Arduino DUE. Контроллер теплицы

Ну как же только для информации, вот захотели вы проветрить, приоткрыв форточки утром, солнышко встало, температура в теплице полезла вверх, влажность из-за испарения и дыхания растений тоже под 100 стала. Открыли форточки весело, а на улице +10 всего и у растений шок из за резкого падения температуры, влажность стала за 100 и выпала роса, всё утро для растений потеряно, им оклематься до обеда бы успеть. Т. е нужно было приоткрыв форточки включить ещё и обогрев, да делать это заранее, т. к инерция раз и быстро менять нельзя два, а то растениям плохо. Короче простой ПИД регулятор не поможет.

 

Сразу несколько некорректных вводных.

 

Позволю себе заметить, что изменение среды в теплице довольно инертный процесс.
Но даже на этот случай в нашем контроллере предусмотрен следующий режим регулирования температуры фрамугами (дополнительно шторами и разбрызгивателями для южных регионов страны).
Систему можно настроить так что при увеличении температуры, сначала открывается одна фрамуга на 25%, затем 50%, 75% и 100%. Если этого недостаточно, можно дополнительно по еще трем зонам выполнять аналогичное управление фрамугами. Так же можно одновременно открывать не одну фрамугу, а несколько. Вернее, фрамуги открываются по очереди (есть режим и одновременного) что бы не перегружать источник питания одновременной работой исполнительных механизмов.
К тому же предусмотрен настраиваемый гистерезис температуры, что также не позволяет махать фрамугами как крыльями (иначе теплица может взлететь или развалиться ). Данный режим регулировки позволяет относительно плавно регулировать температуру внутри теплицы.
Примерно такой же способ применен для регулирования увлажнением и осушением. Эти режимы имеют по три канала управления, что вполне достаточно для больших или нескольких теплиц.
Сражу замечу, зависимостей регулирования влажности от температуры пока не предусмотрено. Просто устанавливается некий диапазон влажности и система стремится удержать влажность в пределах этого диапазона.
При этом у меня есть понимание, что все растения будут постарше человечества и выдержали и не такие катаклизмы.

 

Ну как всегда, ляпнуть и всё. Ну так распиши что где не так и как с этим бороться. Я у себя сталкивался именно с таким. Почему - могу уточнить.
На счёт зависимостей регулирования, в этом то и смысл, в виду того, что теплица инерционна, она может управлялся пропорциональным регулятором с релейным выходом в 99 случаях. Но такое делают все и например у меня именно так и сделано, но есть основная проблема, чаще всего исполнительные механизмы не эффективны и не идеальны, слабы для удержания параметров, а иногда и невозможно и вредно делать их мощными, было бы не плохо имея не идеальные ИМ и зная закон регулирования, начинать управлять теплицей заранее.
Обьясню на примере. Мы можем махать форточками как нам вздумается, но почему они не идеальны - представим, утро, весна, на улице может быть порывистый ветер и мы не можем ими воспользоваться, а то их оторвёт, но встаёт солнышко и ими надо воспользоваться, мы их имея обычный П регулятор можем только открыть и сломать. А имея регулятор который знает закон, мы можем раньше солнца их приоткрыть совсем немного, чтоб началось проветривание и больше не трогать, не распахивать, ветер продует через щели и этого хватит. Тут важно даже не то что мы знаем о ветре, а то что мы знаем о поведении теплицы на данном этапе и управлем ей плавно и ЗАРАНЕЕ!

 

Добавлю. Хорошо все описано тут. neyrosetevoe-regulirovanie-temperatury-v-teplitse-s-akkumulyatorom-tepla
Пора нормальными регуляторами заняться, тем кто хочет. Проблема всех контроллеров тепличных в том что имея на борту памяти в 256мб реальное рассчетное тело программы пару тройку мегабайт, остальное библиотеки, связь и красивушки не нужные растениям.
Вот это будет востребовано. Просто покупать контроллер за 20000, который по факту кроме отрисовки красивого экрана ни чего не умеет и заменяется теплопушкой и гидрооткрывалко, ни кто не хочет конечно, а вот если создать самообучающийся блок с привязкой к такому мощному рассчетному инструменту как нейросеть, для настройки его на каждой реальной теплице, это как раз круто и востребовано было бы.

 

Не совсем согласен с данными утверждениями.
Если бы мы регулировали температуру в инкубаторе - иное дело. Нормальная температура в теплице в диапазоне от 25° до 35°. При этом выставляем гистерезис 2° - 3°. Автоматика поддержит температуру в запрограммированном диапазоне.

Все эти процессы инертные, нет смысла что то упреждать. Система вовремя отреагирует. По поводу порывов ветра. Метеостанция сообщит контроллеру силу, порывы и направление ветра. Контроллер откроет фрамуги с подветренной стороны. Проблема ветра и фрамуг предусмотрена в системе. Указываете при настройке контроллера какое окно с какой стороны установлено (Север, Восток, Юг, Запад), система будет регулировать исходя из этих данных. При дожде фрамуги закроются.

Красивушки и связь нужны людям. Система должна быть удобная для пользователя с понятным, дружественным интерфейсом. Люди не особо любят изучать инструкции. Только если что то сломалось. А связь что бы быть спокойным за свой урожай и при необходимости подкорректировать что то в ручном режиме.

 

Ну в общем тогда можно не продолжать. Пока все видят контроллер теплицы как терморегулятор на основе Распебери и Большим экраном. Поэтому 90% Аграриев то и не хотят платить за это деньги.
Так есть и будет, пока создатели таких систем не поймут одного правила - плакать должен программист, а не пользователь. Все системы которые есть в доступе обычного садовода на рынке представляют собой устройство мощностью с маленький смартфон, где все относящееся к красивушкам сделал создатель, а все что реально нужно растениям по факту должен создать пользователь. Сотни условий и программ предложено на коленке в огороде забить туда самому Аграрию. Естественно Аграрий плюнет и не купит. Он там ничего не понимает.
А должно быть так Десятки связанных таблиц и циклов забиты туда создателями. Перечислю их - Культуры и их агротехника, цикл роста растения, потребность в микроэлементах по дням, в поливе, в климате, почва и химсостав, георафическое положение, погода онлайн или метеостанция, показатели датчиков и ИМ, а над всем этим Рассчет оптимальных параметров и вывод подсказок, рекомендаций и управляющих сигналов. Пока все создатели предлагают сделать мне это самому.

 

Вот такое чудо появилось. ПРиспособить по теме возможно?
https://aliexpress.ru/item/1005004279425413.html?sku_id=12000028607948764

 

Придется ждать когда появится аграрий умеющий программировать и рассчитывать и наконец то возьмет этот контроллер и наконец то сумеет показать всем как работает этот контролер на реальном примере в реальной действительности.
Хотя ... возможно эти три разных профессионала сумеют объединить свои способности в одно правильное целое.

 

Вот тут еще круче есть:
https://aliexpress.ru/store/5648007?spm=a2g2w.detail.feedback.3.21cc2607PXNgkR&_ga=2.114296772.2106583154.1670319863-1831432792.1669012570
К Home Assistant вяжется на раз два.
Далее всё ограничивается только фантазией...

 

Приспособить можно, но под него нужно писать программу. А что бы спроектировать и запрограммировать систему чего то управления, нужен не один год (по опыту изготовления нашей системы). Но не все потеряно.
Примерно такой модуль я изготовил самостоятельно. Планировал создать систему управления чем либо на основе сетей Mesh.
Информация на сайте https://madeonline.ru/content/arduino/stroim-mesh-seti/stroim-mesh-set/
Общение по этой теме на форуме сайта https://madeonline.ru/forum/forum6/topic3/messages/
Также есть файлы проекта на GIT. https://github.com/promavto/Mesh-net
Признаюсь, информацию давно не обновлял, сейчас не помню в какой стадии проект. Текучка замучила, особенно в последнее время.

 

Минимум сорок аграриев применяют наш контроллер. Конечно, никто таблицы не составляет. Тем не менее получают нормальные урожаи. В целом системой довольны. В начале месяца отправил в Нижневартовск пять контроллеров. Управляют не только теплицами, но и различными холодильными камерами для сохранения урожая. Контроллеры позволяют поддерживать оптимальный климат в теплице. Не могу понять, зачем еще нужно усложнять систему различными вычислениями и таблицами. . Температуру, влажность и освещение поддерживают в указанных параметрах. За пределы параметры климата не выходят. Что еще нужно? По таблицах я еще посмотрю, посоветуюсь с реальными производителями, в чем там фишка и насколько это востребовано.

 

Уже в который раз повторяю не вижу я этих аграриев здесь или еще где то с результатами работы контроллера. Почему?
Или Вы считаете что ютубные ролики со словами "все работает хорошо" это и есть результат работы Ваших контроллеров?
Логи работы контроллера решают все, а их нет ...

 

Наши аграрии по форумам почти не ходят. И них других дел по горло.

 

Температура влажность и освещение пишете вы. Это хорошо. Но этим может управлять три простых П регулятора стоимостью рублей 150. А у нас на борту компьютер мощнее чем для миссий Аполон.
Приведу простой пример как должен выглядеть для пользователя небольшой кусок того о чем я говорю.
Полив.
Начало сезона. Я воткнул семечку Огурца и ткнул кнопку Растить Огурец. Сразу возникает расписание поливов на 180 дней минимум с добавками и прикорками по дням. Базовый вариант, который я могу видоизменить с учётом сорта, и географии, а сам процессор на борту с учётом реального климата и зная цикл жизни огурца будет поливать по программе, давать мне подсказки когда подкормить, когда прищепнуть, спрашивать, а развился ли 6 лист, чтоб подкорректировать себе реальность. Вот зачем на борту нужен микроконтроллер, а не затем чтоб открывать форточки и поддерживать температуру, с этим справиться обычный электронагреватель и гидроцилиндр.
Походу реально надо стартап создавать. А то так и будем промышленными компьютерами за 20000 форточками хлопать.