अधिकांश लेख "I / हमने किया / और देखो कितना अच्छा है!" के सिद्धांत पर लिखे हैं। एक ही प्रकाशन एक असफल परियोजना के लिए समर्पित है। बिल्ली में आपका स्वागत है ...

यह मेरे प्रकाशन का एक निरंतरता है। ESP8266 पर एक गर्म फर्श नियंत्रक के उदाहरण पर स्मार्ट उपकरणों का विकास

दूर से शुरू करते हैं

मैं एक छोटे से घर में रहता हूं, जो मेरी परियोजना के अनुसार बनाया गया था। लेआउट - यूरो-ग्रिड, गलियारा, भूतल पर रसोई-लिविंग रूम, बाथरूम, बच्चों के कमरे और दूसरे पर बेडरूम। गैर-मानक से - मेहराबदार दीवारें, यूएसएचपी नींव, हीटिंग विशेष रूप से टीपी। इसी समय, फर्श लकड़ी के हैं, दूसरी मंजिल पर एक अस्थायी मंजिल है, टीपी - जीवीएल प्लेट में। पहली मंजिल पर टीपी पाइप के 3 छोरों (वास्तव में एक कमरा) हैं, दूसरे पर - तीन भी हैं, लेकिन प्रत्येक लूप एक कमरे (बेडरूम, बाथरूम, बच्चों के कमरे) के लिए जिम्मेदार है। दीवार पर चढ़कर गैस बॉयलर 14 किलोवाट गर्मी के लिए जिम्मेदार है। बॉयलर को एक चीनी साप्ताहिक प्रोग्राम योग्य वायरलेस थर्मोस्टेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सप्ताह के प्रत्येक दिन इसकी चार अवधि होती हैं, प्रत्येक अवधि में आप वांछित तापमान निर्धारित कर सकते हैं। बैटरी पर दिमाग, रिले छिपा हुआ है। यह बहुत अच्छा काम करता है। लेकिन मुझे अक्सर मेरे मुकाबले ज्यादा की जरूरत होती है। मुझे कमरे का तापमान नियंत्रण चाहिए था। मैंने प्रस्तावित समाधानों को देखा, मुझे कुछ भी पसंद नहीं आया। और "Arduino" शब्द ने मेरी आंख को पकड़ लिया। और पेशे से मैं एक प्रोग्रामर हूँ। और दूर हम जाते हैं ...

लोहा

मैं लोहे में मजबूत नहीं हूं। एक विकास बोर्ड को मिला देना मेरी क्षमताओं की ऊंचाई है। लेकिन Arduino एक ऐसी सरल चीज़ है जिसे मैंने महसूस किया - यहां तक ​​कि इलेक्ट्रॉनिक्स के अपने ज्ञान के साथ, मैं घर में एक तापमान नियंत्रक बनाने में सक्षम हूं जो मुझे सूट करता है।

तापमान सेंसर

मुझे इंटीरियर में तारों से कोई प्यार नहीं है। मैं उन्हें बाहर करने या छिपाने की कोशिश करता हूं, अगर मैं उन्हें बाहर नहीं कर सकता हूं। और कुछ हद तक घुमावदार तरीके से, मैं कमरे के तापमान सेंसर के रूप में चीनी मौसम स्टेशनों से वायरलेस सेंसर का उपयोग करने के लिए आया था। सेंसर लंबे समय तक बैटरी पर काम करते हैं और 433 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर प्रसारित होते हैं। यह काफी अच्छा है, आप अलग-अलग रंग चुन सकते हैं, एक स्क्रीन के साथ और उसके बिना। आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि मौसम स्टेशन के प्रत्येक निर्माता एक सेंसर के साथ डेटा संचारित करने के लिए अपने स्वयं के प्रोटोकॉल को आमंत्रित करता है। प्रयोगों के दौरान, मैंने 5 प्रकार के सेंसर के प्रोटोकॉल का विश्लेषण किया - इन सभी में अलग-अलग डेटा ट्रांसफर प्रारूप हैं। मैंने एक पुस्तकालय विकसित किया जो 4 प्रकार के सेंसर से डेटा प्राप्त करता है। मैंने पांचवें से संपर्क नहीं किया - पैकेट सीमाओं की कमी के कारण इसका प्रोटोकॉल दूसरों के समान नहीं है। डेटा विश्लेषण का मुख्य उपकरण एक चीनी तर्क विश्लेषक बन गया है। इस तरह के उपकरण के बिना, प्रोटोकॉल विश्लेषण लगभग असंभव है। इसकी कीमत काफी कम है, इसका उपयोग करना आसान है - मैं सलाह देता हूं कि आप इसे सभी आर्कडिन के लिए प्राप्त करें

मैंने नमूना, आवृत्ति 10kHz के सिद्धांत पर पुस्तकालय को लागू किया। इस दृष्टिकोण ने हमें रिसीवर के स्तर में परिवर्तन होने पर रुकावट वाले दृष्टिकोण की तुलना में, हवा पर शोर को स्तरित करने और प्रोसेसर पर लोड को कम करने की अनुमति दी। डिबगिंग के लिए, एक तार्किक विश्लेषक का उपयोग किया गया था:

मैं सेंसर और उनकी विशेषताओं का उदाहरण दूंगा।

• टाइप 1: हर 35 सेकंड में डेटा ट्रांसफर। अवधि में परिवर्तन नहीं होता है और 3 या अधिक सेंसर का उपयोग करते समय यह एक समस्या है - सेंसर में घंटे थोड़ा अलग तरीके से चलते हैं, सिग्नल कभी-कभी ओवरलैप कर सकते हैं, और एक या दो सेंसर एक या दो बार एक सप्ताह या दो बार बाहर छोड़ देते हैं। 0.8sec में 6 डेटा पैकेट। हर बार चालू होने पर सेंसर आईडी बदल जाती है। कोई बैटरी स्थिति डेटा नहीं।
  
  
  दिखावट

  
  
  
  
  डेटा

  
  शीर्ष - रिसीवर डेटा, तीर हस्तक्षेप का संकेत देते हैं
  नीचे ट्रांसमीटर डेटा है।
  
• टाइप 2: डेटा ट्रांसमिशन की अवधि - 40 ... 80 सेकंड, चैनल पर निर्भर करता है। मेरी राय में सबसे अच्छा प्रोटोकॉल 0.6 सेकंड में 15 डेटा पैकेट है, एक चेकसम है। चालू होने पर सेंसर आईडी बदल जाती है, बैटरी स्थिति डेटा का प्रसारण होता है। सबसे कमजोर ट्रांसमीटर - जब आप रिसीवर को एक बॉक्स में रखते हैं, तो रिसेप्शन की गुणवत्ता काफी खराब हो जाती है। संभवतः रिसीवर के लिए बाहरी एंटीना के साथ इलाज किया जाता है।
  
  
  दिखावट

  
  
  
  
  डेटा

  
  कोई हस्तक्षेप नहीं
  
• टाइप 3: चैनल के आधार पर डेटा ट्रांसफर की अवधि 50..55 सेकंड। 0.6sec में 7 पैक। चालू होने पर आईडी में परिवर्तन होता है, बैटरी स्थिति डेटा का प्रसारण होता है। अच्छा विकल्प है।
  
  
  दिखावट

  
  
  
  
  डेटा

  टाइप 1 के लगभग समान
  
• टाइप 4: डेटा ट्रांसमिशन की अवधि 56 ... 76 सेकंड, चैनल पर निर्भर करता है। कोई स्क्रीन नहीं है। सक्षम होने पर परिवर्तनशील आईडी का पता नहीं लगाया जाता है। क्या विभिन्न उदाहरणों के बीच आईडी में अंतर हैं? मुझे नहीं पता, मेरे पास एक ऐसा सेंसर है। बैटरी की स्थिति पर डेटा - है। शक्तिशाली संकेत, संचरण लंघन लगभग कभी नहीं देखा।
  
  
  दिखावट

  
  
  
  
  डेटा

  संरक्षित नहीं है
  
• टाइप 5: मैंने ट्रांसमिशन की अवधि नहीं मापी है, कोई चैनल स्विच नहीं है, मैंने प्रोटोकॉल का गहराई से विश्लेषण नहीं किया है।
  
  
  दिखावट

  
  
  
  
  डेटा

  
  

नतीजतन, रिसीवर यूनिट को Ar2ino प्रो मिनी पर i2c दास के माध्यम से डेटा ट्रांसफर के साथ लागू किया गया था।

अरुडिनो मेगा

यह पहला प्लेटफॉर्म है जिस पर मैंने कंट्रोलर बनाया है। मेरे नियंत्रक का एक कमांड इंटरफ़ेस था, जिसे UART के माध्यम से दर्ज की गई कमांड द्वारा नियंत्रित किया गया था। उस चरण में, मैंने ESP8266 पर WEB-इंटरफ़ेस बनाने और UART पर मेगा के साथ संवाद करने की योजना बनाई। मेरे पास एक ईएसपी 8266 के साथ एक रोबोटिड मेगा बोर्ड है और मैं इस बोर्ड पर इस विकास के निर्माण की योजना बना रहा था। बोर्ड का एक विशेष लाभ बाहरी बंदरगाहों की एक बड़ी संख्या है। लेकिन ESP8266 को जानने की प्रक्रिया में, मुझे एहसास हुआ कि यह छोटी चिप नियंत्रक और इंटरफ़ेस के कार्यों के संयोजन में काफी सक्षम है।

ESP8266

मैंने वीमोस डी 1 मिनी बोर्ड विकल्प का उपयोग किया, इसमें छोटे आयाम और मेरे लिए पर्याप्त संख्या में पिन हैं - पोर्ट विस्तारक के उपयोग को ध्यान में रखते हुए। इस बोर्ड के लिए बड़ी संख्या में पुस्तकालय हैं। उदाहरण के लिए, me-no-dev / ESPAsyncWebServer वेब सॉकेट के समर्थन के साथ एक महान वेब सर्वर लाइब्रेरी है। मैंने इस बोर्ड पर नियंत्रक को इकट्ठा किया। एक वेब इंटरफेस विकसित किया है। हर चीज खूबसूरती से काम करती है। लेकिन मेरे लिए एक अतुलनीय कारण के लिए - अपटाइम एक दिन से अधिक नहीं है। या तो मैंने कुछ टेढ़ा-मेढ़ा किया, या इस्तेमाल की गई कुछ लाइब्रेरी टेढ़ी-मेढ़ी है। इसके अलावा, एक साथ 5 कनेक्शनों की सीमा है। यदि अधिक हो - पुनरारंभ करें या यहां तक ​​कि ठंड (मौजूदा प्रहरी के बावजूद। मैं बाहरी वॉचडॉग का उपयोग करके हैंग के साथ संघर्ष करता हूं)। यह देखते हुए कि मेरे वेब-इंटरफ़ेस में लगभग एक दर्जन फाइलें हैं, और ब्राउज़र 5 समानांतर धाराओं में पृष्ठों को लोड करते हैं, फिर से शुरू करना आसान है। अपने लिए, मैंने निर्णय लिया - इस बोर्ड का उपयोग केवल ग्राहक के रूप में किया जा सकता है। मैं दूसरे उपाय खोजने लगा।

ESP32

यह ESP8266 के वारिस की तरह है। ESP32 में सबसे अधिक है - आवृत्ति, मेमोरी, पैर, ... लेकिन परेशानी यह है - वेब सॉकेट के संदर्भ में me-no-dev / ESPAsyncWebServer लाइब्रेरी इस पर काम नहीं करती है। निश्चित रूप से। उड़ जाता है। मल्टीथ्रेडिंग से संबंधित कुछ। मुझे वेब सॉकेट के समर्थन के साथ एक और वेब सर्वर लाइब्रेरी नहीं मिली।

एसओसी

इस स्तर पर, मैंने बोर्ड को लिनक्स के साथ उपयोग करने का निर्णय लिया - मैं कुछ भी अधिक उपयुक्त नहीं आया।

मेरी बोर्ड की आवश्यकताएं। ऐसा लगता है कि उनमें से कई नहीं हैं:

• मुझे स्क्रीन की जरूरत नहीं है।
• प्रारंभिक सेटअप के लिए स्क्रीन की कमी के कारण, बोर्ड को एक्सेस प्वाइंट मोड में काम करने में सक्षम होना चाहिए।
• मुझे ऑपरेटिंग सिस्टम की कार्यक्षमता की न्यूनतम आवश्यकता है।

ऑरेंज पाई i96

यह बोर्ड सभी मामलों में उपयुक्त था - कोई वीडियो आउटपुट, वाईफाई, अंतर्निहित फ्लैश मेमोरी, एसडी कार्ड स्लॉट नहीं है। आप Ubuntu या DietPi को इंटरनल मेमोरी पर रख सकते हैं। लेकिन इस बोर्ड की परेशानी इसका सॉफ्टवेयर है। आप एक पहुंच बिंदु नहीं बना सकते। ठीक है, सबसे बड़ी समस्या - जब आप पुनरारंभ करते हैं, तो मैक पता बदलता है और इसके साथ कुछ भी नहीं किया गया था। भट्टी में। (लेखन के समय w3bsit3-dns.com पर, इस बोर्ड के एनालॉग (2g IOT) को समर्पित धागे में, एक संदेश यह कहते हुए दिखाई दिया कि MAC शिफ्ट को हराना संभव है)

प्याज ओमेगा 2+

पॉश प्रलेखन। बॉक्स के बाहर फर्मवेयर के साथ, सब कुछ शुरू हुआ, स्क्रीन की आवश्यकता नहीं है, UART की आवश्यकता नहीं है। SSH डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम है। Node.js वितरित किया गया था (संस्करण 4.x, लेकिन यह मेरे लिए महत्वपूर्ण नहीं है)। Node.js के लिए sqlite और i2c लाइब्रेरीज़ (एक टैम्बॉरीन का उपयोग करके) वितरित की गईं
I2c के अलावा, मुझे अब किसी भी हार्डवेयर इंटरफेस की आवश्यकता नहीं है। मेरे विकास संस्करण की तुलना में तापमान सेंसर डेटा रिसीवर के डेटा का विश्लेषण करने के लिए ESP8266 में एक अलग Arduino Pro मिनी नियंत्रक जोड़ा गया था। रिसीवर नियंत्रक एक i2c दास के रूप में ओमेगा से जुड़ा हुआ है। 1वायर इंटरफ़ेस के साथ वायर्ड सेंसर 1वायर <-> i2c ब्रिज (DS2482-100) के माध्यम से जुड़े हुए हैं। इस पुल के लिए नोड.जेएस के लिए एक पुस्तकालय है, लेकिन सेंसर के लिए खोज करने के मामले में मेरे लिए यह काम नहीं किया। मुझे समझ नहीं आया, मैंने ESP8266 पर काम करने वाले DS2482 लाइब्रेरी के js में पोर्ट किया।

लेकिन परेशानी यह है कि ओमेगा -2 पर वाईफाई स्थिर रूप से काम नहीं करता है, यह राउटर को रिबूट करने के बाद फिर से कनेक्ट नहीं करता है। यह समस्या फर्मवेयर संस्करण 2 द्वारा हल की गई है, यह रिलीज की स्थिति में नहीं है, लेकिन यह काम करता है। यह बहुत बेहतर हो गया है। लेकिन समस्या यह हो गई - कभी-कभी बोर्ड ज़ीक्सेल राउटर से गिर जाता है और राउटर को रिबूट करने के बाद या एक घंटे के बाद, दो या तीन बार राउटर को रिबूट किए बिना फिर से जुड़ जाता है। या यह बहुत खराब होने लगता है - बिजली योजना बदलने के बाद यह समस्या दूर हो गई (बोर्ड वास्तव में 3.3v या थोड़ा अधिक पसंद करता है) और एक बाहरी एंटीना को जोड़ना - ओमेगा इसके बारे में बहुत खुश था। इस प्रकार, सिद्धांत रूप में, मैं बोर्ड से संतुष्ट हूं - यह तथ्य कि कभी-कभी कोई पहुंच नहीं होती है, मुझे बहुत परेशान नहीं करता है - मुख्य इंटरफ़ेस के रूप में, मैंने ओमेगा एक्सेस प्वाइंट से जुड़े डॉक में एक पुराने स्मार्टफोन का उपयोग किया। और रिमोट एक्सेस बहुत आवश्यक होगा - मैं राउटर को दूरस्थ रूप से रिबूट कर सकता हूं। यह गलतफहमी का कारण बनता है - ओमेगा -2 में दो आरएसटी पिन हैं - एक को जमा किया जाना चाहिए +, जैसा कि मैं इसे समझता हूं, यह प्रोग्रामेटिक रूप से संसाधित होता है। दूसरे के लिए क्या फाइल करें और फीड करने वाले बाहरी वॉचडॉग को कैसे कनेक्ट करें - मुझे अभी तक पता नहीं है।

नियंत्रक तर्क

मैंने पहले से ही कंट्रोलर सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर का वर्णन किया है - यह नहीं बदला है (यानी एक वेब सॉकेट पर प्रेषित टेक्स्ट कमांड का प्रबंधन)। वेब इंटरफ़ेस कॉस्मेटिक परिवर्तनों के साथ ESP8266 के साथ स्थानांतरित हो गया है। नियंत्रक कोड की कई प्रक्रियाओं / कार्यों को बस C ++ से JS में अनुवादित किया गया था। एक और बात यह है कि linux (OpenWRT) की उपस्थिति ने मुझे SQL डेटाबेस - sqlite का उपयोग करने का अवसर दिया। इस प्रकार, मैंने SQL प्रश्नों पर सभी तर्क व्यवस्थित किए। यह वास्तव में साइक्लाइट के साथ मेरा पहला अनुभव है। मुझे विशेष रूप से इन-मेमोरी डेटाबेस का उपयोग करने की संभावना पसंद है - मैंने इस डेटाबेस में सभी अस्थायी और वर्तमान डेटा (उदाहरण के लिए, सेंसर डेटा, वर्तमान आवश्यक तापमान पर डेटा ...) को रखा।

सभा

मैंने लोहे में सब कुछ एकत्र किया, एक बॉक्स में व्यवस्थित किया। आगे - संसाधन परीक्षण। एक सप्ताह के अपटाइम के बाद, मैंने फैसला किया कि परीक्षा पास कर ली गई। इसे स्थापित करना संभव है।

स्थापना

यह मंच बहुत सफल रहा। मैंने कलेक्टर के बगल में बॉक्स लटका दिया, थर्मल हेड्स को स्थापित और कनेक्ट किया। मैं एक डेटाबेस में सभी डेटा, सेटिंग्स और मापदंडों को संग्रहीत करने के लिए अपने विचार से बहुत प्रसन्न था - मक्खी पर मैं रिले और ज़ोन को इस तरह से कॉन्फ़िगर करने में सक्षम था जो योजनाबद्ध नहीं था, अर्थात्, प्रति क्षेत्र तीन रिले, और अन्य सभी रिले स्थानांतरित करें (मूल विचार एक क्षेत्र था - एक रिले)। परियोजना में सर्विस सेंसर DS18B20 के सेट का उपयोग शामिल था, जो गर्म फर्श के प्रत्येक लूप के बदले, और आपूर्ति के ताप माध्यम के तापमान की निगरानी के लिए, और कुल रिटर्न तापमान - ये सेंसर भी सफलतापूर्वक जुड़े और कॉन्फ़िगर किए गए थे (सभी सेटिंग्स: सेंसर का समझने योग्य नाम इंगित करें)।

मैंने बॉयलर रिले को कनेक्ट किया।

लांच

नियंत्रक ने योजना के अनुसार काम किया।

परीक्षण के लिए, मैंने दूसरी मंजिल पर एक कमरे में तापमान को थोड़ा बढ़ाने का फैसला किया।

बॉयलर को गर्म करना और बंद करना शुरू हो गया।

और फिर सर्विस सेंसर काम में आए। यह पता चला कि इस कमरे के लूप से बाहर निकलने पर पानी का तापमान प्रवेश द्वार की तुलना में कुछ हद तक दसवां हिस्सा है! पानी ठंडा नहीं होता है! इसका मतलब है कि यह गर्मी नहीं देता है। और पूरे घर में किसी भी तापमान पर जहाज पर गर्म होता है (लक्ष्य दूसरी मंजिल पर तापमान को थोड़ा कम करना था)। तो पहली मंजिल सभी गर्मी देती है, और दूसरी मंजिल पर टीपी मुश्किल से फर्श को गर्म करता है। नतीजतन, ऐसी स्थितियों में हीटिंग के कमरे-दर-कमरे का विनियमन संभव नहीं है।

निष्कर्ष

इस प्रकार, मेरे घर की भौतिकी और डिजाइन सुविधाओं के प्रभाव ने मेरे विकास को समाप्त कर दिया। इस तथ्य के बावजूद कि नियंत्रक स्वयं पूरी तरह से काम करता है, मैं इसे अपने घर के हीटिंग सिस्टम में उपयोग नहीं कर सकता। शायद मैं उसे नीचा दिखाऊंगा ताकि वह घर में जलवायु को एक चीनी थर्मोस्टेट की तरह नियंत्रित करे - एक सेंसर के अनुसार, लेकिन अभी तक मुझे यह बात दिखाई नहीं दे रही है।

हालाँकि, एक पूरे के रूप में परियोजना सफल नहीं है, विकास की प्रक्रिया के दौरान मुझे कई तकनीकों से परिचित कराया गया जिनसे मैं लगभग अपरिचित था:

• नियंत्रक प्रोग्रामिंग
• मैंने डेटा बसों 1wire, i2c, uart, के बारे में सीखा ...
• वेब सर्वर डिवाइस में कुछ ज्ञान प्राप्त किया
• यह वेब-दृश्य विकास की एक अच्छी समझ है: html, जावास्क्रिप्ट, vue.js
• उन्होंने वेब-बैकेंड विकास में महारत हासिल की: नोड। जेएस

इस प्रकार, मैंने एक असफल परियोजना पर बहुत अनुभव प्राप्त किया, जो अन्य परियोजनाओं पर उपयोगी हो सकता है।

जिन लोगों ने इस जगह को पढ़ा है, वे देख सकते हैं कि क्या हुआ ।
(अंतिम तीन सेटिंग्स अवरुद्ध हैं)

पीएस आदर्श बोर्ड DIY के लिए

लेख लिखने की प्रक्रिया में, ओमेगा -2 के साथ एक और परेशानी का पता चला - मॉड्यूल जमने लगा। हार्ड, रीसेट मदद नहीं करता है, बस पावर बंद करें। क्या समस्या है - मुझे अभी तक पता नहीं है शायद वह बढ़ी हुई शक्ति की तरह नहीं है - अब उसे 3.8V खिलाया जाता है। मैं बिजली मॉड्यूल को बदलने की कोशिश करूंगा। इस तथ्य के बावजूद कि परियोजना अपने कार्यों को पूरा नहीं करती है, अब के लिए मैं इसे थर्मामीटर मोड में छोड़ दूंगा (जैसा कि वे कहते हैं, Arduino पर कुछ भी नहीं करते हैं - आपको मौसम स्टेशन नहीं मिलेगा)। लेकिन किसी भी मामले में, विषय मेरे लिए दिलचस्प है, मैं 24/7 100% सिस्टम उपलब्धता हासिल करना चाहता हूं। अगर बिजली की आपूर्ति की जगह लेने से मदद नहीं मिलती है, तो मैं LinkIt स्मार्ट 7688 सिस्टम की कोशिश करूँगा। यह हार्डवेयर ओमेगा के समान प्रतीत होता है। अधिक स्थिर हो सकता है।
जोड़: रेखीय स्टेबलाइजर की जगह 5-> 3.3v पल्स के साथ, प्याज ओमेगा 2+ में एक सप्ताह के लिए वाईफाई - स्थिर संचालन के साथ कोई समस्या नहीं थी। फिर उसने यह पूरक लिखा।

इसके आधार पर - मुझे अभी तक अपने लिए घर के बने उत्पादों के लिए आदर्श विकल्प बोर्ड नहीं मिला है :(

संभवतः अगली परियोजना के दिमाग के रूप में मैं एंड्रॉइड पर एक स्मार्टफोन का उपयोग करने की कोशिश करूंगा - आपको वाईफाई के माध्यम से सेंसर से कनेक्ट करना होगा, लेकिन ब्रांडेड फोन की स्थिरता के साथ व्यावहारिक रूप से कोई समस्या नहीं है। और nd.js फोन पर लगाए जाने लगते हैं।

यदि आप DIY के लिए एक बोर्ड चुनने पर अपनी दृष्टि साझा करते हैं तो मैं आभारी रहूंगा।