Как создать собственный портативный LTE роутер с нуля. Какие компоненты выбрать для автономного роутера. Как спроектировать схему и печатную плату роутера. Какие проблемы могут возникнуть при разработке сетевого устройства. Почему стоит разрабатывать роутер самостоятельно, а не покупать готовое решение.
Мотивация для разработки собственного роутера
Автор статьи решил разработать собственный автономный LTE роутер по нескольким причинам:
- Необходимость в устройстве, полностью удовлетворяющем личные потребности
- Готовые решения на рынке не подходят по требованиям
- Желание получить бесценный опыт разработки сетевого устройства
- Использование проекта в качестве дипломной работы
Разработка собственного роутера позволяет создать монолитное устройство, в отличие от использования отдельных компонентов (Raspberry Pi + внешний аккумулятор + USB-модем). Это дает возможность оптимизировать конструкцию и функциональность под конкретные задачи.

Анализ существующих решений на рынке автономных роутеров
Перед началом разработки автор проанализировал рынок готовых автономных LTE роутеров. Основные выводы:
- Лидерами в сегменте потребительских автономных роутеров являются ZTE и Huawei
- Популярны модели со встроенным модемом и слотом для SIM-карты
- Роутеры на базе ARM-процессоров более энергоэффективны
- Модемные SoC сложны для самостоятельной разработки из-за закрытой документации
- Открытые чипсеты позволяют использовать кастомные прошивки (OpenWRT и др.)
Автор выделил два интересных варианта готовых устройств для анализа: Huawei E5770 и Ross&Moor PB-X5. Первый имеет хорошие характеристики, но проблемы с ПО. Второй требует доработки, но имеет открытое ПО на базе OpenWRT.
Формирование требований к разрабатываемому устройству
На основе анализа рынка и личных потребностей автор сформулировал следующие требования к разрабатываемому роутеру:
- 2 порта Ethernet
- Поддержка Wi-Fi
- Емкий аккумулятор с автономностью более 4 часов
- Открытое программное обеспечение
- Поддержка PoE (Power over Ethernet)
- Мониторинг всех линий питания
Последние два пункта были вдохновлены функциональностью роутеров Mikrotik. Поддержка PoE упрощает подключение устройства, а мониторинг питания позволяет отслеживать «жизненные показатели» роутера.

Выбор системы на кристалле (SoC) для роутера
Ключевым этапом разработки стал выбор «мозга» системы — SoC (System-on-Chip). Автор остановился на чипе MT76x8 от MediaTek. Основные характеристики:
- Архитектура: MIPS24KEc
- Частота: 580 МГц
- Оперативная память: 128 МБ DDR2
- Флеш-память: 32 МБ SPI NOR
- Интерфейсы: USB 2.0, SD-XC, PCIe, Ethernet
MT76x8 может работать в двух режимах: «IoT Device Mode» для работы с внешней периферией и «IoT Gateway Mode» для использования дополнительных портов Ethernet. Второй режим идеально подходит для роутера.
Выбор способа монтажа SoC на плату
Автор рассмотрел два варианта монтажа SoC:
- Непосредственная пайка «голого» чипа на плату
- Использование готового модуля SoM (System-on-Module)
Учитывая сложность монтажа и отсутствие опыта пайки QFN-корпусов, автор выбрал второй вариант — использование готового модуля. Это упрощает разработку платы и снижает риски при сборке.
Из доступных вариантов модулей были рассмотрены Onion Omega2s и HLK-76×8 от Hi-Link. Автор остановил свой выбор на менее известном модуле HLK-76×8.

Разработка принципиальной схемы роутера
Автор представил первую версию принципиальной схемы роутера, разработанную в онлайн-системе EasyEDA. Схема включает все основные компоненты:
- Процессорный модуль HLK-76×8
- Ethernet-контроллеры
- Wi-Fi модуль
- Цепи питания
- Разъемы для подключения периферии
Автор отметил, что большая часть схемы основана на референсных дизайнах и схемах существующих устройств. Это распространенная практика, позволяющая снизить риски при разработке.
Выбор программного обеспечения для проектирования
После создания первой версии схемы автор задумался о выборе более профессиональной САПР для дальнейшей работы. Основные критерии выбора:
- Кроссплатформенность
- Интеграция с поставщиками компонентов
- Бесплатная лицензия для хоббистов
- Удобная трассировка дифференциальных пар
- Востребованность на рынке труда
Автор обратился к сообществу за советом по выбору подходящей САПР для дальнейшей разработки роутера.
Ключевые особенности разработки собственного роутера
Разработка собственного роутера имеет ряд преимуществ и сложностей:

- Возможность создать устройство, полностью отвечающее личным требованиям
- Получение ценного опыта в проектировании сетевых устройств
- Необходимость глубокого изучения схемотехники и программирования микроконтроллеров
- Сложности с выбором и приобретением компонентов
- Потребность в специализированном оборудовании для сборки и отладки
Несмотря на трудности, разработка собственного роутера позволяет создать уникальное устройство и значительно расширить свои знания в области сетевых технологий и электроники.
Перспективы развития проекта автономного роутера
Автор планирует продолжить работу над проектом в следующих направлениях:
- Оптимизация схемы питания для увеличения автономности
- Улучшение системы охлаждения для стабильной работы
- Разработка удобного пользовательского интерфейса
- Интеграция дополнительных функций (VPN, файловый сервер и т.д.)
- Создание компактного и надежного корпуса
Проект автономного LTE роутера демонстрирует, что при наличии знаний и энтузиазма можно создать собственное сетевое устройство, не уступающее коммерческим аналогам. Это открывает широкие возможности для экспериментов и инноваций в области сетевых технологий.

6 идей бытовой автоматизации для изготовления своими руками (электронные схемы, описания работы)
6 идей бытовой автоматизации для изготовления своими руками
(электронные схемы, описания работы)
1. Терморегулятор — термостат
Данный прибор служит для поддержания и регулирования температуры, например в системе отопления. Термостат простой, надежный, не критичен к месту размещения и не боится морозов, может быть использован в автоматике систем отопления (термостат для отопления, термостат для инкубатора, термостат комнатный, термостат для теплиц), в системе защиты от перегрева, пожарной сигнализации, как термостат для теплых полов. Нагрузкой термостата может служить тэн, установленный в котле отопления, лампы инкубатора, трехфазное реле , нагревательный элемент, нагревательный элемент теплого пола, газовый электроклапан типа GSAV15R 1/2″, для поддержания температуры в погребе, для поддержания температуры в гараже.
Термостат содержит минимум элементов и как следствие очень надежен, не требует программирования. Схема термостата состоит из усилительного каскада на операционном усилителе AD822, термочувствительного диода, переменного резистора R2=10кОм для регулировки поддерживаемой температуры, R1 для установки гестерезиса.
Термостат позволяет поддерживать температуру от 15 до 95 градусов.
Плату с элементами и реле можно поместить в отдельную коробочку, которую как и термочувствительный диод закрепить непосредственно на котле. Диоды служат для отображения состояния термостата: диод 1 — индикация питания, диод 2 — индикация включения нагрузки.
2. Дистанционное управление нагрузкой по мобильному телефону
Щиток позволит вам автоматизировать такие функции как включать и выключать электроприборы по сотовому телефону. Где бы вы не находились, достаточно лишь набрать номер и дождаться гудков. Чтобы выключить нагрузку, нужно позвонить на номер щитка с другого номера (например, вставить другую сим-карту). Мощность управляемой нагрузки ограничена типом применяемого реле.
Допустим, вы решили зимой посетить дачу, но чтобы по приезду не ждать несколько часов, пока она прогреется, просто набираете номер телефона, стоящего в щитке за пару часов до приезда.
В моем случае использовался телефон nokia3310 с синтезатором мелодий. Длятого, чтобы телефон в щитке включал нагрузку только от вашего телефона, нужно запрограммировать его звонок на ваш номер на определенную мелодию. когда вы позвоните на телефон щитка, телефон щитка проиграет определенную мелодию, которую расшифрует микроконтроллер. Роль детектора мелодий выполняет микрофон. Затем сигнал с микрофона поступает на вход детектора и дальше в контроллер. Чтобы обойтись без микрофонного усилителя и повысить помехоустойчивость, микрофон нужно приложить к динамику телефона непосредственно.
Естественно, микроконтроллер сначало надо запрограммировать.
Прошивка для контроллера находится здесь:
Скачать:
1shitok_mega8. rar
Прошивка настроена на прием трех импульсов на выключение и прием пяти импульсов на включение. Интервал между импульсами — 265 мс.
Внешний вид устройства может быть таким :
3. Система ориентации солнечной батареи
С наступлением дачного сезона становится актуальным энергообеспечение дачных домов, там где нет централизованного подвода электроэнергии.
Один из альтернативных источников энергообеспечения служит солнечная батарея. Однако стоимость ее довольно высока, поэтому встает вопрос о более эффективном ее использовании. Наибольшая отдача батареи происходит при перпендикулярном ее ориентировании на солнце. Однако солнце не стоит на месте, оно перемещается с востока на запад. В данной статье описано устройство, автоматически ориентирующее батарею строго на солнце.
Идея упростить конструкцию системы ориентации солнечных батарей состоит в том, чтобы использовать готовый блок ориентации спутниковой антэнны, так называемый мотоподвес. Пользователю остается лишь прикрепить блок солнечных батарей к мотоподвесу, и по уровню сигнала, снимаемого с датчиков солнечной батареи, блок электроники сориентирует антенну точно на солнце.
Мотоподвес предназначен для отслеживания спутников, находящихся на геостационарной орбите (т. е. при повороте он не только вращает батарею, но и наклоняет ее, в результате чего батарея будет ориентирована точно на солнце. Сигнал для поворота формируется двумя фотодиодами, расположенными на солнечной батарее и ориентированными на дугу с углом между собой в 30 градусов. Питание схемы в начальный момент необходимо из резервного источника питания(аккумулятора). Рассмотрим детально процесс ориентирования.
Допустим батарея находится в промежуточном положении между западом и востоком. С восходом солнца на востоке левый фотодиод освещается сильнее правого, в результате чего на IN1 формируется логическая единица и батарея поворачивается на восток до освещения 2-го фотодиода и появления единицы на IN2, после чего мотор мотоподвеса останавливается. Затем, по мере продвижения солнца на запад правый фотодиод освещается сильнее, что приводит к появлению единицы уже на IN2 и мотор включается в другом направлении. Батарея как бы догоняет солнце. Переменные резисторы служат для подстройки чувствительности системы ориентации. Резистор R1 служит для ограничения тока коллектора мотора во время пуска. Конденсатор С3—керамический, служит для фильтрации помех искрения щеток.
4. Охранная система раннего предупреждения
Здесь рассказано, как предельно просто, не вдаваясь в сложности,используя минимум комплектующих, установить охранную или охранно-пожарную сигнализацию дома или коттеджа.
В настоящее время существует великое множество охранных систем. Большую часть из них
составляют электронные охранные системы, которые в свою очередь делятся на цифровые и аналоговые охранные системы и т.д. и т.п..
При этом оборудование постоянно усложняется, становится дороже.
От всего этого свободно это устройство.
Описание работы схемы:
При нарушении цепи охраны (в следствии проникновения) выключается реле P1, вследствии чего включается сигнальное устройство.
Используемые детали:
реле P1—любое реле с напряжением срабатывания 12 Вольт и током моммутирования 1А.Нам потребуется та пара контактов, которая срабатывает при отпускании реле. Сигнальное устройство—любое типа «Маяк» или от сигнализации автомобиля. Геркон—любой, выдерживающий ток 100 мА и напряжение 12 Вольт.
По конструктиву:
Герконами защищаем места, где наиболее вероятно проникновение (двери, окна, калитка, забор). Провод для периметра, сигнальное устройство и провода подвода питания необходимо замаскировать. Количество герконов не стоит превышать 10, иначе тяжее будет найти повреждение (как в елочной гирлянде).
5. Управление спутниковой антеной с помощью мотоподвеса и компьютера
Зачем это нужно : если открыть сайт lyngsat.com можно увидеть, насколько большое и разнообразное количество отечественных и зарубежных программ в отличном качестве передают спутники. Однако ручная перенастройка соспутника на спутник очень трудоемкое занятие и занимает много времени, а иногда и просто невозможно, если антена стоит в труднодоступном месте. Для этого и служит мотоподвес, в состав которого обычно входит мотор, механизм поворота, датчики крайнего положения и энкодер.
Для того чтобы управлять поворотом спутниковой антены, нужен мотоподвес с энкодером. Тогда подавая питание на мотоподвес и подсчитывая количество импульсов с энкодера вседа можно знать положение антены. Обычно подсчет импульсов ведется относительно некоторой точки, которую нужно определить заранее с помощью датчика крайнего положения. Назовем эту точку HOME, что по английски значит «дом». Далее определяем, сколько импульсов на градус делает наш энкодер. Это можно сделать, прочитав документацию мотоподвеса или рассчитав значение опытным путем. Далее выставляем антену в крайнее положение и подсчитывая количество импульсов выставляем ее на нужный спутник. Можно предварительно найдя какой-нибудь спутник, настраиваться относительно него. Например Eutelsat W4 at 36.0°E в Московской области находится строго на юге и вы на него настроены, количество импульсов енкодера—5 на градус. А Express AM1 at 40.0°E расположен на 4 градуса западнее(левее,если смотреть на юг.) То есть количество импульсов при повороте на Express AM1 at 40.0°E = 4*5=20. Включаем мотор и через 20 импульсов при правильной настройке мотоподвеса попадаем на Express AM1 at 40.0°E.
В данной конструкции подсчет импульсов, формирование включения моторов, запоминание позиции выполняет компъютер, а обмен сигналами выполняется через паралельный порт.
Управление мотоподвесом осуществляется с компьютера через паралельный порт. Программа написана на Делфи.
Для работы программы надо установить файл test.txt на диск С для записи параметров программы. Для работы так же требуется драйвер LPT, который должен находиться в той же дирректории, что и программа.
Скачать софт:
sputnik.rar
6. Качалка для детской кроватки
Этот механизм поможет уложить спать ребенка. Устройство состоит из актуатора, генератора, усилителя, блока питания и конечно самой кровати.
Принципиальная схема устройства показана на рисунке:
Микросхема L298 — мостовой драйвер. При появлении на входе IN1 логической единицы, а на IN2 логического нуля актуатор двжется в одну сторону, при противоположной раскладке — в другую. По входу ENA осуществляется управление скоростью актуатора.
Управление L298 осуществляется микроконтроллером ATmega16. Прошивка для него находится здесь.
Порядок работы следующий: при возникновении сигнала от микрофона (ребенок проснулся и закричал) включается актуатор, выполняет 20 качаний. Если после этого сигнал от микрофона продолжает идти, качание продолжается.
Регулировка скорости и частоты качаний регулируется с помощью резисторов R1, R2. Микрфон располагается в непосредственной близости от ребенка. Питание качалки осуществляется от любого стабилизированного источника на 12 В и ток 4 А.
Источник: www. pristash2973.narod.ru
Автономный LTE роутер своими руками
Приветствую, в этом цикле статей постараюсь описать разработку собственного сетевого устройства и поделиться своими мыслями, набитыми шишками и конечно же опытом. Цикл статей будет охватывать временной период порядка 1.5 лет неторопливой разработки.
Да-да, это именно разработка собственного роутера, не простой допил уже имеющегося и переупаковка в другой корпус. Отнюдь! Схема, печатная плата, пайка – всё сделаем сами и защитим диплом.
А какова мотивация?
Классическое «А зачем?» с буханками сюда тоже относятся. Буду краток, мы ведь не за этим собрались:
Мне нужен девайс, удовлетворяющий мои потребности
Готовые девайсы на рынке, если не совсем днище — то не проходят по требованиям
В конце концов, это бесценный опыт и моя дипломная работа :3
Ожидая вопрос «А почему просто не использовать смартфон..» Просто? Чтобы сделать банальный TTLfix нужен Magisk, да даже если есть, то что делать с: подключением антенн, RJ45, ресурсом аккумулятора? Даже если оператор позволяет без ухищрений раздавать интернет, то не всегда такие тепличные условия доступны и надеяться только на это глупо.
Сам же роутер для меня удобнее, чем связка телефон+ноутбук или модем+ноутбук.
Надеюсь тема закрыта, не начавшись и в комментариях ко всем частям будет вестись обсуждение проекта и устройства. Приятного прочтения!
Как зарождалось устройство? И немного о себе
Электроника и околотехника – это мой основные увлечения, хотя я и не являюсь профессионалом и истиной в первой инстанции. Это так, отступление дабы у вас не формировались завышенные ожидания относительно моей компетенции.
Роутерами я увлекаюсь ещё с 16 лет. Лето 2019 года: благодаря лучшему другу Арсению ко мне в руки попадет TL-MR3220 и становится на долгое время основным, первое физическое знакомство с OpenWRT.
Естественно не просто так) Роутер полукирпич, на фото жесть по его поднятиюСнова лето, 2020 год: скилы повышаются. На этот раз расширение памяти через USB, знакомство с реализацией сетевой загрузки на OWRT и статья в локальный паблик про это дело.
Очень интересная и несправедливо забытая технология среди обычных гиковВторой курс, весна 2021: в качестве дипломной работы и задачки «just for fun», я сажусь делать свой роутер.
«Почему именно роутер?» У меня эпизодически имеется необходимость в использовании портативного роутера, к примеру, при выездах на море/в гости в родную деревню. Да и это просто круто, особенно учитывая, что большая часть группы, как окажется, втупую скопипастит воду из интернета к себе в дипломы, а ты действительно что-то сделаешь руками.
Летом 2021 для этого я использовал данный сетап:
Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2 + Ugreen 10000 мАч + Huawei e3372-153Всё бы хорошо, но это отдельные девайсы, которые мало того, что мне нужны по отдельности, так ещё не являются монолитным устройством.
Дорогу в деревню на электричке (порядка ~5ч) сетап переживает отлично, при установке на месте появляются сложности:
Сетап закреплённый на уровне крыш и направленный до ближайшей БСПроблема 1. Всё это дело питается от телефонной зарядки которая находится на чердаке. А в свою очередь, к ней на чердак тянется «переноска» c 220V и это крайне неудобно. Ещё в процессе руфинга чердака становится понятно, что PoE в роутере нужен обязательно.
Да я слышал про PoE hat, но это слишком простой путь. Поэтому жду фитбек от тех, кто пользовался PoE на малине.
Кейс из PLA после дня под палящим кубанским солнцемПроблема 2. Крепление роутерной части на крыше, если конструкция для этого не проектировалась – крайне гиблая затея.
Проблема решается просто. Либо делаем нормальный корпус, либо покупаем антенну и прячем роутерную часть в доме.
Лето 2022, Antex Petra BB MIMO 2*2 + собственный роутерАнализируем рынок
Прежде чем ваять что-то своё, неплохо бы ознакомиться с готовыми устройствами. Как минимум чтобы своровать идей вдохновиться и понять во что мы вляпались – Это я понял уже только после создания своего роутера, это первая ошибка. Я хоть и вдохновлялся одним из девайсов, который будет описан ниже, но этого недостаточно. На мой взгляд, балом автономных роутеров потребительского сегмента, на данный момент правят ZTE и Huawei. Если абстрагироваться от названий, которые дают операторы сотовой связи, то внутри это всё те же вышеописанные роутеры.
Кроме моделей от именитых брендов, рынок роутеров и модемов наводнили китайские подделки и поделки. Не знаю, зачем и почему, но их отличительной чертой является логотип, который китайцы не стесняются лепить, как и на свои поделки, так и на подделки.
Знакомьтесь, чудо китайской инженерной мысли с чипсетом от обычного смартфона — CPE903-1Если стесняются лепить логотип на страницу устройства, то залепят в веб:
Были подобные во владении? — опишите свой опыт, будет интересно почитать.Возвращаясь к теме, давайте отберём 2 интересных на мой взгляд роутера и разберём каждый, что называется «по косточкам». Предвидя возможный вопрос: «А почему именно 2, их же вон сколько всяких разных!» — позвольте снова немного отойти и ввести в курс дела, ибо информация довольно нетипичная для Хабра.
Так уж сложилось, что автономно-портативные роутеры базируются на двух вариациях чипсетов – относительно открытые и поддающиеся переходу на свободные прошивки, и закрытые, модификации ПО для которых долго и скрупулёзно создаются в ходе реверс-инжиниринга. Для конечного пользователя это практически ничего не меняет (за исключением ограниченности возможных модификаций), но вот для разработчика собственного устройства, чипсет – это первая отправная точка.
Ниже представлена сводная таблица, составленная в процессе анализа рынка, располагайтесь удобнее, наливайте чай и анализируйте вместе со мной :3
Ссылка на таблицу в кликабельном виде – в источникахОбозначим тезисы после взгляда на таблицу:
Форм-фактор «роутеров повербанков» с возможностью подключения внешнего USB LTE модема, не особо прижился среди пользователей, их вытеснили роутеры с встроенным модемом и слотом под SIM – это видно, как из доступности, так и из годов выпуска SoC, которые обычно коррелируют с годами производства девайсов.
Все модемные SoC базируются на ARM – повод задуматься о энергоэффективности MIPS роутеров.*
Модемные SoC сложны для разработки и подходят для крупных партий устройств – на все описанные безмодемные SoC имеется техническая документация, не обложенная NDA (либо обложенная когда-то, но ныне слитая в сеть)
*UPD: По крайней мере на чипсетах 2010-2016 годов, что с энергоэффективностью свежих SoC — мне пока не известно.
С форм-фактором относительно всё понятно, пользователи обленились и перестали собирать свои сетапы роутер+USB LTE модем, ведь на рынке появились удобные, умещающиеся в среднюю по размеру ладонь, роутеры со встроенным модемом.
Но вот c модемными SoC не всё так однозначно, c одной стороны удобство для разработчиков, когда практически на одном чипе располагается модемо-вычислительная часть, но это одновременно и сложность ведь требуется подробная документация, а без полноценного партнёрства и/или без лицензии её получить нереально. Помимо этого сложности с ПО – в мейнлайн ветке Linux вы не найдёте поддержки модемов серии MDM, кроме одного единственного MDM9615, а следовательно и кастомных прошивках аля OpenWRT и прочих – тоже. Это же подтверждается тем что, выложенные в сеть исходники ПО базируются на версиях ядра 3.x.x.
«Отлично, а что с автономными роутерами на относительно открытых чипсетах?» – по сути, те же роутеры что и их большие собратья. Если открыть даташит на один из указанных в таблице чипсетов, то это быстро станет понятно. Соответственно программная поддержка есть, в отличии от роутеров на модемных чипсетах.
Итак, после того как все точки над Ё расставлены, можно наконец ознакомиться с готовыми девайсами, которые лично мне приглянулись:
Huawei E5770
SoC — HiSilicon692 | 2 ядра ARMv7 + одно Cortex-M3
128 Mb ROM & 128Mb RAM
LTE Cat.4 B7/B3/B20/B38
WiFi 2.4Gz b/g/n + Ethernet
OLED экранчик 128×128
Аккумулятор 5200mAh — 2x 18650
MicroUSB хост/зарядка + USB A для зарядки внешних устройств
Модифицированное ПО на основе сток прошивки + возможность установить Entware
Претендент, которым я и вдохновлялся, идеальный, за исключением двух моментов:
Беды с ПО – древняя версия ядра + софта и библиотек, соответственно уязвимость на уязвимости. Ситуацию разбавляет возможность накатить Entware (благо места на флеше зачастую вагон), но это не панацея.
Один порт Ethernet – даже находясь вне дома у меня была потребность сразу в двух портах, к тому же, скорее всего по-человечески нельзя менять его назначение «на лету».
Ross&Moor PB-X5
SoC — AR9331 | одно ядро MIPS24Kc
8Mb ROM & 64Mb RAM
WiFi 2.4Gz b/g/n + Ethernet
Аккумулятор 5200mAh — 2x 18650
2 USB A хост/зарядка + MicroUSB зарядка
ПО: U-boot + OpenWRT
Претендент из разряда «допили сам», внутри прикольная этажерка из двух плат с простенькой схемотехникой, но не всё так радужно:
Роутеру требуется LTE модем, а это значит либо торчащий из корпуса неудобный свисток, либо создание корпуса с нуля и включение модема внутрь.
Довольно хилый и жрущий процессор
По-прежнему один порт Ethernet, но по крайней мере он конфигурируется, как угодно.
После анализа готовых устройств, думаю есть смысл описать полный список «хотелок», составить своеобразное ТЗ, дабы было от чего отталкиваться:
2 порта Ethernet, WiFi
Достаточно ёмкий аккумулятор дабы устройство могло жить 4+ часа
Открытое ПО
Поддержка PoE
Ну и до кучи, мониторинг по всем линиям питания
На последние 2 пункта меня вдохновили роутеры от небезызвестной Mikrotik. C PoE думаю все знакомы, очень удобная технология, упрощающая жизнь и сокращающая провода.
Мониторинг же имеется в некоторых продвинутых моделях Mikrotik и позволяет мониторить вот это поворот жизненные показатели роутера. Для меня это скорее дополнительная задачка, которую интересно реализовать.
Конечно же можно было использовать готовый девайс. Да и если бы не мой нездоровый интерес к роутерам, то скорее всего я бы так и поступил. Но поскольку это скучный вариант, то давайте уже наконец приступить к подбору SoC и знакомиться со схемой. А то заканчивается шестая страница текста, а роутера ещё «в проекте» нет!
SoC
Любая схема электронно-технического устройства начинается с подбора мозга системы, будь это МК, SoC или FPGA. Честно признаться я особо и не помню, как мой выбор с ходу пал на старый добрый MT76x8. В следующий раз постараюсь исправиться и как минимум записать :3 К слову, это вторая ошибка. Из-за безалаберного выбора SoC были пойманы некоторые грабли, но об этом позже. .
И может работать в двух режимах, так называемые «IoT Device Mode» и «IoT Gateway Mode», как их именует Mediatek. Первый режим направлен на работу с внешней периферией (EMMC/SD-XC/etc.) посредством 16 контактов GPIO. А второй использует эти же 16 линий в качестве дополнительных 4 портов Ethernet и как понятно, это нужно обычно в роутерах. Первый же режим предназначен для всякого IoT, на ум сразу приходит Onion Omega2, Лёше привет), в которой используется именно этот процессор. Наверно не каждый, кто держал в руках «луковицу», догадывался что она может быть ещё и роутером с 5 портами.
С процессором почти разобрались. Остаётся определиться с типом монтажа на плату.
Есть синяя и красные таблетки два варианта:
Казалось бы, там и там устанавливается процессор, но есть один нюанс.
Гусары молчать! В случае с непосредственной запайкой процессора на плату, увеличивается сложность платы и плотность монтажа, на этапе её трассировки (разводка под RAM, обвязка радиочасти и вот это всё).
В случае с модулем, за нас, так сказать «подумали» и все усилия сводятся только к выбору и установке того или иного модуля на плату. А поскольку MT76x8 распространяются только в DR-QFN корпусах и на момент сборки платы, QFN я буду паять первый раз в жизни – то выбор очевиден.
Использование процессорных модулей поверхностного монтажа — довольно распространено и вполне нормально, особенно в мелкосерийных «взрослых» устройствах. В пример можно привести тык и тык. Поэтому не считаю зазорным использовать данный вариант.
Выбор модулей поверхностного монтажа не такой уж большой: либо «попсовый» и относительно известный модуль от Onion – Omega2s. Либо менее известный модуль HLK-76×8 от китайцев из Hi-Link – многим электронщикам эта фирма знакома своими преобразователями питания. Также есть клоны модулей HLK, но ввиду отсутствия информации по ним – этот вариант отбросим. Модули настолько похожи по количеству GPIO, что проще описать каких GPIO нету на каждом из модулей:
Поскольку один из моих знакомых собирал отладочную плату на модуле Omega2s, то я решил, что? — Правильно! Пойти по противоположному пути и использовать модуль от Hi-Link. Отличия я показал, поэтому переходим к финальной части статьи.
Схемотехника
Не буду тянуть Хабр за НЛО, поэтому сразу покажу схемуЗнакомьтесь, перед вами первая версия схемы роутера и она была значительно переработана по части питания, но без косяков не обошлось….
Сейчас я в поисках другой среды разработки или Хабр посоветуй ECADКак можно было заметить, проект делался в EasyEDA – бесплатной онлайн ECAD системе, местами кривенькая и косая, но я считаю это расплатой за удобное использование из любого браузера. После создания первой версии отладочной платы появилось желание освоить что-то менее кривое, поэтому вот небольшой список критерий:
Не обязательно онлайн
Кроссплатформенная
Интеграция с поставщиками компонентов
С бесплатной лицензией (аля лицензия для хоббистов у Fusion360.
Классическое йо-хо-хо тоже вариант, но осуждаю)
Чтобы трассировка дифпар не вызывала боль ниже пояса
И главное: чтобы ECAD была принята на рынке труда среди вакансий Embedded работодателей. Что под этим подразумевается? Я эпизодически просматриваю вакансии Embedded разработчиков и там встречаются критерии аля «умение разрабатывать в %ECAD_NAME%». Было бы довольно неплохо, если предложенная вами ECAD подходила хотя бы под несколько описанных выше критерий.
Если вы можете посоветовать что-то почти новичку – Welcome в комменты и заранее спасибо)
Конечно же, о выборе за меня и речи не идёт, у меня есть свои размышления на эту тему, но хотелось бы услышать мнения более компетентных людей..
Прежде чем продолжить, давайте сразу уточню один момент – Я не привык изобретать велосипеды, написал человек делающий свой роутер поэтому бОльшая часть схемы основывается на референсах и схемах устройств которые уже имеются на рынке. Как по мне, эта практика имеет право на жизнь, поскольку в таком случае некоторые риски сводятся на нет, хоть и не полностью. Да и будем откровенны, довольно не всегда разработчикам приходится придумывать что-то с нуля, зачастую части схем базируются на референсах описанных в даташитах и апноутах. Поэтому в источниках, помимо непосредственно материалов, на которые я ссылался, вы также найдёте и референсы схем.
Продолжаем, поскольку я использовал блочное разделение частей схемы – давайте поблочно смотреть что и почему изменилось, а затем плавно перейдём к общему обзору схемы:
Преобразователи питания и зарядка для Li-Ion
Наглядная демонстрация того, как одна микросхема может заменить сразу несколькоКак и в большинстве поделок, что можно найти в интернете – в первой версии зарядка базировалась на классической TP4056. Была срисована схемка зарядно-защитного модуля на её базе и без каких-либо проблем интегрирована в общую схему.
Однако после того как была составлена первая версия схемы и начата трассировка платы на её основе, мне на глаза попадается статья: Препарируем дельфина: что внутри у Flipper Zero. И там я замечаю крайне интересный контроллер заряда с I2C и кучей наворотов – BQ25896. Быстро принимается решение миграции на данную микросхему. Попутно выкидывается преобразователь на 5V FP6291, поскольку у bq’шки уже имеется мощный преобразователь, заточенный под OTG, но это не мешает его использовать и в своих целях (с оговоркой на некоторые нюансы).
Между тем схема преобразователя 3.3v не потерпела изменений – и это третья ошибка. В референсной схеме на модуль расширения Omega2 Pro, преобразователь AP3417 подключается к ветке 5V и работает сугубо на понижение. А что сделал я? – Правильно! Подключил к выходу SYS контроллера, а это по сути выход батареи с характерными уровнями напряжения. Когда ошибка вскрылась, было поздно и платы уже ехали. Были надежды, что установка SYS_MIN у bq’шки хоть как-то поможет, но нет – разница напряжений недостаточная для эффективной работы преобразователя 3.3v…..
Порты Ethernet и реализация PoE
Как ни странно, но тут было допущено сразу несколько недочётов, если не сказать ошибок:
Как вам прайс 3 бакса за разъём?Естественно цена не взята китайцами с потолка и обусловлена следующим:
Самое дорогое – поддержка PoE 802.
3af. Хотя, казалось бы, объединили несколько пар в разъёме и завели их на диодный мост, а оттуда на выводы
Встроенные трансформаторы
Стандартные светодиоды в порту
Всё это возможно реализовать самому и вышло бы дешевле. Но некому вернуться в прошлое и дать мне по шапке за мою лень)
PoE реализован как опциональная фича, как это сделано в той же малине с PoE hat. Схема работы этого чуда следующая:
PoE естественно пассивный и вангую что даже на половину не попадает под стандарт, держите это в головеУвы, ввиду некоторых обстоятельств, мне до сих пор так и не удалось проверить работу PoE, хотя на бумаге худо-бедно работать должно.
Что касается светодиодов – видимо не зря практически все производители сетевых железок на MTK, используют по одному светодиоду на порт. «Почему?» – С этим вопросом вынужден оставить вас, до выхода статьи про ПО собственного роутера. Вы ведь не хотите спойлеров?) Просто оставим пометочку, что лучше использовать по одному светодиоду на порт и не выделываться.
АЦП
Изначально была идея – использовать отдельные микросхемы, аля MCP3021 как в схеме Omega2Pro. Но затея разводить по отдельному участку с АЦП для каждой ветки питания, как-то не вдохновляла.
Поэтому мой выбор достаточно быстро пал на INA3221. Трёхканальный АЦП от Ti измеряющий напряжение, ток и мощность в одном флаконе.
«Почему именно она?» – Всё просто, данная микросхема используется в видеокартах Nvidia GTX 9XX/10XX серий и её в случае чего, можно легко найти в донорах, если под рукой такие имеются. Я не занимаюсь ремонтом карт, однако на момент создания дипломной – у меня была возможность использовать запасы доноров, спасибо мастеру нашей группы)
А вот собственно схема и трассированный блок АЦП. Схема не потерпела изменений, кроме косметических и в ней не было найдено ошибок, красотаПо софтовой работе с АЦП будет рассказано в следующих частях. Здесь по схемотехнике, отмечу только два момента.
Первый, касательно трассировки измерительных шунтов – они подключаются так называемым соединением Кельвина:
Такое подключение нужно для уменьшения погрешности измерения, которое может быть вызвано сопротивлением дорожек и выводов резистораВторой, это работа PoE – она будет ограничена максимум 26 вольтами, ибо именно столько может измерять конкретный АЦП.
Отладочные блоки
Следующая интересная часть схемы – встроенный преобразователь USB<->UART. «Зачем он на плате?» — Конечно же для «аппаратной» консоли Uboot и Linux! Да и поскольку первая версия платы в любом случае будет отладочная, то на ней обязаны существовать подобные блоки.
Внимательные на месте? Сможете найти ошибку в обоих схемах связанную с линями данных UART?)Микросхемы были заменены, лишь из-за проблем с логистикой, дешевле и проще оказалось дербанить красные модули с Aliexpress.
Когда не нашёл 34-x пинового разъёма. (Схема перевёрнута для удобства)Можно сказать, классическая гребёнка GPIO. На неё выведена большая часть контактов модуля, хотя и не все – из-за возможной сложности с трассировкой, не были продублированы и оставлены за бортом пины MDI0 и MDI4.
Но вот в случае с MDI4 были оставлены «нулевые» резисторные сборки, дабы была возможность отключать интерфейсную часть от разъёма в случае использования альтернативного «IoT Device» режима пинов.
Олды возможно заметили, но распиновка разъёма была составлена таким образом, чтобы подходить по числу контактов, к стандартному 34-x пиновому IDC шлефу от FDD.
Референсом идеи послужили подобные 40 пиновые шлейфы для Raspberry PiОчень удачно получилось дублировать линии питания и земли, одновременно устранив проблему таких шлейфов – низкую нагрузочную способность на один провод + попасть в нужное число контактов.
Конечно же подразумевается, что «релизной» версии платы эти блоки применяться не будут, из-за них увеличивается как стоимость, так и сложность с размерами платы.
Нововведения
Не обошлось и без нововведений – на дифпары USB и Ethernet вместо отдельных диодов были добавлены ESD сборки BV-SRV05-4, защищающие от статики напряжением в 15KV при пробое через воздух и порядка 10KV при непосредственном контакте с линиями интерфейсов. Помимо супрессоров, на линии USB были добавлены синфазные дроссели в корпусе 1206.
Лично я считаю это хорошим тоном при создании собственных устройств, хотя может кто-то сочтёт это лишней мерой, поскольку делается «для себя». Однако в массовой качественной электронике, это стало стандартом де-факто и должно применяться повсеместно. Поскольку для меня, как для энтузиаста самоучки это отдельный «тёмный лес», могу лишь поделиться довольно подробной статьёй на эту тему и своей реализацией, а компетентные люди оценят правильность моих действий:
Ещё в качестве эксперимента решил попробовать использовать резисторные сборки, вместо отдельных резисторов для ограничения тока светодиодов. Всегда было интересно попробовать как оно паяется, обязательно затронем это, но это уже в следующей статье про сборку платы.
Ну и под конец – оставлю вас вместе с текущей версией схемыИтоги первой части
Ни разу не пожалел, что начал данный проект, хотя и признаться честно – одному идти сложнее. Даже из 1/5 от моей истории проекта, есть что почерпнуть и есть за что поругать.
Это мой первый опыт публикации на Хабре, ранее были только локальные паблики и форумы, поэтому – буду рад услышать любую адекватную критику по поводу самого материала, его подачи и статьи в целом. Спасибо что уделили время, увидимся в следующих частях (если меня не закидают тапками :3)!
Следующие части: [2], [3],[4]
Отдельные благодарности 💙:
@zhovner и команде @flipperdevices – за мотивацию и историю успешного успеха
@ClusterM – за мотивацию и контент
@ValdikSS – за вклад в сцену изучения сетевого стафа от Huawei
@vvzvlad – за отличный технический разбор Flipper’a
Администрации wi-cat.ru – за потрясающую роутерную wiki
ИсточникиE5770 4pda
Ross&Moor PB-X5 4pda
Сводная таблица различных автономных роутеров
DIY-одноплатник или OrangePi на минималках
Подделка e3372
Информация по SoC Balong
Немного про шунты
И ещё немного про шунты
Про ESD защиту
Схема на Omega2 Pro
Схема на Flipper Zero
В AdminVPS аренда виртуального сервера в Москве — лучшего качества и низким ценам!
Журнальный столик Farmhouse [Начинающий/до $40]
|сохранить этот план
Сложность
Новичок
|
Соберите кофейный столик в фермерском доме менее чем за 40 долларов, используя только дрель и пилу! Это проект «сделай сам» для начинающих, который займет всего пару часов.
Вам понравится результат: совершенно великолепный журнальный столик для фермерского дома из цельного дерева, идеальных пропорций, с большой нижней полкой для хранения вещей.
С нашими бесплатными планами это легко! Пошаговые схемы, список покупок и распилов на сайте Ana-White.com
Мечтаете о великолепном журнальном столике в фермерском доме, но не хотите тратить сотни долларов?
ЭТОТ журнальный столик можно собрать менее чем за 40 долларов!
Особенности журнального столика в фермерском доме
- Дизайн из массива дерева допускает окрашивание с размерами и характером
- Идеальный размер, прекрасные пропорции
- Большая нижняя полка для корзин и одеял
- БЫСТРО и ЛЕГКО построить с помощью наших простых чертежей
- Просто привинчены — без гвоздей, без карманных отверстий
- Все материалы доступны в Home Depot или Lowes
- Спустя годы этот журнальный столик можно отполировать и отремонтировать (при необходимости), так как он сделан из массива дерева
Чем этот план отличается от коллекции Rustic X?
Наш самый популярный журнальный столик — журнальный столик Rustic X. Этот журнальный столик очень похож по дизайну. Большая разница заключается в том, КАК он построен и какие инструменты необходимы. Для кофейного столика Rustic X требуется приспособление Kreg Jig. Журнальный столик Rustic X немного больше по размеру. У него также есть сплошная нижняя полка (вместо решетчатой конструкции журнального столика Farmhouse).
Есть ли планы на соответствие консольного и конечного столов?
Да! Мы только что добавили сюда соответствующие планы консольных столов Farmhouse и подходящие планы боковых столов Farmhouse (в двух вариантах размера).
Видеоруководство
Главное, КАК сделан этот кофейный столик. Посмотрите, как я строю его в нашем видеоруководстве по журнальному столику в фермерском доме:
Чертежи кофейного столика в фермерском доме
Чертежи этого журнального столика приведены ниже. Пожалуйста, поделитесь фотографией, когда вы закончите строительство, мы любим видеть ваши проекты! Не могу дождаться, чтобы услышать, как получится у вас.
Закрепить позже!
Размеры
Журнальный столик Farmhouse Размеры показаны на схеме
Подготовка
Список покупок
- 4 — 2×6 — длина стойки или 8 футов
- 1 — 2×4 — длина шпильки или 8 футов
- 3 — 2×2 полосы обшивки, длина 8 футов
- 100 саморезов длиной 2-1/2 дюйма (я использовал их из Home Depot)
- Клей для дерева
- Дополнительные угловые скобы (я использовал их из Home Depot)
Список вырезов
- 4 — 2×6 @ 46 дюймов — настольные доски
- 4 — 2×4 @ 16-1/2″ — ножки
- 10 — 2×6 @ 18″ — полка/торцы
- 4 — 2×2 @ 37″ — фартуки/стороны полки
- 4 — 2×2 @ 19-1/2″ — оба конца срезаны под углом 52 градуса к квадрату — концы параллельны — измерение длинной точки относительно короткой точки*
* Детали 2×2 X можно разрезать по размеру, как показано на видео.
Инструкции
Шаг 1
Прикрепите ножки к двум стойкам 2×6 @ 18″ двумя винтами на каждое соединение.
Используйте клей на всех стыках.
Строить два.
Шаг 2
Установите два набора ножек на ровную поверхность.
Соедините два комплекта ножек с помощью 2x2s, двух винтов на соединение и достаточного количества столярного клея.
Если ваш 2×2 раздельный, сначала просверлите отверстия, а затем прикрепите винтами.
СОВЕТ: Винты, прикрепленные под небольшим углом, помогут укрепить это соединение.
Шаг 3
Поместите первый длинный X-образный элемент в конец журнального столика и прикрепите его с помощью клея и шурупов сверху и снизу.
Установите вторую часть X вдоль стороны первой и отметьте место пересечения двух частей.
Отрежьте вторую часть по отмеченным линиям.
Поместите две вырезанные детали внутрь журнального столика и прикрепите сверху, снизу и посередине.
Второй элемент должен быть прикреплен, как показано сверху.
Все это показано в видеоуроке.
Шаг 4
Прикрепите один из 2×6 @ 18 дюймов примерно в центре журнального столика с помощью двух винтов на каждое соединение и приклейте.
Шаг 5
Разложите доски столешницы 2×6 на плоской ровной поверхности лицевой стороной доски вниз.
Нанесите клей на верхние края рамы журнального столика и поместите раму журнального столика вверх дном на доски столешницы.
Прикрутите основание к нижней стороне панелей столешницы. Используйте достаточно винтов, но оставляйте достаточно, чтобы завершить следующий шаг.
Шаг 6
Расположите планку средней полки по центру нижней полки журнального столика.
Прикрепите по 2 винта на каждое соединение.
Поместите оставшиеся планки внутрь рамы и прикрепите их 2 винтами на каждое соединение. Расстояние между ними составляет примерно 1 дюйм (чуть меньше).
СОВЕТ: Если предполагается, что на нижнюю полку журнального столика будет приходиться большая нагрузка, поместите кусок 1×2 длиной около 20 дюймов под полкой по центру и вдоль кофейный столик. Это послужит центральной «ножкой» для полки и значительно повысит прочность нижней полки.
Инструкции по отделке
Инструкции по подготовке
Окрашивание: Для окрашивания я просто отшлифовал весь журнальный столик наждачной бумагой с зернистостью 120. Я НЕ заделывал отверстия (отверстия для шурупов видны на фото). Мы все согласились, что отверстия помогли придать журнальному столику характер. Если отверстия для шурупов вас беспокоят, заполните их наполнителем для дерева подходящего цвета.
Окрашенная отделка: Заполните отверстия шпатлевкой по дереву и дайте высохнуть. Отшлифуйте наждачной бумагой зернистостью 80-120. Удалите все остатки шлифовки пылесосом. Загрунтуйте и покрасьте.
Используемая отделка
Я нанес один слой Varathane Golden Oak с помощью одноразового полотенца.
Тип проекта
Журнальные столики
Комната
Гостиная
Стиль
Мебель для фермы
Комментарии — Нажмите, чтобы просмотреть комментарии
Теплица своими руками | Ана Уайт
Сложность
Средняя
|
Схемы теплицы «Сделай сам» — соберите теплицу своими руками, бесплатные пошаговые планы от ANA-WHITE. com
Строительство собственной теплицы — это то, что вы можете решить и сэкономить кучу денег. Мы построили эту теплицу около шести лет назад, и она до сих пор выглядит совершенно новой и такой же прочной, как и прежде. Мы рады поделиться с вами нашими планами — см. ниже.
Вот несколько фотографий сборки —
Почти завершена стадия каркаса. Мы использовали 12-футовые куски гофрированной металлической кровли для боковых стен.
Профнастил кровельный горизонтальный. Это было очень легко установить, и у нас не было никаких проблем с этим дизайном.
Мы также обработали углы металлическими накладками, чтобы все выглядело красиво и законченно.
Тепличный пластик, обернутый прямо поверх гофрированного металла — как и должно быть!
Единственной частью, с которой пришлось немного повозиться, были концы, но на самом деле ничего страшного в том, чтобы добавить пластиковые панели теплицы.
Наша теплица своими руками получилась великолепной, и мы очень рады поделиться с вами планами.
Пожалуйста, разместите фото или поделитесь, если вы строите!
Закрепить позже!
Размеры
Размеры теплицы «Сделай сам» указаны выше. Это хороший размер для стандартной семьи из 4 или 5 человек
Подготовка
Список покупок
- 3 — 2×4 @ 10 футов в длину — для использования на задней стене
- 5 — 2×4 @ 12 футов в длину — использовать на боковых сторонах/хребте НЕ РЕЗАТЬ
- 32 — 2×4 @ 8 футов в длину
- Стандартные гофрированные пластиковые панели для теплиц размером 11–12 футов x 26 дюймов
- Стандартная гофрированная пластиковая панель для теплицы длиной 1–8 футов и шириной 26 дюймов (используется со стороны двери)
- Жестяные панели длиной 3–12 футов (используются сбоку и сзади)
- Жестяная панель длиной 1–8 футов (используется спереди)
- Жестяные винты
- Ребристые полосы длиной 28–4 фута
- Оклад L (опционально для углов)
- Вам понадобятся либо металлические косынки для ферм, либо вырезание фанерных косынок из 1/2-дюймовой фанеры
Обычные материалы
3-дюймовые винты
Клей для дерева Elmer’s
Список вырезов
Список вырезов составляется на каждом этапе
Инструкции
Этап 1
Каркас задней стенки. Вырежьте 2×4, как указано ниже. Свинтите вместе 3-дюймовыми винтами или гвоздями.
- 2 – 2×4 @ 118 3/8”
- 6 – 2X4 @ 32 дюйма
Этап 2
Каркас боковой стены — сборка ДВА
- 4 — 2X4 @ 144”
- 14 – 2X4 @ 32 дюйма
Этап 3
Каркас передней стены
- 4 – 2X4 @ 32”
- 4 – 2X4 @ 42 ½”
- 2 – 2X4 @ 81 ½”
- 1 – 2X4 @ 33 3/8”
Соберите передние стены, как показано на рисунке.
Этап 4
Соедините четыре стенки вместе с помощью 3-дюймовых винтов по углам.
Задняя ферма устроена так же, как и передняя. См. следующий шаг для крупного плана центральных разрезов
Шаг 7
Эту доску было немного сложно разрезать — сначала потренируйтесь!
Ступень 8
1 – 2X4 @ 141 дюйм
ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы используете косынки (мы использовали фанеру 1/2 дюйма), это повлияет на длину конька.
Шаг 9 ПАРАЛЛЕЛЬНО)
Для обычных стропил этой теплицы в стиле сарая мы решили использовать косынки из фанеры, чтобы сэкономить деньги. Вырезав довольно много, я понял, как разрезать косынки очень быстро и легко — я сократил косынки до менее чем минуты на каждую.
С обеих сторон каждого стыка стропил приклеиваем косынки с помощью клея и шурупов. Сначала мы сделали все небольшие фермы на земле, а затем просто уложили их на коньковый шест и прикрепили к шпилькам. Мы использовали 8 винтов на косынку. Обычные стропила устанавливаются заподлицо с вершиной конька и заподлицо с внешней стороной боковых стен. Нам пришлось «приколотить» винты, то есть они ввинчены под углом. Мы использовали клей и 3-дюймовые винты с обеих сторон.
Шаг 10
Этот план поможет вам пройти через обрамление.
На этом этапе вы можете использовать пластиковую бумагу, лексановые стеклянные панели, чтобы запечатать раму.
Мы использовали гофрированные пластиковые панели, описанные ранее для установки. ВАЖНО: Если вы не используете панели, вам понадобится какая-то боковая поддержка, чтобы теплица не раскачивалась из стороны в сторону. Попробуйте 2х4 длиной 12 футов.
Инструкции по отделке
Инструкции по подготовке
Заполните все отверстия наполнителем для дерева и дайте высохнуть. При необходимости нанесите дополнительные слои шпаклевки для дерева. Когда шпатлевка полностью высохнет, отшлифуйте изделие по направлению волокон древесины наждачной бумагой с зернистостью 120. Вакуумно отшлифуйте проект, чтобы удалить остатки шлифования.