Dragoş-Florin COSTEA (24842) - UTP Tester

Autorul poate fi contactat la adresa: Login pentru adresa

Introducere

Proiectul consta in realizarea unui dispozitiv care verifica conditia unui cablu UTP Cat5/Cat5e prin afisarea unui mesaj relevant pe un LCD grafic.

Tester-ul de cablu UTP va verifica daca este sertizat corect, contine un scurt-circuit (sau mai multe) sau “open connections”, viteza maxima de transmisie in functie de numarul de fire corect sertizate, impedanta acestuia, in functie de calitate si modul in care a fost sertizat crossover/rollover/straight-through.

Ideea a fost preluata de la proiectul Alexandrei - Ştefania RADU (alexandra.radu1910@cti.pub.ro) cu scopul de a imbunatatii modul de afisare a mesajelor de eroare si a detecta concret problema cablului.

Utilitatea consta in verificarea unui cablu pentru a stabili daca problema poate fi remediata sau este o defectiune din fabricatie, pentru toti cei care doresc sa stabileasca o conexiune prin LAN de la calculator la router si nu numai.

Descriere generală

Microcontroller-ul va genera semnale care pleaca din intregul port B si le va analiza pe pinii 0-4 ai portului A si 0,1 si 4 ai portului D. LCD-ul grafic va fi conectat la pinii 5-7 ai portului A si 0, 1, 6 si 7 ai portului C. Interfata cu utilizatorul, adica butonul, va fi legat prin pinul 6 al portului D.

Hardware Design

Bill of materials:

- LCD 1602 Text 2×16 cu Backlight Galben-Verde

- Cablaj de test

- Mufe mama-mama/mama-tata/tata-tata

- Rezistente 1K / 10K

- Porturi RJ-45

- Diverse cabluri UTP pentru test

- Alte posibile elemente pasive (rezistente, condensatoare etc.)

Cost aproximativ: 100 Lei

Schema electrica ( Eagle )

placuta_pm_2.sch

Software Design

Mediu de dezvoltare: Programmer's Notepad

Am folosit biblioteca LCD-ului text 16×2 de la laborator la care am modificat durata delay-ului.

Pentru detectia modului de sertizare se trimite de la PORTB cate un semnal de 0 pe rand prin fiecare pin de la “Sender” si se verifica pinul de la “Receiver” in care s-a primit 0. Restul pinilor asociati porturilor sunt pusi in stare de inalta impedanta ( DDR = 0 , PORT = 1 ) pentru a nu provoca un posibil scurtcircuit microcontroller-ului ( in caz de cablu scurtcircuitat ).

Calculul rezistentei este realizat prin trimiterea printr-un pin al portului B a valorii de 1 digital si receptia acestuia pe PA0. Stiind ca potentialul la pinul transmitator al portului B este de 5V, uC-ul asigura prin pini un curent de aproximativ 40mA iar potentialul la pinul PA0 se masoara folosind ADC0, rezistenta prin fir este data de “R = (Vb - Va) / 40mA”.

Scurtcircuitul in cablu se detecteaza prin receptia pe un pin al portului B a unei valori de 0 pe un pin diferit fata de cel de pe care s-a trimis valoarea de 0 digital.

O conexiune libera este data de neprimirea pe pinul corespunzator de receptie a valorii de 0 de la pinul transmitator asociat.

O cablu este considerat partial sertizat daca pentru modul straight-through, conexiunile 1-4 ale “sender”-ului sunt legate la conexiunile 1-4 ale “receiver”-ului, pentru modul crossover, conexiunile bine legate “sender”-“receiver” sunt 1-3, 2-6, 3-1, 6-2, iar pentru rollover: 1-8, 2-7, 3-6, 4-5.

Pentru fiecare stare a tester-ului se afiseaza urmatoarele mesaje pe LCD:

- ” Full connection / partial connection / No connection available :( ”, in functie de firele care sunt sertizate corespunzator.

- ” Cable is wired: Straight-through / Crossover / Rollover ”, in functie de tipul sertizarii.

- ” Cable maximum speed is: 1GB/s / 100Mb/s ”, in functie de calitatea sertizarii.

- ” DC resistance: x ohms ”, pentru valoarea asociata in ohmi.

- ” Ok if cable has more than y m ”; mesaj care se foloseste de valoarea data anterior pentru a estima calitatea cablului ( standardul impune 0.185 ohmi / metru ).

- ” Open connections: z ”, pentru a afisa care fire nu sunt sertizate corespunzator.

- ” Paths a and b are short-circuites ” ,pentru a afisa care fire provoaca un scurt in interiorul cablului.

- ” Press again for new test ”, mesaj care anunta utilizatorul ca la urmatoarea apasare a butonului se va face un nou test.

- ” No data can be obtained ”, mesaj care apare doar daca firul 1, adica TX de la transmitator nu este sertizat corespunzator.

Rezultate Obţinute

Am realizat un UTP tester care pe piata are valoarea aproximativa de 50 de lei :) si indeplineste toate functiile mentionate la introducerea paginii: detectia modului de sertizare, a scurtcircuitului intre doua fire si precizarea acestora, a conexiunilor libere ( nesertizate corespunzator ), calculul rezistentei cablului si viteza maxima de transmisie pe acesta impreuna cu afisarea de mesaje intr-un mod user-friendly pe un LCD 16×2 si selectia acelor mesaje printr-un buton.

Proiectul poate fi folosit de oricate ori fara a avea nevoie de reset, cu instruire minima de catre oricine, fiind necesar doar de o sursa de alimentare prin USB type B.

Imagini cu proiectul final:

Concluzii

Privind in retrospectiva, as fi cumparat un LCD mai mare cu interfata I2C care sa nu foloseasca la fel de multi pini ai uC ca cel actual. De asemenea, prezentarea acestuia putea fi mai rezistenta decat este acuma prin realizarea unui PCB special care sa inglobeze socketii UTP, butonul de interfatare, LCD-ul si placuta de la PM. Pe langa un proiect pe care pot sa-l folosesc acasa, am ramas cu o mica experienta practica in realizarea unui proiect folosind un microcontroller si cunostiinte legate de modul de functionare al acestuia.

Download

utp_tester.zip

Jurnal

Prima si a doua saptamana: lipirea majoritatea componentelor pe placuta si achizitionarea LCD-ului impreuna cu socketii UTP.

A treia saptamana: incercarea de a interfata cu LCD-ul si constatarea ca anumiti pini ai uC-ului nu functioneaza corespunzator.

A patra saptamana: realizarea intregului algoritm de detectie a sertizarii, scurtcircuitului si conexiunilor libere si sertizarea manuala a unor cabluri de testare

A 5-a saptamana: realizarea interfetei cu LCD-ul si a mesajelor relevante pentru fiecare informatie care trebuie afisata.