem beliebigen Modul von Pin8 rückwärts Kurschlüsse suchen bis Pin1. Also messen zwischen 8+7, 7+6, 6+5,... Anschliessend einen Pin auslassen und noch messen 8+6, 7+5, 6+4, ...)

Beispiel für Meldungen am Debug-Port mit 4 Transceivern und LAN-Modul:

-I- Getting new Started Project --
-I- MapleCUNx4
-I- Compiled: Mar 18 2017 15:46:32 --
-I- init Flash
-I- init Timer
-I- init EEprom
-I- init Ethernet
WIZCHIP Initialized success.
-I- Detected CC0: PN 0x00  VER 0x14 
-I- Detected CC1: PN 0x00  VER 0x18 
-I- Detected CC2: PN 0x00  VER 0x14 
-I- Detected CC3: PN 0x00  VER 0x14 
-I- Detected ethernet 
-I- init USB
-I- init Complete

Links