Dragino router



Čas od času se stane, že člověk potřebuje pořídit něco (například nějaký přístrol, nástroj, nebo cokoli jiného), ale z běžně dostupného sortimentu si nevybere. Když už něco najde, tak tomu k dokonalosti něco chybí. Někteří to přijmou jako fakt a tak nějak se s tím smíří a někteří se rozhodnou s tím "něco udělat". Tedy danou věc doupravit nebo tak nějak "přiohnout", aby co nejlépe odpovídala potřebám a zadání toho daného jedince. U amatérů se s tím tak nějak automaticky počítá a to i přesto, že dnešní doba je nakloněna spíše hotovým řešením dostupným za menší peníz než vlastní kreativitě a umu a výsledek nás mnohdy vyjde na vyšší finanční náklady, než-li varianta první.

Stejně jsem uvažoval i já, když jsem hledal vhodný router malých rozměrů použitelný na cestách s podporou OpenWRT a z toho plynoucích možností a výhod. Při cestách a různých pobytech v hotelích nebo i v jiných aplikacích jsem potřeboval router, který bude malý, snadno přenosný, bude fungovat na baterie i externí zdroj, bude mít dva ethernetové porty, WiFi a USB které "utáhne" i 3G/4G modem. Člověk by si řekl, že v dnešní době to přece nemůže být problém, ale opak je pravdou. Když jsem našel TP-Link WR-710, tak jsem byl ochoten upustit z nároku na bateriový provoz, neboť zařízení se dokonale hodilo na cesty. Problém nastal, když jsem chtěl zprovoznit modem. U některých modelů prostě USB port nestačil dodat potřebný proud a docházelo k restartům. Jiné modely od dalších výrobců zase měly jiné nedostatky a takové ty přenosné AP routery, do kterých se strčí SIMka a internet je dostupný přes Wifi, zase neumožňovaly použití OpenWRT.

Náhoda tomu chtěla, že jsem na eBayi narazil na Dragino HE (stránka produktu zde), které je jádrem ("He" v čínštině znamená "jádro") specializovaných routerů, které nabízí krom klasických funkcí i mnoho I/O pinů pro připojení různých senzorů, kontaktů, relé, atp... Celý router je schován v pouzdru připomínající větší integráč a stačí tak pouze připojit RJ45 s oddělovacími tráfky, USB port a napájení. Parametry tohoto "počítače" jsou následující:
Takže to nejdůležitější jsem již měl a zbývalo jen nakreslit desku, na které bude vše umístěno. Především jsem musel počítat se dvěma DC-DC měniči - jeden 3.3V pro samotné Dragino a druhý 5V pro USB. Původní záměr, využít bežně dostupné prvky (mc34063, LM2575, atp...), jsem zavrhl kvůli velikosti tlumivek, které by zabraly mnoho prostoru a deska by se tak nevešla do krabičky U-MINI z GM o rozměrech 69x69x32 mm. Inspirovala mě dokumentace právě k Draginu, kde byl na napájení použit RT8250, který dodá až 3A při perfektní účinosti a tedy bez nutnosti použití velkého chladiče. Objednal jsem RT8250 včetně tlumivek 6D38, s nimiž RT8250 při napětí 5V dodá až 1.7A (velikosti tlumivky 7x7x4 mm), což je naprosto dostačující a pro dané použití téměř dokonalé. Zbývalo už jen osadit RJ45 s oddělovacími trafy. Pro úsporu místa jsem použil RJ45 s již integrovaným tráfkem. USB konektor je běžně dostupný orientovaný "na ležato".

Navrhl jsemt tedy oboustrannou desku, kam jsem s trochou snahy umístil vše potřebné. Volil jsem velikost SMD součástek na 1206, abych měl ještě manévrovací prostor pro propoje mezi kontakty. Desku jsem osadil nejdříve měniči a otestoval, zda výstupní napětí odpovídají potřebným hodnotám. Pak jsem osadil samotné Dragino HE a nakonec konektory. Jelikož Dragino přijde s již nahraným OpenWRT, stačí připojit (přes TTL převodník s úrovní 3.3V !!!) sériový port k UARTu na Dragino a zapnout. Zapnul jsem hlavní zdroj a na konzoli se začal ukazovat standardní výstup bootujícího linuxu, respektive OpenWRT. Vše se tedy povedlo "na první dobrou" a radosti bylo spoustu.





Pak jsem začal řešit provoz na baterie. Byl jsem rozhodnut použít nějaké baterie pro mobilní telefony a to v sériové konfiguraci, aby jejich výstupní napětí bylo i ve vybitém stavu vyšší než 6V pro spolehlivou funkci měniče pro USB. Vybíral jsem baterie především podle jejích rozměrů tak, aby se mi vešly do krabičky. Nakonec to vyhrály články určené pro mobilní telefony Nokia (která již neexistuje) a to konkrétně typ BL-4J s kapacitou 1 200 mAh. Znamenalo to ovšem vyřešit nabíjení této Li-Ion baterie složené ze dvou článků. Jeden Li-Ion článek má v plně nabitím stavu napětí 4.20 V. Analogicky je jasné, že dva články budou v nabitém stavu dosahovat hodnoty 8.40V Výhodou použití Li-Ion článku namísto Ni-Mh a podobných je to, že stačí hlídat jen napětí, nikoli rozdílové napětí (delta U, nebo též "delta peak") jako u Ni-Cd a Ni-Mh baterií. Navrhl jsem tedy další DC-DC menič s výstupním napětím 8.40V na malou destičku, která s články vyplnila do posleního zbytku druhou část dvou-dílné krabičky a která obsahovala ještě indikaci stavu baterie, stávající se ze 4 LED diod a jednoho tlačítka, aby LEDky nesvítily trvale, ale jen při stisku tlačítka. Stačilo už jen přidat vypínač, nabíjecí/napájecí konektor (a tři oddělovací diody, na které jsem při návrhu zapomněl) a bylo hotovo. Pochopitelně nic nevyjde na 100% a baterie byly o 1 mm vyšší, než bylo míst v krabičce, takže se o ně opíraly tlumivky z desky routeru. Musel jsem tedy nějak vypodložit vznilou mezeru mezi oběma díly krabičky. K tomu mi posloužila smršťovací bužírka průměru 3mm, kterou jsem zapalovačem smrštil a za pomocí sekundového lepidla přichytil po obvodu krabičky. A bylo hotovo.




Vše chodilo a fungovalo a zbývalo jen zkompilovat si aktualní verzi OpenWRT s vlastními volbami. Vzhledem k tomu, že výrobce Dragina dodal veškeré drivery a specifikace do hlavního vývojového stromu OpenWRT, byla celá kompilace velice jednoduchou záležitostí. Nyní je tomu přes měsíc, kdy Dragino používám v každodenním režímu a vše funguje jak má. Ještě bych zmínil spotřebu, která je u bateriového zařízení podstatná. Bez připojeného 3G modemu má zařízení spotřebu 86 mA při 8.4V vstupního napětí (plně nabité akumulátory). Při použití modumu Huawei K3765 (poměrně starý 3G modem) a připojení EDGE je spotřeba 154 mA. Když je modem připojen k 3G síti, je spotřeba 258 mA. Z daného vyplývá (a praxe to potvrzuje), že na baterie lze fungovat něco málo přes tři hodiny, což není špatné. Jen dodám, že všechny použité LED diody jsou nízkopříkonové svítící naplno již při proudu 2 mA.





Závěrem chci říci, že i přes finanční náklady kolem 1 200 Kč a času stráveného k osazení a oživení je pro mne toto řešení vhodnější, než všechna možná komerčně dostupná a cenově levnější. Sice se dnes vážně nevyplatí bastlit, ale někdy je to stále ještě jediná možná cesta, nebo jediná uspokujující volba ;-)