Контроллер для теплицы на Arduino - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Здорово!
Движется но медленно, какието вещи меняются по ходу реализации, так как систему многозадачную мне написать не под силу накладываются некоторые моменты про которые надо помнить, понятно что все можно решить программно, но я не великий специалист.

Сейчас делаю управление двигателями. Сложно делать меню, потому как на одном экране все не помещается приходится делать страницами. Двигатели могут управляться по таймеру и в добавок по двум сенсорам на выбор если это нужно. Так же есть контроль тока на проверку того что двигатель заклинит.
Далее буду делать управление нагрузками 12 и 220 вольт. там уже проще, на основе логики управления двигателями.

Это по текущей работе.
Сейчас работает на столе
1. ATmega1284P
2. Расширитель портов MCP23017
3. на теплый балкон вынес BME280 + TSL2561 на проводе 20 метров, I2C согласовал через P82B715
4. 3 штуки DS18B20 на столе для теста
5 часы DS3231MZ гадость редкостная, польстился на корпус SOP8 но буду ставить DS3231N в SOP16
6 SIM800C инет через него идет
7 драйвер DC двигателей TB6612FNG
8 "бесперебойник" на TP5100, при пропадании сети питает схему от лития, при появлении заряжает литий.
9 SD карта.
10 Дисплей OLED 2'42
11 Сенсорные кнопки на TTP224, пока удается управлять всем с помощью 4х кнопок

Решил делать не одну большую плату, а что то типа "материнской" платы и модулей к ней.
Нарисовал плату модуль для TB6612FNG, рисую плату для TP5100 и и к ней стабилизаторы, то есть блок питания. На первичную схему ссылки давал, конечно естсь уже изменения особенно с переходом на модульную конструкцию. Как только будет выгодно по объему заказать платы в китае сразу закажу. и начну делать второй макет для теплицы, частично на готовых модулях которые воткну в макетку.

По поводу управления, для передачи показаний и управления выбрал MQTT. Отличный протокол, легкий по весу. Месяц работает без проблем отправляя показания с сенсоров.

Связка у меня такая с устройства данные по MQTT отправляются на брокер. Далее в брокера их забирает Node Red - https://nodered.org/. Это просто отличная идея для умного дома, все опенхабы и мажортомо просто какието детские поделки по сравнению с Node Red.
Node Red отправляет данные сенсоров в базу данных, а так же имеет свои дашборды для отображения графиков, но они с некоторыми ограничениями. А вот из базы данных планирую отображать статистику с помощью Garfana https://grafana.com/ Очень мощный пакет, все продумано до мелочей.

Вот как выглядит на телефоне дашборд Node red


Так же с телефона можно мониторить и у правлять с помощью программ MQTT dash она абсолютно бесплатная и Lazy MQTT эта есть как платная так и бесплатная, функционал побогаче чем у MQTT dash.
Выглядят на смартфоне так


Если что интересно спрашивай, на что смогу отвечу. Программы все использую бесплатные. Но если понравится Lazy MQTT то куплю платную версию, 500р стоит.

 

Полагаю, если глубже изучить объект, то обнаружишь что некоторые задачи не стоят автоматизации. К примеру, капельный полив, я его вообще хотел оставить на автономном контроллере, а теперь считаю что лучше вернуться к ручному площадному поливу. Конечно, если нравится сам процесс автоматизации, то на выгоду не смотрят, но для меня она важнее, а капельный полив сильно уменьшает урожай.
Это не значит что я вообще откажусь от автоматизации со временем, это значит что проект более реалистичным становится. Некоторые старые подходы неизбежно отмирают, иногда ещё до внедрения. Вот с этой точки зрения задумался: мне вообще нужна единая большая плата, включающая все датчики и ИМ? Вроде как это устарело, намного лучше собирать систему на основе испытательных модулей под отдельные задачи. Например подсистема прогрева грунта, она позволит продлить сезон выращивания и иметь полный контроль за t и h грунта и воздуха, чтобы не допустить их снижения ниже 15*С. В качестве ИМ в него войдут: трубный вентилятор, ТЭНы, расположенные в бункере перед трубами, и тепловая пушка, т. е. по прежнему достаточно контроллера на 4 вых. реле. Главное тут - качество системы, чтобы я имел полную информацию круглосуточно.
Затем, испытав и отладив систему и добившись от неё отдачи, могу сделать следующий испытательный модуль и т. д.
В конце модули просто можно будет соединить между собой по вай фай и пусть каждый управляет своей частью системы - материнская плата не нужна. Модуль может вообще из одного датчика только состоять и посылать информацию другим контроллерам по вай фай. И вся эта система должна быть локальной, поэтому, если получится, никакие облака, брокеры, БД и интернеты будут не нужны.

 

Согласен, я не ищу выгоды, мне интересен сам процесс автоматизации. По поливу все просто, какая разница каким поливом управлять? Капельным или какимто иным? У меня беда в том что я пришел включил и забыл, а автоматика будет помнить. Сейчас таймер завожу, чтобы не забыть выключить полив. Поэтому у меня как была так и остается цель убрать рутину. Проветривать поливать по таймеру, снимать логи температуры влажности, вот и все пока что требуется.
Опять же вторая потребность это реализовать на базе контроллера, для товарища, так называемый гроубокс. Работает он в двух стах километрах от дома в деревне, приезжает в деревню на выходных, в квартире у него тоже никого днем нет, и в прошлом году большинство рассады уничтожила кошка :-(. Вот и хочет он такую мини тепличку, в ней функции достветки, проветривания, обогрева и полива. Как заработает система, будем пробовать.

Насчет БОЛЬШОЙ платы я наверное не так выразился. Ну вот ты собираешь все тоже не на одной плате, если это будет Wemos то тоже будет как минимум 3 модуля блок питания, Wemos, блок реле. И я о том же, чтобы не городить все на одной плате, я поделю все на функциональные модули.

Такое можно реализовать и у меня, и не надо будет делать что то отдельно. Просто в меню выключить неиспользуемые модули, оставить измерение внутренней температуры влажности, оставить 3 нагрузки вентилятор, тены, пушку, можно настроить для них индивидуальные установки работы, а можно посадить все на одну нагрузку, нк или както еще комбинировать. То есть оставить в универсальном контроллере только сенсор влажности температуры, реле по количеству нагрузок, и естественно сам МК. драйверы двигателей не ставить, внешние сенсоры не ставить и тд.

Вот, тут и хочу спросить - КАК?
Что собираешься использовать для отображения оперативной информации, и что собираешься использовать для просмотра накопленной информации? При условии что будешь ее накапливать.
Сейчас я имею круглосуточный доступ к информации, взял смартфон и посмотрел. Если компьютер включен то тоже могу посмотреть. на компьютере удобнее смотреть графики. Единственное условие это доступ в интернет.

Тут повторюсь, неправильно видимо объяснил, у тебя же тоже датчик, плата wifi и блок питания будут отдельные модули. Я сначала все хотел собирать на одной плате, теперь думаю будет удобнее модулями.
По файфай и у меня отправляется, тут вопрос как? какой протокол? Или каждому сенсору рисовать Web интерфейс? Я про это думал, но даже теоретически не придумал как реализовать.
По сути сама система может быть и локальной и глобальной, разница будет в том что при подключении к интернету можно мониторить откуда угодно где есть интернет, если отключить системе внешний интернет то мониторить и управлять можно будет только подключившись к локальной сети.

 

Но они не предназначены для воды - для грунта с влагой. Этот был в горшке
Может попробовать плату (кроме чипа) покрыть лаком?

 

У меня при сплошном поливе томаты лучше росли, чем при капельном - земля в высоких грядках рыхлая, конус смачивания узкий, даже при устройстве 2-х рядов в грядке получить смачивание всего объёма грунта даже близко не получается, да и дорого. А ведь я ещё уплотняющие посадки стал применять по краям, вот и выходит что капельный полив задачу полива не выполняет.
А в гроубоксе согласен, в каждый горшок будет заведена своя капельница, поэтому капельному поливу там самое место.

Ну вот последняя плата на AT328P у меня всё содержала - и контроллер, и БП и реле (4 шт), и ещё плата на ESP тоже интегрированная нарисована.
Я тут другую интеграцию имею в виду: вместо того чтобы лепить всё на одну плату, единую систему можно собрать из нескольких небольших плат ESP, которые будут обмениваться данными по WiFi. Например, беспроводный датчик влажности, о котором я говорил раньше. Вроде и стандартная библиотека, которая это делает, есть в составе пакета ESP на Ардуино Иде - ESP8266WiFiMesh. Тогда в общем то ESP32 вообще становится не нужным, потому что не требуется много выводов на каждом отдельном модуле.

Как вывести на экран кнопки управления, температуру или какой иной параметр - этого добра в инете море, делается несколькими строчками скетча. Для этого достаточно одной библиотеки ESP8266WiFi, но пользы в этом я никакой не усматриваю. Продолжать ещё и дома выполнять функции оператора? Нет уж, спасибо, на даче надоедает. Единственно что надо - графики суточного изменения параметров, чтобы оценить насколько хорошо ИМ справляется со своей задачей, оценить расходы и качество регулирования.
Для этого на компе требуется обрабатывать не отдельные значения параметров, а массив, а затем отображать его в виде графика. Пример того как это можно сделать безо всяких облаков вот здесь, (там правда только вывод кнопок и параметров, графиков нет) если конечно я не ошибаюсь, ведь недавно только начал знакомиться с этой сферой. Там 4 части всего.

 

Я то подумал что какоето чудо! Воду не пропускает
В принципе мне отлично подойдут, и в тепличку и в курятник. У меня есть пластик, аэрозоль, им и покрою плату с сенсором, понятно что сам сенсор не надо покрывать только место пайки

 

И не надо писАть. "Все уже украдено до нас" (с) Вот, например, предельно простая кооперативная многозадачная система для Ардуино. Добавляете всего один файл в свой проект, после этого можете разбивать его на (квази) независимые (квази) одновременно исполняемые задачи, в которых можно пользоваться неблокирующими другие задачи задержками от 1 мс до 32 сек.

Достоинство кооперативной ОС в том, что не надо заботиться об атомарности операций, а также можно как угодно пользоваться обычными библиотеками.

 

Той весной решил вопрос как менять прошивку контроллера по воздуху в отсутствие интернета и это удалось сделать сравнительно легко.
Сейчас хотел так же сделать и с сохранением данных на компьютере, но быстро понял что не справлюсь с этой задачей. Кнопочки рисовать на экране и сохранять температуру и влажность оказалось не сложно, но нашёл как это делать только через браузер, а нынешние браузеры без интернета не работают.
Да-с, похоже тут я дальше не продвинусь и так и так придётся как-то решать вопрос с интернетом на даче, хотя бы на время отладки алгоритмов управления и испытаний исполнительных механизмов.
Собственно, почему бы и нет? Кажется это не дорого: модем - от 2000 тыс. и интернет от 200 руб/мес.

 

Я тоже купил железки SonOff для управления прожекторами на даче. Сейчас приезжаю вечером по темноте, включаю прожектора с телеыона и везде светло, не надо с фонарем до бытовки идти и до курятника. Уезжаю выключаю.
Так вот родная прошивка и программа напрочь отказались работать без интернета. даже если с интернетом привяжешь устройства к программе на телефоне, она без интернета в локальной сети их не видит. Китаец присылал пару решений, но они не сработали. В итоге перепрошил SonOff прошивкой от 1М, теперь работает без интернета. Но я прихожу к тому выводу что интернет нужен. К сожалению у нас один единственный провайдер в деревне. Подключение 15 000р, в месяц 600р. Да и провайдер дерьмо редкостное, вечные глюки, инет пропадает, начисляют за услуги которых нет...
Решил ставить мобильный интернет, у МТС есть тариф за 900р в год, трафик входящий в эти 900р меня устраивает. Как закончу устройство пока поработает на SIM800, а потом наверное сделаю локальный WiFi и в нему все прицеплю.

 

Со мной в этом случае как в том анекдоте - Ду ю спик инглишь? YES! А фиглиж толку?
На нано даже операционки заводят https://acdc.foxylab.com/node/76
Но вот примеров рабочих устройств сделанных на этих поделках нет. А мне примеры, с картинками, с описанием, с видео, да и то не факт что разберусь

 

_AK_, ask33, Все "многозадачные" системы для ардуино непригодны для нормального использования что FreeRTOS, что a_coos и прочие поделки. И да cp/m тоже не более чем игрушка. Смысла в эту сторону смотреть нет никакого.

 

Есть такое выражение: "Страшно далеки они от народа". Это я не о вас, а об операционках на ардуино. А зачем они в дачных теплицах? Дай гику операционку, так он всё своё садовое время на неё и угробит.

 

@Cofessor, Так и есть, у меня вообще всё по минимуму, планировщик для полива и открывать проветривание от температуры в теплице. Индикации минимум, время, температура, и что в данный момент выполняется. Чем меньше всего навешано - тем надёжнее работает.

 

Но ведь никто не заставляет двигаться по пути максимального усложнения центрального микроконтроллера. Отдельные подсистемы вообще удобнее отлаживать автономно, независимо от уже работающей части. Как вы оценили бы такой подход, когда вся система состоит из отдельных независимых модулей, скажем на 4 силовых выхода каждый? Берём модуль и оптимизируем прогон воздуха через грунт, к примеру, Остальные продолжают работать. Отлаженные и оптимизированные модули соединяем по MQTT в единую систему.
Модули вообще можно сделать идентичными, меняется только ПО, так что при выходе из строя любого его можно тут же заменить.
Ну и, естественно, всё это гонит данные на ПК. Если сделать модули на ESP-12E, то получится компактно и не дорого, контроллер со многим количеством ножек, типа ESP32, становится вообще не очень нужен.

 

@Cofessor, А зачем всё это в теплице ? На данный момент я вообще всё на одном esp12 (wemos d1) пытаюсь сделать, скорости достаточно, памяти с избытком, порты через i2c расширяются и прекрасно работают, web интерфейс прекрасно работает. Если всё получится к лету вместо меги +w5300 будет этот модуль стоять. А для отладки у меня и так куча всего есть Отладил, поменял прошивку и всё. А вешать кучу независимых модулей не вижу смысла, это уже напоминает так называемые "умные дома" заводского исполнения которые наглухо вешаются одной глушилкой на 2 гигагерца (или обычным роутером) и ничего не работает.