Archive for the ‘howto’ Category

Verletzung der Netzneutralität durch Inode/UPC

Monday, June 15th, 2009

Seit einiger Zeit bekommt man von Inode/UPC einen automatischen Nameserver (DNS) zugeteilt der bei offensichtlichen Tippfehlern (wenn ein Benutzer sich beim Namen einer Webseite verschreibt) eine Werbe- und Suchmaschine von UPC zurückliefert — statt dem Benutzer mitzuteilen, dass es diese Domain nicht gibt.

Diese Verhalten eines der wichtigsten Services im Internet — der Namensauflösung — verletzt klar die Netzneutralität wie auch schon im Jahr 2007 von Ed Felten in seinem Blog im Falle Verizon festgestellt wurde. Verizon hat wohl seither auf diese Praxis — nach vielen Protesten — wieder verzichtet. Berechtigterweise wurde UPC für diese Praxis für den Big Brother Award nominiert — die gesammelten Daten gehen offensichtlich an einen ausländischen Werbeunternehmer. Zumindest in einem Fall kommt es bei diesem Verhalten zu Probleme bei Telefonie im Internet wie einem Forum Posting zu entnehmen ist.

Schlimmer noch: UPC liefert falschen Information auch für Domains die ganz klar von jemand anderem reserviert sind. Wenn ich also nonexistent.source-forge.org ansurfe komme ich auch auf die Werbeseite von UPC — obwohl source-forge.org (ja mit Bindestrich) von dem grossen Open Source Projekthoster sourceforge reserviert ist. Hoffentlich lässt es da mal jemand auf ein Gerichtsverfahren wegen unlauterem Wettbewerb ankommen. Wäre vermutlich recht lukrativ, jedenfalls bei anderen Firmen als Sourceforge.

Mir war das bisher nicht aufgefallen, aber offensichtlich wurden ehemalige Inode-Kunden erst vor kurzem umgestellt, UPC-Telekabel Kunden offensichtlich schon früher.

Heute habe ich mich bei der UPC-Hotline beschwert. Man werde an dem Fall arbeiten und “den Fehler” beheben. Leider könne man mir keine Ticket-Nummer geben unter welcher ich meine Beschwerde nochmal urgieren kann — aber ich könne ja “in einigen Tagen” wieder anrufen. Ein Rückruf wurde mir versprochen, mal sehen ob da was kommt. Ich habe den Hotline-Bearbeiter freundlich darauf hingewiesen, dass es sich ja nicht um einen unbekannten Fehler handeln kann, wenn UPC dafür bereits für den Big Brother Award nominiert wurde.

Inzwischen habe ich einen Workaround gefunden: UPC hat die alten, funktionierenden Nameserver nicht abgeschaltet, in obigem Link des ip-phone-forums findet man funktionierende DNS-Server: 195.34.133.25 und 195.34.133.26 die man fix einstellen kann. Weitere Tips finden sich als Antwort auf mein Posting an die LUGA-Mailingliste. Die alternative ist, gleich einen eigenen Nameserver zu betreiben (unter Linux sehr einfach möglich) oder auf alternative Namenshierarchien umzusatteln wie z.B. opennicproject — auch wenn man bei Verwendung von Alternativen von einer deutschen Ministerin gleich als pädophil eingestuft wird. Es ist kaum zu glauben, was manche Politiker für einen Schwachsinn von sich geben.

grml to the rescue

Friday, June 5th, 2009

I recently needed to recover data from a “dead” notebook. The only hardware I had available that had a connector for an ATA notebook harddisk was my Soekris net4801. This device doesn’t have VGA on board, so we need to boot GRML with a serial console. First I was unable to get GRML to correctly start a getty process. Meanwhile I’ve found out that the recipe in issue485 of the GRML-Bugtracker does the trick (I’ve modified the console speed to the speed I’m using in the Soekris bootloader):

grml console=tty 1console=ttyS1,38400n8

I had tried console=ttyS1,38400n8 before which doesn’t work. So I added the ssh= boot-options found out via the grml cheatsheet. I could ping the machine but no SSH. Turns out it takes a loooong time until grml starts up the ssh-daemon for two reasons

  • The net4801 is really slow
  • GRML creates new SSH Host-keys before starting up SSH. Thats good. But a newly-started box without a Keyboard has a really small random-number pool, so the box sits there waiting for randomness to happen for generating the keys. So it helps to run several parallel pings to the machine to create some network traffic the timing of which slowly fills the randomness pool …

Turns out that process took several minutes on the Soekris net4801. After waiting I was finally able to log into grml and rescue the data using ddrescue. Thanks GRML!

Howto get Asterisk with mISDN V2 and Linux Call Router running on debian lenny

Monday, March 9th, 2009

Update 2009-03-31: provide signed archive with archive key, add udev rules, add /etc/modules entries, add amd64.
Update 2009-04-05: typos fixed

This is a short howto how I built the debian patches and how you can — as a user — install everything needed for mISDN version 2 and Linux Call Router (LCR) with asterisk chan_lcr running on debian lenny.

I’m providing debian packages for Kernel (v 2.6.28.5), an updated zaptel (debian lenny zaptel doesn’t compile with newer kernels and zaptel wctdm uses some settings for analogue phones that don’t work with german and austrian phone like the “R”-key or optional pulse dialling), finally I’m providing a slightly patched asterisk for larger buffer sizes when playing long tones, LCR and misdnv2user packages originally built by Joerg Dorchain. My misdnv2user is the same as Joergs. The lcr package contains my bug-fix for DTMF digits A-F (also in Joergs packages now) which don’t work in upstream LCR version 1.3 and an updated /etc/init.d/lcr for querying the status of lcr.

I’m also providing source packages, except for the kernel — the kernel is stock kernel.org 2.6.28.5 configured for use of mISDN. The kernel was built using debians make-kpkg from the kernel-package debian package. And the config used for building the kernel is in the binary package.

I hope I can contribute something in order to get mISDN V2 and LCR into debian… in the meantime others may want to uses these on debian stable.

Installation

apt-get install vim less ssh ntp
apt-get install python-dev openbsd-inetd postfix madplay

Add following lines to /etc/apt/sources.list:

deb http://project.runtux.com/asterisk/debian/ lenny main
deb-src http://project.runtux.com/asterisk/debian/ lenny main

If you want to avoid warnings about an untrusted archive key from apt, you should import the following archive key. Save the key to a file and then issue the command
apt-key add file

-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: GnuPG v1.4.9 (GNU/Linux)
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=mPtt
-----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----

Then install:

apt-get update
apt-get install linux-headers-2.6.28.5-i686 linux-image-2.6.28.5-i686 
    asterisk zaptel lcr zaptel-modules-2.6.28.5-i686

If you’re on the amd64 architecture, you should replace i686 in the packages above with amd64.

and optionally (for misdn_info):

apt-get install misdnv2user

Edit /etc/default/asterisk and set RUNASTERISK=yes. Then make several directories (should be done by a future version of the lcr package):

mkdir /var/run/lcr
chown asterisk.asterisk /var/run/lcr
mkdir /var/log/lcr
chown asterisk.asterisk /var/log/lcr

I’ve also made a start-script for lcr (for use as /etc/init.d/lcr) ,
downloadable at http://project.runtux.com/asterisk/init.d:lcr
this probably should also be part of the lcr package.

Config file examples used for lcr — these pass
everything to asterisk. File /etc/lcr/interface.conf:

[Ext1]
portnum 0
ptp
nodtmf

[Ext2]
portnum 1
ptp
nodtmf

[Int1]
portnum 2
nt
ptp
nodtmf

[Int2]
portnum 3
nt
ptp
nodtmf

I’m using a Beronet 4 port ISDN card, your config will probably differ: This system only expects incoming calls and needs to check on which line a call comes in. So I distinguish all external interfaces as separate interfaces of LCR. I also need to check an interface by calling out via that interface, you probably would want to make all external ports a trunk by grouping them into one LCR interface.

And the routing config needs to match your interface definition. This config will pass all calls — if asterisk is running — to asterisk. If asterisk isn’t running, I’m calling a test application (untested). The context in asterisk will be the interface name. Again, if you’re using a trunk here, be sure to match the routing config with your interface config. /etc/lcr/routing.conf:

[main]
remote=asterisk interface=Ext1 : remote application=asterisk
remote=asterisk interface=Ext2 : remote application=asterisk
remote=asterisk interface=Int1 : remote application=asterisk
remote=asterisk interface=Int2 : remote application=asterisk
default                        : efi

Update /etc/modules to include the following lines (the command appends the lines between cat and EOF):

cat >> /etc/modules << EOF
mISDN_core debug=0x0
mISDN_dsp debug=0x0 options=0x0
hfcmulti debug=0x0
EOF

Linux udev must be configured to correctly set the user for the isdn device(s):

cat > /etc/udev/rules.d/91-isdn.rules << EOF
ACTION!="add|change", GOTO="permissions_end"

KERNEL=="mISDN*",       GROUP="dialout"

LABEL="permissions_end"
EOF

After a reboot asterisk and lcr should be running.

Building

Getting kernel:

wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.28.tar.bz2
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.28.tar.bz2.sign
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/patch-2.6.28.5.gz
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/patch-2.6.28.5.gz.sign

For compilation (zlib isn’t checked by make-kpkg!):

apt-get install kernel-package bzip2 libncurses5-dev zaptel-source 
    zlib1g-dev fakeroot

Compile Kernel:

tar xvf linux-2.6.28.tar.bz2
cd linux-2.6.28
zcat ../patch-2.6.28.5.gz | patch -N -p1 | less 2>&1
cp /boot/config-2.6.28.5-i686 .config
make oldconfig
make menuconfig # just to be sure

For amd64:

make-kpkg --append-to-version -amd64 --revision 2.6.28.5.1.rsc --us 
    --uc --initrd --rootcmd fakeroot binary > m.out 2> m.err

For i686:

make-kpkg --append-to-version -i686 --revision 2.6.28.5.1.rsc --us 
    --uc --initrd --rootcmd fakeroot binary > m.out 2> m.err

The following doesn’t seem to work although zaptel is installed:
probably need to unpack /usr/src/zaptel.tar.bz2 into
/usr/src/modules/zaptel (tar file contains modules directory!)
this would save us from the m-a a-i step below. amd64:

make-kpkg --append-to-version -amd64 --revision 2.6.28.5.1.rsc --us 
    --uc --initrd --rootcmd fakeroot modules > mo.out 2> mo.err
cd ..

For i686:

make-kpkg --append-to-version -i686 --revision 2.6.28.5.1.rsc --us 
    --uc --initrd --rootcmd fakeroot modules > mo.out 2> mo.err
cd ..

Make a debianized zaptel for new kernel:

apt-get install devscripts libnewt-dev quilt libusb-dev asciidoc
svn checkout http://svn.digium.com/svn/zaptel/branches/1.4 zaptel
apt-get source zaptel-source
cp zaptel/kernel/ztdummy.* zaptel-1.4.11~dfsg/kernel
cd zaptel-1.4.11~dfsg
# Add "Fix compilation for newer kernels"
dch -i
dpkg-buildpackage
cd ..
dpkg -i zaptel-source_1.4.11~dfsg-3.1_all.deb
m-a a-i zaptel

The following installs my patched asterisk, I’m modifying some buffer sizes because I want to play long tones (I’m generating a faked modem guard-tone that is needed in a project). You probably won’t need the patches asterisk, but it won’t hurt to install it. The create-patches script is available from
http://project.runtux.com/asterisk/create-patches

apt-get install libreadline5-dev libgsm1-dev libssl-dev libtonezone-dev 
    libvpb-dev autotools-dev libsqlite-dev libspeex-dev libspeexdsp-dev 
    graphviz libcurl4-openssl-dev doxygen libpopt-dev libopenh323-dev   
    libiksemel-dev libradiusclient-ng-dev freetds-dev libvorbis-dev     
    libsnmp-dev libc-client2007b-dev libcap2-dev libpq-dev unixodbc-dev 
    libpri-dev
apt-get source asterisk
scp ralf@bee:checkout/own/config/asterisk/create-patches .
cd asterisk-1.4.21.2~dfsg/
sh ../create-patches
# Hunk #1 succeeded at 25 (offset 3 lines).
# Add "runtux.com local buffer-size patches"
# and new version-number 1:1.4.21.2.1~dfsg-3
dch -i # add comment
dpkg-buildpackage -rfakeroot
cd ..

For mISDNuser and chan_lcr I’m using Joerg Dorchains packages with my added patches for DTMF codes A-F.

sane snapscan and epson 3590 photo + rpm weirdness

Friday, March 6th, 2009

I’ve recently upgraded to debian lenny. Unfortunately after this upgrade my epson 3590 scanner stopped working. After some googling around I managed to find an rpm package with the binary firmware image. But the package converter alien would not let me convert the file, the message was

Unpacking of 'iscan-firmware-2.8.0.1-48.1.noarch.rpm' failed at /usr/share/perl5/Alien/Package/Rpm.pm line 155.

After some more searching I found debian bugs 518348 and 509444 of which the latter contains a workaround: Seems that the rpm format changed to a compressed format that can be unpacked with lzma. Now unpacking was possible — after all I was only interested in the firmware file — and now my scanner is working again… For the record, unpacking was done as follows:

mkdir iscan-firmware-2.8.0.1
rpm2cpio iscan-firmware-2.8.0.1-48.1.noarch.rpm
| lzma -d | (cd iscan-firmware-2.8.0.1;
cpio --extract --make-directories
--no-absolute-filenames --preserve-modification-time)

Dämmerungsgesteuerte Hühnerstalltür mit Arduino

Thursday, January 8th, 2009

Seit einiger Zeit haben wir Hühner. Da wir öfter mal am Abend alle weg sind und dann niemand die Tür vom Hühnerstall zumacht — die Hühner gehen, im Gegensatz zu den Enten die wir früher hatten, von selber bei Dämmerung in den Stall — brauchten wir eine Lösung, die automatisch die Tür schließt. Es gibt fertige Hühnerställe mit einer zeitgesteuerten Tür — aber weder mit Dämmerungsschalter noch eine Türelektronik einzeln.

-)

v.l.n.r Kokoschka, Leuchtfeder, Gertrude :-)


Mein Sohn Max und ich haben also gemeinsam die Tür mit Mechanik und Elektronik und Software selber gemacht.

Alle verwendeten Teile sind bei Conrad erhältlich, wo wir es noch rekonstruieren können geben wir die Bestellnummern und den Link zum Artikel an. Conrad ist zwar relativ teuer, dafür bekommt man für dieses Einmalprojekt alle Teile bei einem Händler und wer was nachbauen will kann im deutschsprachigen Raum über einheitliche Teilenummern auf die gleichen Teile zugreifen, sei es in Österreich, der Schweiz oder Deutschland.

Einige Teile unserer Lösung eignen sich sicher auch für andere Projekte, nicht viele Leute werden eine Hühnerstalltüre brauchen …

Die Hühnerstalltüre funktioniert jetzt schon ein paar Wochen. Anfängliche mechanische Probleme (Tür verklemmte sich einige Male beim Herunterfahren) sind wohl gelöst. Unsere Software hat einen Zeitcheck falls beim Runter- oder Rauffahren doch mal was schiefgeht.

In der Folge beschreiben wir den Aufbau, getrennt nach Mechanik, Elektronik und Software — die Aufteilung zwischen Mechanik und Elektronik ist etwas willkürlich, wir haben die ganze Elektromechanik
(Motor, Schalter) zur Mechanik gerechnet.

Die Mechanik

Mit einem Getriebemotor wird eine Welle über einen Zahnriemen-Antrieb (Übersetzung nochmal 4:1) angetrieben. Der Getriebemotor ist schon 148:1 untersetzt. Die Welle läuft auf Kugellagern, die in einem Holzrahmen montiert sind. Die Lagerflansche sind einfach mit Heisskleber in den ausgestemmten Teil der Holzlatten geklebt. Vorsicht, keinen Heisskleber ins Lager bringen…

Die Übersetzung wurde so gewählt, dass wir eine bis zu 800g schwere Tür mit einer Welle mit Radius 5mm gut hochziehen können. Das Drehmoment des verwendeten Motors ist etwa 1,2 Ncm, mit der 4:1 Übersetzung mit dem Zahnriemen kommen wir auf 4.8 Ncm.

Die Welle wickelt dann eine Nylonschnur auf, die an der Tür angebunden ist. Die Nylonschnur hat einen Durchmesser von 2mm, die Welle wurde mit einem 2mm Titanbohrer gebohrt. Zum Bohren der Welle haben wir einen Stellring verwendet, einfach durch das Schraubenloch des Stellringes gebohrt, der Stellring war mit Klebeband fixiert.

Das Einfädeln der Nylonschnur kann man sich erleichtern, indem man die Nylonschnur mit einem Feuerzeug an einer Stelle erhitzt und auseinanderzieht, die entstehende Spitze eignet sich recht gut zum Einfädeln.

Motor: Eigentlich wollten wir ursprünglich einen kleineren Motor, da der jetzt verwendete Motor bis zu 2A Strom zieht (bei hoher Last — unsere Tür ist relativ leicht, dadurch ist die Last und damit der Strom recht niedrig). Das könnte mal zuviel für den verwendeten H-Bridge Motorcontroller werden.

Die Tür selbst hat einen Magneten, der in zwei Stellungen (Tür ganz oben bzw. ganz unten) jeweils einen Magnetschalter auslöst.

Für das Justieren (von Hand Türe rauf- bzw. runterfaheren) gibt es zwei Taster die an digitalen Inputs des Arduino angeschlossen sind.

Mechanischer Aufbau

Mechanischer Aufbau

Teileliste Mechanik:

  • 222366 Getriebemotor
  • 222374 Alternativ: kleinerer Motor
  • 237205 Welle 8mm
  • 216011 Lagerflansch für Kugellager
  • 225550 Stellringe 8mm
  • 214493 Kugellager
  • 226043 Zahnriemenscheibe 40 Zähne, für Welle 8mm
  • 226106 Zahnriemenscheibe 10 Zähne, für Welle 6mm (an Motor)
  • 226084 Zahnriemen
  • 753360 Magnetschalter
  • Taster ein (2X)

Im folgenden Bild sieht man die Tür im Zustand “NACHT” (zu). Die Magnetschalter und der Magnet an der Tür sind gut zu erkennen. Oben im Bild ist ein Stück Sperrholz auf Abstandshaltern so montiert, dass die Schnur durchläuft und beim Hochfahren die Tür an die Hüttenwand gedrückt wird.

Hühnerstalltür im geschlossenen Zustand mit Magnet und Magnetschaltern

Hühnerstalltür im geschlossenen Zustand mit Magnet und Magnetschaltern

Die Elektronik

Der Dämmerungsschalter ist mit einem einfachen Photowiderstand in einem Spannungsteiler mit einem 10k Widerstand realisiert. Der Photowiderstand ist über ein Lautsprecherkabel mit Heisskleber im Holzdach montiert. Oberhalb des Photowiderstands ist ein Acryl-Welldach. Die Magnetschalter sind an digitale Eingangspins des Arduino angeschlossen.

Die Motorsteuerung erfolgt über eine H-Bridge Schaltung in einem IC. Die Elektronik dazu findet auf einer Lochraster-Platine Platz. Die einfache H-Bridge benötigt keine externen Teile. Wie man das mit dem Arduino verdrahtet ist ganz gut auf der Seite der Physical Computing Labs der Tisch School of the Arts beschrieben — ist auch der erste Link auf den ich beim googlen nach “Arduino Motor Control” gestoßen bin.

Wir wollen aber — wegen des größeren Motors — auf eine größere H-Bridge, die braucht externe Schaltdioden (das Datenblatt des L298N schlägt Dioden mit höchstens 200ns reverse recovery time (trr) vor, wir werden die BYV 2100 verwenden mit einer trr von 12.5ns)

Teileliste Elektronik:

Alternative größere H-Bridge:

  • 156128 L298N H-Bridge Dual 2A bzw parallelgeschaltet 3A
  • 160005 BYV 2100 Schnelle Dioden dazu

Die Software

Der Dämmerungsschalter sollte laut Wikipedia bei ca. 100 lux das Öffnen der Tür veranlassen und bei höchstens 3.4 lx (Dark limit of civil twilight under a clear sky) das Schließen. In dem Wikipedia-Artikel ist eine Tabelle, die einen sehr dunklen Tag mit 100lx angibt, die deutsche Version enthält leider keine ausführliche Tabelle. In unseren Experimenten war ein Meßwert des Arduino von 200 für “Jetzt ist es dunkel, Tür zu” und von 300 für “Jetzt ist es hell, Tür auf” gut — auch in den jetzt dunklen Wintertagen (auch bei einem Gewitter) bleibt die Tür tagsüber offen und schliesst zuverlässig bei Dunkelheit. In einer klaren Vollmondnacht blieb die Tür zu.

Die Steuerung ist als Zustandsautomat (State Machine) realisiert. Jenachdem welcher Magnetschalter beim Einschalten Kontakt hat, startet der Automat im Zustand “TAG” bzw. “NACHT”. Wird keiner der Magnetschalter gesehen, gehen wir in den Zustand “ERROR”. Dieser Zustand bildet auch alle anderen Fehlerzustände ab, die im Betrieb auftreten können. Dabei setzen wir eine Fehlermeldung, die dann über die serielle Schnittstelle des Arduino (USB Serial) ausgegeben wird.

Der Zustandsautomat verwendet Statusfunktionen: In einem bestimmten Zustand wird die zugehörige Zustandsfunktion ausgeführt. Wenn diese Funktion 0 zurückliefert, geht der Automat in den nächsten Zustand, sonst bleibt er im alten Zustand.

Durch die Verwendung von Statusfunktionen (und keiner speziellen Funktion beim Zustandsübergang) haben wir zwei zusätzliche Zustände um den Motor einzuschalten, dieser Zustand (START_RAUF bzw. START_RUNTER) schaltet den Motor ein und geht sofort in den nächsten Zustand über.

Die Verdrahtung mit dem Arduino, also an welchen Pins welche Peripherie angeschlossen ist, sind über define’s am Beginn des Programms festgelegt.

Die Logik für die digitalen Inputs verwendet die Arduino-internen Pull-Up Widerstände. Daher ist die Logik invertiert: Wenn der Taster (oder ein Magnetschalter) geschlossen ist, liefert der entsprechende digitale Input eine 0.

Beim Testen haben wir festgestellt, dass bei laufendem Motor gelegentlich eine gedrückte Taste — oder ein geschlossener Magnetschalter detektiert wird. Daher haben wir in Software alle digitalen Inputs entprellt (Funktion debounced_read). Vermutlich sollten wir vor der H-Bridge noch einen Entstörkondensator vorsehen.

Die beiden Taster zum manuellen Rauf- und Runterfahren setzen ein Flag das den Zustandsautomaten neu initialisiert — dadurch muss man nach dem manuellen Kalibrieren kein Reset ausführen: Einfaches Drücken der Rauf- bzw. Runter-Taste reicht, um ein neues Initialisieren durchzuführen.

Im Error-Status warten wir 100ms nach dem Ausgeben der Fehlermeldung. Durch dieses Delay merkt man bei Drücken des Rauf- bzw. Runter-Knopfes sofort, ob sich das Gerät im Error-Zustand befindet: Wenn ein Error-Zustand vorliegt, bewegt sich der Motor nicht sofort, sondern erst nach einem kurzen Delay. Wenn der Zustandsautomat korrekt initialisiert ist, bewegt sich der Motor sofort.

Während der Entwicklung habe ich mit etwas mit einem Bug der Arduino-Entwicklungsumgebung gekämpft: Um Function-Style casts (Typumwandlungen die wie eine Funktion aussehen) zu ermöglichen, macht die Entwicklungsumgebung Code-Rewriting und fügt insbesondere einige Preprozessor-Defines ein, die es verhindern, einen Funktionspointer in C zu deklarieren. Der Workaround ist ein “#undef int” vor der Funktionspointer-Deklaration einzufügen. Gleich am Anfang kann man das nicht machen, da das Code-Rewriting ein #include direkt vor dem ersten Statement (nach allen #include und #define Direktiven) einfügt. Dieses “Feature” hat durch obskure Fehlermeldungen einiges an Zeit gekostet, was mich veranlasst hat, einen Beitrag im Arduino Forum dazu zu schreiben.

Die verwendeten Timer-Routinen (#include <timer.h> und der Typ Arduino_Timer) dienen dazu, auf eine bestimmte Zeit nach dem Aufruf von millis() zu warten — auch wenn die von millis verwendete Variable inzwischen überläuft. Der Timer lässt sich fragen, ob der gewünschte Zeitpunkt schon erreicht ist. Ursprünglich habe ich diese Routinen geschrieben, weil Version 0011 (und früher) der Arduino Entwicklungsumgebung einen Bug hatte, so dass der Timer zu früh überlief. Die entsprechenden Timer Routinen (für Version 0011 oder ab 0012) gebe ich gern auf Anfrage weiter.

#include <timer.h>
#include <stdio.h>

# define LED          13
# define MAGNET_OBEN   7
# define MAGNET_UNTEN  8
# define FOTO          0
# define MOTOR         9
# define MOTOR_DIR1    4
# define MOTOR_DIR2    3
# define MOTOR_MIN  0x7F
# define KNOPF_RAUF   12
# define KNOPF_RUNTER  2

# define HELL        300
# define FINSTER     200

# define STATUS_TAG          0
# define STATUS_ABEND        1
# define STATUS_NACHT        2
# define STATUS_MORGEN       3
# define STATUS_START_RAUF   4
# define STATUS_RAUFFAHREN   5
# define STATUS_START_RUNTER 6
# define STATUS_RUNTERFAHREN 7
# define STATUS_ERROR        8

int status   = STATUS_ERROR;
char errbuf [80];
char *errmsg = "";
int neuinitialisieren     = 1;
int debounce_magnet       = 0;
int debounce_knopf_runter = 0;
int debounce_knopf_rauf   = 0;

# define TIMER_MS       10000 // 10 seconds debounce 300000 // 5 minutes
# define FAHRZEIT_MS    75000 // max 75 seconds for up/down of door
Arduino_Timer timer (TIMER_MS);

int debounced_read (int iopin, int *counter)
{
    if (!digitalRead (iopin))
    {
        if ((*counter)++ >= 10)
        {
            *counter = 0;
            return 0;
        }
    }
    else
    {
        *counter = 0;
    }
    return 1;
}

void motor_an ()
{
    digitalWrite (LED,   HIGH);
    digitalWrite (MOTOR, HIGH);
}

void motor_aus ()
{
    digitalWrite (LED,   LOW);
    digitalWrite (MOTOR, LOW);
}

void linksrum ()
{
    digitalWrite (MOTOR_DIR1, LOW);
    digitalWrite (MOTOR_DIR2, HIGH);
}

void rechtsrum ()
{
    digitalWrite (MOTOR_DIR1, HIGH);
    digitalWrite (MOTOR_DIR2, LOW);
}

// Wir benutzen Status-Funktionen fuer jeden Status unserer Maschine:
// Wenn die Funktion 0 zurueckliefert, geht die Maschine in den naechsten
// Zustand, sonst bleibt sie im gleichen Zustand.

int fahren (int magnet)
{
    if (!debounced_read (magnet, &debounce_magnet))
    {
        return 1;
    }
    if (timer.is_reached (millis ()))
    {
        motor_aus  ();
        timer.stop ();
        errmsg = "Zeitueberschreitung fahren";
        status = STATUS_ERROR;
        return 0;
    }
    return 0;
}

int starte_rauffahren ()
{
    if (digitalRead (MAGNET_UNTEN))
    {
        errmsg = "Hochfahren: Tuere nicht unten";
        status = STATUS_ERROR;
        return 0;
    }
    timer.start (millis (), FAHRZEIT_MS);
    debounce_magnet = 0;
    rechtsrum ();
    motor_an  ();
    return 1;
}

int rauffahren ()
{
    return fahren (MAGNET_OBEN);
}

int starte_runterfahren ()
{
    if (digitalRead (MAGNET_OBEN))
    {
        errmsg = "Hochfahren: Tuere nicht oben";
        status = STATUS_ERROR;
        return 0;
    }
    timer.start (millis (), FAHRZEIT_MS);
    debounce_magnet = 0;
    linksrum  ();
    motor_an  ();
    return 1;
}

int runterfahren ()
{
    return fahren (MAGNET_UNTEN);
}

int nacht ()
{
    int val;
    motor_aus ();
    val = analogRead (FOTO);
    Serial.println (val);
    if (val > HELL)
    {
        timer.start (millis ());
        return 1;
    }
    return 0;
}

int tag ()
{
    int val;
    motor_aus ();
    val = analogRead (FOTO);
    Serial.println (val);
    if (val < FINSTER)
    {
        timer.start (millis ());
        return 1;
    }
    return 0;
}

int abend ()
{
    int val;
    motor_aus ();
    val = analogRead (FOTO);
    if (val > FINSTER)
    {
        status = STATUS_TAG;
        return 0;
    }
    if (timer.is_reached (millis ()))
    {
        timer.stop ();
        return 1;
    }
    return 0;
}

int morgen ()
{
    int val;
    motor_aus ();
    val = analogRead (FOTO);
    if (val < HELL)
    {
        status = STATUS_NACHT;
        return 0;
    }
    if (timer.is_reached (millis ()))
    {
        timer.stop ();
        return 1;
    }
    return 0;
}

int error ()
{
    motor_aus ();
    Serial.println (errmsg);
    delay (100);
    return 0;
}

# undef int
struct state {
    int status;
    int next_status;
    int (*statefun)();
};

// Stati muessen in der Reihenfolge der numerischen Zustandswerte sein
// Zustaende muessen lueckenlos nummeriert sein
struct state stati [] =
{ { STATUS_TAG,          STATUS_ABEND,        tag                 }
, { STATUS_ABEND,        STATUS_START_RUNTER, abend               }
, { STATUS_NACHT,        STATUS_MORGEN,       nacht               }
, { STATUS_MORGEN,       STATUS_START_RAUF,   morgen              }
, { STATUS_START_RAUF,   STATUS_RAUFFAHREN,   starte_rauffahren   }
, { STATUS_RAUFFAHREN,   STATUS_TAG,          rauffahren          }
, { STATUS_START_RUNTER, STATUS_RUNTERFAHREN, starte_runterfahren }
, { STATUS_RUNTERFAHREN, STATUS_NACHT,        runterfahren        }
, { STATUS_ERROR,        STATUS_ERROR,        error               }
};



void setup ()
{
    pinMode (LED,         OUTPUT);
    pinMode (MAGNET_OBEN,  INPUT);
    pinMode (MAGNET_UNTEN, INPUT);
    pinMode (MOTOR,       OUTPUT);
    pinMode (MOTOR_DIR1,  OUTPUT);
    pinMode (MOTOR_DIR2,  OUTPUT);
    pinMode (KNOPF_RUNTER, INPUT);
    pinMode (KNOPF_RAUF,   INPUT);

    digitalWrite (MOTOR,   LOW);
    linksrum ();
    digitalWrite (LED,     HIGH);

    digitalWrite (MAGNET_OBEN,  HIGH); // enable pull-up resistor
    digitalWrite (MAGNET_UNTEN, HIGH); // enable pull-up resistor
    digitalWrite (KNOPF_RUNTER, HIGH); // enable pull-up resistor
    digitalWrite (KNOPF_RAUF,   HIGH); // enable pull-up resistor
    Serial.begin (115200);
    if (FINSTER >= HELL)
    {
        status = STATUS_ERROR;
        errmsg = "FINSTER >= HELL";
    }
    Serial.print ("initial state: ");
    Serial.println (status);
}

void loop ()
{
    struct state *st = &stati [status];
    if (!debounced_read (KNOPF_RUNTER, &debounce_knopf_runter))
    {
        debounce_knopf_runter = 10;
        linksrum  ();
        motor_an  ();
        neuinitialisieren = 1;
        return;
    }
    else if (!debounced_read (KNOPF_RAUF, &debounce_knopf_rauf))
    {
        debounce_knopf_rauf = 10;
        rechtsrum ();
        motor_an  ();
        neuinitialisieren = 1;
        return;
    }
    else if (neuinitialisieren)
    {
        motor_aus ();
        errmsg = "Unbekannte Tuerposition bei Start";
        status = STATUS_ERROR;
        if (!digitalRead (MAGNET_OBEN))
        {
            status = STATUS_TAG;
        }
        else if (!digitalRead (MAGNET_UNTEN))
        {
            status = STATUS_NACHT;
        }
        neuinitialisieren = 0;
        debounce_knopf_rauf = debounce_knopf_runter = 0;
        Serial.print ("Initialized to: ");
        Serial.println (status);
        return;
    }
    // Hard-coded error state must work if state-table is broken
    if (status >= STATUS_ERROR)
    {
        error ();
        return;
    }
    if (st->status != status)
    {
        status = STATUS_ERROR;
        sprintf
            ( errbuf
            , "Error in state-table, expected %d got %d"
            , status
            , st->status
            );
        errmsg = errbuf;
        return;
    }
    if (st->statefun ())
    {
        status = st->next_status;
    }
    if (status != st->status)
    {
        sprintf (errbuf, "new state: %d->%d", st->status, status);
        Serial.println (errbuf);
    }
}

OpenMoko 2008.9

Monday, November 10th, 2008

I’ve now had some time to look more closely into my OpenMoko Neo. The first thing I did was upgrade the device to the new Firmware 2008.9

The needed dfu-util is a Debian lenny package, on my lenny-laptop just one apt-get away. The upgrade steps are well documented on the “Flashing the Neo” page.

I’ve also upgraded the bootloader because I wanted to try to install Debian (on the SD card) and the instructions say to upgrade the bootloader.

After booting into the new version I discovered that the “Settings” icon did nothing. The device would auto-suspend after about 30 seconds when not in use via the touch-screen. Fortunately I had experimented earlier how to get a SSH-connection to the device — I wouldn’t have found out in 30 seconds: The device would suspend and kill a running SSH-session.

The openmoko device comes up as network interface usb0 on the machine you connect the USB to. The IP is 192.168.0.202, you should configure your usb0 network interface to something like 192.168.0.200.

I’m using the Debian package ipmasq on my laptop, so NAT to my internal network for the openmoko was working immediately, I could ping machines on my internal network.

So I held the touch-screen with the left-hand thumb and configured the network: The device comes up with an empty /etc/resolv.conf, you should insert a nameserver line with the IP of a reachable nameserver.

After having a running network (remember I’m still preventing the device from suspending and killing my ssh session with one finger on the display) I installed the package illume-config which adds a little toolbox-icon to the window-manager. With this I was able to finally disable the suspend via the config. After that I did an opkg upgrade of the device and the “Settings” program magically started working.

The first experiment with a phone-call failed, because the called party could not hear me. I had to install alsamixer and turn on the microphone and capture devices. Now calling and being called works fine.

I haven’t experimented too much until now — one of the major roadblocks is a broken input method. The on-screen keyboard is not really suitable for entering commands into an xterm. One of the next steps will be to install Debian on the device.

Advanced Routing With Several Providers

Thursday, October 30th, 2008

I’ve recently set up routing for two uplink providers. The advanced routing howto is a good guide for getting routing via several providers running. I’ve observed two points worth mentioning, though.

  • When using NAT and several different internal/DMZ networks the source address of packets (in my experiments) doesn’t work reliably for determining the routing table as in the example in the advanced routing howto. It is easier to tag connections with a connmark and copy this mark to the individual packets of the connection. This looks like the following (I’m using the naming from the advanced routing howto):

    iptables -t mangle -A PREROUTING -i $IF1 -p tcp
    -mstate --state NEW -j CONNMARK --set-mark 1/1
    iptables -t mangle -A PREROUTING -i $IF2 -p tcp
    -mstate --state NEW -j CONNMARK --set-mark 2/2
    # mark packets with connection mark
    # to be usable in routing
    iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp
    -j CONNMARK --restore-mark --mask 0x0F

    Then we can reuse that mark to determine the routing table to use:

    ip rule add fwmark 1 T1
    ip rule add fwmark 2 T2

    This can also be reused for routing some services via one and other services via the other interface. Just apply the correct connmark to the connection.
  • When using complex routing rules, source validation of the Linux Kernel can get into the way, thanks to Peter Holzer for pointing this out. There are special files in

    /proc/sys/net/ipv4/conf/*/rp_filter

    one for each interface and some to apply global defaults. Some Linux distributions automagically set these all to “1”. I’m currently turning all of them to 0 and routing is working now. You know that you might have this problem when packets from an external interface are dropped after PREROUTING and are never seen in the FORWARD chain of iptables. The Linux-Kernel documentation in Documentation/networking/ip-sysctl.txt say this about rp_filter:

    rp_filter – BOOLEAN

    1 – do source validation by reversed path, as specified in RFC1812 Recommended option for single homed hosts and stub network routers. Could cause troubles for complicated (not loop free) networks running a slow unreliable protocol (sort of RIP), or using static routes.

    0 – No source validation.

    conf/all/rp_filter must also be set to TRUE to do source validation on the interface


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