Контроллер теплицы на Arduino Mega

Приветствую!

Приглашаю всех интересующихся тематикой автоматизации вообще, и приусадебных теплиц - в частности, присоединиться к обсуждению проекта контроллера теплицы: https://github.com/Porokhnya/GreenHouseProject

Вкратце о проекте: построен на базе Arduino Mega, отличительная особенность - модульность прошивки, т.е. вы сами можете настраивать прошивку под свои нужды, в разумных пределах. Есть шлюзы в локальную сеть, на выбор - ESP8266 или W5100, теоретически никто не мешает добавить шлюз для любого другого контроллера, типа ENC28J60.

Поддерживаются различные типы датчиков, два типа дисплеев, есть гибкая система правил, с помощью которых можно настраивать поведение контроллера без перезагрузки прошивки. Реализовано управление по СМС, для СМС поддерживается как русский, так и английский язык. Есть программа-конфигуратор под Windows, есть - веб-интерфейс, с этих двух мест можно настраивать/управлять контроллером.

Проект находится в стадии разработки, впереди ещё много вкусного, например: универсальные модули, работающие по протоколу 1-Wire (сейчас на этапе эмулятора на Uno), беспроводные модули с датчиками, выносной по одному шнурку дисплей Nextion (по протоколу 1-Wire), ну и т.д.

Чего хочу от этой темы? Прежде всего - пожеланий: чего, на ваш взгляд, не хватает из функционала.

Проект почти полностью открытый (нет только исходников конфигуратора), все исходные коды - свободны для некоммерческого использования в личных целях.

Буду рад ответить здесь на любые вопросы по теме.

 

Сегодня добавил поддержку выносного (по шнурку 1-Wire) дисплея для контроллера. Зачем это всё? Чисто для удобства, например, чтобы вытащить дисплей на десяток метров, не парясь. При этом выносной - никак не связан с основным, работают параллельно и не кашляют. Более того, тестировал параллельную работу конфигуратора, веб-интерфейса и выносного экрана - всё вместе успевает как-то жить, ттт

Чтобы было понятно, о чём речь, небольшое видео (на канале есть несколько видео по разрабатываемому контроллеру):

Если возникнут какие-то вопросы/пожелания/предложения - пишите, с удовольствием отвечу.

 

Здорово! И вообще круто.

Жалко только, что зарабатывать своим умом у нас труднее чем чужим. Куда проще и выгоднее перепродавать, чем создавать. (

ПС: тема только для обсуждения или можно поучаствовать каким то боком исключительно из академического интереса?

 

Тема для развития проекта, собственно Если у вас есть что предложить и чем поучаствовать - буду только рад. Чем больше мнений, хороших и разных - тем лучше. Чем больше предложений - тем больше понимания пути развития проекта.

Ну а уж если захотите что-нибудь сделать для проекта - так это вообще супер

 

Я как то делал управление теплицами в противоположенных по сложности исполнениях. Первый - с меню на экранчике 16х2, кстати, вполне хватало для того кол-ва функций что было заявлено, второй - через меню на планшете 10 дюймов. Правда во втором случае я был лишь соавтором по нескольким вопросам, ибо задача была довольно громоздкая. В целом же, направление это интересное и, возможно, перспективное. Особенно если довести до ума и выпускать в нескольких вариантах: от парников на балконе до огромных промышленных теплиц.

 

Правильно мыслите, в сходном со мной направлении Задача-то, правда, всего-навсего довести до ума Уже полгода работаю над проектом, а до ума там - как до пекина... В процессе тестирования живыми пользователями чего только не выплывает. И уже с высот приобретённого маленького опыта я с уверенностью могу сказать, что те скетчи, которые выкладывают под названием "Умная теплица" - они, какбэ это мягко сказать - не дотягивают даже до полуумной, как это не прискорбно.

Вот не далее, как сегодня - начал мягко всплывать вопрос с горячим резервированием - люди прониклись надёжей и хотят ещё большей, т.к. веры в вечность датчиков и пр. - нет ни на грош. Сами понимаете, что такое горячее резервирование - мама не горюй. Так что задач стоит ещё очень много.

Не скрою - на выходе хочется получить изделие "по уму", и, возможно, на продажу. Во многих вариантах поставки и конфигурации, как вы правильно упомянули - от парников с гроубоксами до средненьких теплиц (на промышленные не замахиваюсь, не тот уровень у мну).

 

@ostrov - так что присоединяйтесь, буду рад, если мы взаимно сможем взять друг у друга что-то в плане профессионального роста, идей, да и вообще - я всегда рад совместной работе над интересным проектом. Любые деловые детали - обсуждаются легко

 

Фишка моей прошивки - это, помимо модульности - система команд через любой шлюз. Подцепить Bluetooth и пересылать через него команды - как два пальца, просто пока необходимости не вижу. Ну а там - хоть планшет, хоть что. Строго говоря, сейчас не вижу необходимости писать специальную прогу для планшетов - есть веб-интерфейс, который доступен с любого устройства, где есть браузер. Останется потом только грамотную адаптивную вёрстку сделать, под разные устройства же - и всё.

Но, подчеркну ещё раз - шлюз для взаимодействия с контроллером может быть любой. Сперва я писал шлюз на ESP, там всё гоняется AT-командами через штатную прошивку - секас ещё тот. Потом, когда захотел прицепить W5100 - модуль этого шлюза получился вот таким:

Код (C++):

  EthernetClient client = lanServer.available();
  if(client)
  {
    // есть активный клиент
    uint8_t sockNumber = client.getSocketNumber(); // получили номер сокета клиента

    while(client.available()) // пока есть данные с клиента
    {
      char c = client.read(); // читаем символ
     
      if(c == '\r') // этот символ нам не нужен, мы ждём '\n'
        continue;

      if(c == '\n') // дождались перевода строки
      {
        // пытаемся распарсить команду
        Command cmd;
        CommandParser* cParser = MainController->GetCommandParser();

        if(cParser->ParseCommand(clientCommands[sockNumber], cmd))
        {
          // команду разобрали, выполняем
         
          cmd.SetIncomingStream(&client); // назначаем команде поток, куда выводить данные

          // запустили команду в обработку
          MainController->ProcessModuleCommand(cmd);
        }

        // останавливаем клиента, т.к. все данные ему уже посланы.
        // даже если команда неправильная - считаем, что раз мы
        // получили строку, значит, имеем полное право с ней работать,
        // и каждый ССЗБ, если пришло что-то не то.
        client.stop();

        // очищаем внутренний буфер, подготавливая его к приёму следующей команды
        clientCommands[sockNumber] = F("");
       
        break; // выходим из цикла
       
      } // if(c == '\n')

      // если символ не '\r' и не '\n' -
      // запоминаем его во внутренний буфер,
      // привязанный к номеру клиента
      clientCommands[sockNumber] += c;
     
    } // while

    Ethernet.maintain(); // обновляем состояние Ethernet
   
  } // if(client)

И это - всё! Т.е. из-за модульной архитектуры, внутреннего парсера команд - всё подцепляется достаточно просто.

 

Да легко. )
Но пока что в режиме "без фанатизма", разумеется, ибо в приоритете работа оплачиваемая, как связанная с тематикой форума так и нет. А вообще, в процессе любой работы, даже самой не выгодной, получаешь то, что за деньги не купишь: знание и опыт.

Кстати про ESP, штука интересная, как раз она у меня в очередь на освоение работы без AT-команд, так сказать напрямую. Зачем ей дополнительный контроллер, если свой есть, причем весьма и весьма мощный.

 

Да у мну тоже основная работа, а проект теплицы - это домашка, что называется.

По поводу ESP же - да, есть применения, где можно сделать всё на ней. Но это не мой случай - у ESP банально не хватит GPIO под все хотелки

 

Так иногда можно увеличить кол-во портов или вообще повесить ее на определенную задачу и сливать данные в сеть (ну или передавать что то там на монитор/интерфейс). Я уже давненько не перегружаю МК кучей разной работы, предпочитаю делить задачи. Благо, что цены не слишком то кусаются.

 

Если не возражаете - задам вопрос.
Возможность использования one-wire для ds18b20 отвергнута по тактическим соображениям?
И что такое "досветка" ("реле досветки)?

 

В смысле? DS18B20 и DS18S20 работают и поддерживаются прошивкой, опрос идёт по 1-Wire, тут всё норм. Просто сделано так: один датчик - один пин, по идеологическим соображениям (адресация датчиков, лёгкость замены, резервирование и т.п.).

Например, выращиваете рассаду, и её надо досвечивать - для этого есть модуль управления досветкой: настраиваете его как вам надо, и пользуетесь. Любой модуль можно исключить из прошивки, если он вам не нужен

 

Не далее как на днях, к слову - добавил резервирование датчиков: это такая шляпа, когда датчики одной группы резервируют показания друг друга (например, если один сломался - то показания возьмутся с соседнего в группе). Это нужно для корректной бесперебойной работы правил, чтобы, что называется - не дай бог. Ввёл эту фичу потому, что как раз датчик DS18B20 у пользователя взял - и отправился к праотцам, а в этот момент окна были закрыты, чуть растюхи не сварились Тестируем, как видите, на живом Причём резервирование не зависит от типа датчика - можно в одну группу резерва добавить DS18B20 и DHT22 - если один гавкнется, то показания температуры возьмутся со второго.

Сегодня добавил модуль таймеров: 4 таймера, настройка по дням недели, разные интервалы активности и неактивности (например, работать 15 секунд, потом 60 минут отдыхать). Модуль попросили сделать под гидропонику, где надо периодически гонять раствор по трубам.

Потихоньку нарабатываю костяк универсальных модулей - это когда на линию 1-Wire можно повесить коробочку, и она будет отдавать показания с трёх внутренних датчиков (каждый может быть своего типа). Уже работает дисплей Nextion по шине 1-Wire - можно вынести его метров на 10 по одному шнурку

В отдалённом будущем будут ещё и радиомодули, но тут я пока не загадываю: у напарника по проекту сейчас банально не хватает времени, радиомодули - это за ним, там надо в тиньку всё впихивать, я со своими "умениями" пока не потяну: я чисто так, по мясу

В общем, разработка идёт Одно только "но": когда ж она уже закончится

 

Вот, кстати, скриншоты сегодняшних обнов (ошибку "выключЁн" уже поправил, скриншоты переделывать лень ):

 

Ясно. А то я углядел, что каждый ds18b20 имеет свою подтяжку.
Вообще проект суперский! Так держать!
Если не секрет - привод окон чем реализован? Автостеклоподъемники? Или...?

 

Пока ничем, если честно. Сейчас все тестеры кто во что горазд делают - кто на шуруповёрте дешёвом, кто на чём. Моя задача пока - откатать саму программную часть, чтобы было надёжно, повторяемо, ремонтопригодно и бюджетно, а там уже - посмотрим.

Исходя из вышеизложенного прошивка и строится, например, можно юзать реле для управления окнами, а можно - мостовой драйвер на полевиках: в прошивке специально сделано так, что каждое окно управляется парой сигналов - когда на одной линии высокий уровень, а на другой - низкий - окно открывается, когда наоборот - закрывается. Как вы понимаете, такое поведение позволяет прицепить какой угодно драйвер окон

А за привод я пока думаю - для себя хотел попробовать актуаторы готовые, но это нескоро ещё - строительство теплицы у меня встало, времени не хватает от слова "совсем".

 

К слову: ищется человек, который может написать прошивку под STM8, чтобы камушек работал по 1-Wire и отдавал определённый скратчпад по запросу. Это нужно для универсального модуля с датчиками. Сейчас у меня пока есть мясо в виде прошивки для Pro mini, но хочется чего-то более компактного, чтобы от батарейки протянуло достаточно долго, исходя из периодичности опроса раз в секунду, скажем.

 

Что передавал? Почему именно STM8?

 

Потому что надо с чего-то начинать, хочу с STM8 начать - заказал вот десяток STM8S003F3 на али, не пропадать же добру Заодно освою новую среду, так сказать.

Понятно, что нужна полная реализация протокола 1-Wire как ведомого, это раз. Работающая реализация под AVR у мну уже есть, писана не мной, мной только корёжена. Из поддерживаемых команд:

Код (C++):

#define UNI_START_MEASURE 0x44 // запустить конвертацию
#define UNI_READ_SCRATCHPAD 0xBE // прочитать скратчпад
#define UNI_WRITE_SCRATCHPAD  0x4E // записать скратчпад
#define UNI_SAVE_EEPROM 0x25 // сохранить настройки в EEPROM
 

Плюс 0xCC, естественно. Скратчпад - вот такой:

Код (C++):

struct sensor
{
    byte index;
    byte type;
    byte data[4];
   
};
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
typedef struct
{
    byte packet_type;
    byte packet_subtype;
    byte config;
    byte controller_id;
    byte rf_id;
    byte battery_status;
    byte calibration_factor1;
    byte calibration_factor2;
    byte query_interval;
    byte reserved[2];

    sensor sensor1,sensor2,sensor3;

    byte crc8;
} t_scratchpad;
 

Надо уметь принимать/передавать скратч от мастера/к мастеру, читать/сохранять его в EEPROM (при регистрации модуля в системе ему прописываются индексы датчиков). Типы датчиков (pH неактуально, это на будущее):

Код (C++):

typedef enum
{
  uniNone = 0, // ничего нет
  uniTemp = 1, // только температура, значащие - два байта
  uniHumidity = 2, // влажность (первые два байта), температура (вторые два байта)
  uniLuminosity = 3, // освещённость, 4 байта
  uniSoilMoisture = 4, // влажность почвы (два байта)
  uniPH = 5 // показания pH (два байта)
 
} UniSensorType; // тип датчика

Если пока не испугал и готовы хотя бы чем-то помочь - можно по скайпу списаться, я дам скетч для ардуины, который реализует конечный автомат 1-Wire - вопрос только в переносе под STM8.

Мой скайп: porokhnya_dmitry.