Pemantauan jarak jauh dan kontrol iklim di rumah pedesaan
Apa yang kita miliki:- Townhouse dua lantai yang dirancang untuk penggunaan sepanjang tahun
- Catu daya terpusat (seperti biasa di rumah-rumah pedesaan, sangat tidak stabil)
- Pasokan air dingin pusat
- Pasokan gas terpusat
- Boiler penghangat gas Protherm Gepard
Apa yang ingin kita dapatkan- Kemungkinan pemantauan jarak jauh dari iklim mikro di rumah (sehingga jiwa tenang jika tidak ada lama)
- Kemampuan untuk mengontrol iklim mikro ini dari jarak jauh (mengurangi suhu pemanasan untuk menghemat gas, meningkatkan suhu sebelum kembali ke rumah)
- Kemampuan untuk mengambil pembacaan meter sumber daya dari jarak jauh (meter gas, air dan listrik)
- Biaya peralatan yang dipasang harus ekonomis
- Biaya pengoperasian sistem harus minimal
Saya mulai mempertimbangkan opsi dari paragraf terakhir ("biaya operasi minimum"). Untuk itu Anda harus membayar untuk membersihkan wilayah, air, gas, dan listrik. Oleh karena itu, untuk keperluan pemantauan dan kontrol jarak jauh, ada dua solusi utama:- Manajemen dan monitoring dilaksanakan dengan bantuan SMS-pesan
Aspek positif
Setelah mempelajari solusi yang ditemukan di Internet, saya menyadari bahwa tidak ada yang cocok untuk saya (bahkan dari sudut pandang biaya operasi. Belum lagi biaya peralatan itu sendiri). Karena itu, kami akan melakukan semuanya dari awal. Oke, tidak benar-benar dari awal: Saya memiliki server gratis yang tersedia di Internet dalam mode 24x7. Yah, itu dia.Implementasi: mentransfer data dan perintah kontrol
Setelah menganalisis proposal "Tiga Besar" (baik untuk individu maupun M2M), saya memutuskan Internet seluler Megafon dengan opsi "tablet Internet" . Di dalamnya, tidak seperti MTS, tidak ada batasan pada penggunaan "hanya pada tablet", dan 20 MB setiap hari termasuk lalu lintas gratis untuk telemetri lebih dari cukup. Karena saya menggunakan perangkat untuk kebutuhan saya sendiri sebagai individu, tidak ada kondisi dan batasan yang dijelaskan secara eksplisit dari operator yang dilanggar.Jadi, di toko online modem USB dibeli dari operator, rencana tarif diubah dan opsi yang diperlukan terhubung.Implementasi: Mengelola Kontroler
Itu harus miniatur, stabil, tidak memerlukan pendinginan eksternal, memungkinkan instalasi OS Linux (untuk memanfaatkan solusi yang sudah jadi, dan tidak menemukan kembali roda untuk setiap kesempatan), memiliki sejumlah input / output yang dapat diprogram dan setidaknya satu port USB, mendukung mode host (untuk menghubungkan modem USB).Pilihan termurah adalah menggunakan Banana PI , meskipun Anda dapat mengambil prototipe fungsionalnya Raspberry Pi . Hanya Pisang pada saat itu tersedia dengan biaya lebih sedikit.Inilah yang terjadi pada akhirnya (tanpa sirkuit antarmuka boiler gas)
Implementasi: Sensor
Saya ingin memiliki informasi tentang iklim mikro di seluruh rumah (2 lantai), masing-masing, 5 termometer digital DS18B20 dibeli . Lokasi mereka: dinding di lantai 1 (suhu udara di lantai 1), baterai di lantai 1 (suhu pendingin di lantai 1), dinding di lantai 2 dan baterai di lantai 2 (udara dan pendingin di lantai 2), satu sensor diambil lebih jauh dari jendela dan pintu (untuk menerima informasi tentang suhu sebenarnya di jalan). Semua sensor digantung pada satu bus dua kawat (dalam kasus saya juga terlindung). Panjang kabel saya ternyata hanya lebih dari 20 meter, sementara semua sensor bekerja dengan stabil dan tanpa kegagalan.Untuk menjelaskan aliran gas (Saya beruntung - Saya memiliki meteran gas dengan magnet bawaan), sensor hall digunakan (untuk detailnya, lihatartikel yang relevan ).Untuk memperluas fungsionalitas ke stasiun cuaca internal, sensor tekanan atmosfer juga dibeli .Untuk pengembangan di masa mendatang (implementasi algoritma pemanasan menggunakan konsep "titik embun"), sensor kelembaban relatif dibeli, tetapi belum digunakan.Implementasi: kontrol boiler (teori)
Oh kuali ini! Ya, saya mulai dengan mengamati iklim mikro, dan sebagai hasilnya, saya juga ingin mengelolanya. Boiler saya mendukung dua jenis kontrol: "on / off" (jika "dihidupkan" - kami akan memanaskan air ke suhu yang diatur pada konsol boiler. Jika "dimatikan" - kami tidak akan memanaskan apa pun) dan digital melalui bus eBus . Yang terakhir adalah pengembangan (Jerman) untuk mengelola peralatan iklim rumah, tetapi implementasi spesifik sangat tergantung pada produsen peralatan tersebut. Untuk boiler saya, saya hanya menemukan satu pengontrol-termostat asli yang dijual , tetapi bekerja secara eksklusif dalam mode yang berdiri sendiri, yang, pada kenyataannya, tidak lebih berguna daripada mengendalikan boiler melalui konsolnya.Setelah beberapa studi informasi yang tersedia di Internet, adalah mungkin untuk menggali beberapa fragmen protokol kontrol yang diperoleh oleh para penggemar melalui teknik reverse. Saya tidak bertindak sekeras penulis artikel ini , tetapi masih, sebagai hasilnya, saya berhasil tidak hanya berbicara dari hati ke hati dengan boiler, tetapi juga untuk membuatnya menjalankan perintah saya seolah-olah pengontrol suhu asli mengeluarkannya. Namun, bagaimanapun juga, banyak terima kasih kepada para perintis , melihat kepada siapa saya menyadari bahwa dalam kehidupan ini tidak ada yang mustahil!Implementasi: kontrol boiler (latihan)
Jadi, kami akan mengontrol boiler melalui eBus. Adaptor yang siap pakai untuk bus harganya gila uang (ya, selain itu, mereka hanya tersedia "sesuai pesanan." Dan musim dingin sudah dekat, sistem harus dimulai!), Jadi saya harus mengingat masa muda saya (dan hasrat saya untuk radio) dan mengembangkan skema pasangan saya sendiri. Dengan isolasi galvanik (untuk memori komputer yang terbakar karena pasokan listrik yang rusak masih segar, dan saya tidak benar-benar tersenyum pada boiler gas di tangan saya sebelum musim dingin). Sirkuit ini sejauh ini dirakit di atas papan tempat memotong roti, tetapi telah membuktikan kinerjanya yang stabil.Blok antarmuka di papan tempat memotong roti
Implementasi: Perangkat Lunak
Pengembangan asli (baik bagian server dan "firmware pengontrol"). Untuk sistem visualisasi data (untuk saat ini) digunakan sistem pemantauan gratis Zabbix , tetapi masih direncanakan untuk membuat aplikasi khusus. Secara umum, perangkat lunak mendukung organisasi modular perangkat keras: apa yang diinstal pada pengontrol akan diservis. Anda memerlukan stasiun cuaca (pasang modul yang sesuai) - dapatkan informasi tentang tekanan atmosfer. Anda perlu mengontrol boiler gas (memasang modul dengan relay atau antarmuka eBus) - Anda dapat mengontrolnya (jika tidak, perhatikan saja situasi di rumah). Anda memiliki saluran Internet Anda sendiri - maka Anda tidak memerlukan modem USB, cukup sambungkan perangkat ke router Anda menggunakan kabel ethernet.Hasil
Pada liburan Tahun Baru, saya dan istri meninggalkan cukup jauh dari rumah kami, tetapi kami memiliki kesempatan untuk memantau kondisinya kapan saja. Dan, jika perlu, ubah parameter iklim mikro (beberapa kali ini harus digunakan dengan perubahan signifikan pada suhu udara eksternal, di bawah -15C). Bagaimanapun, sistem pemanas tidak membeku (meskipun ada gangguan berulang pada pasokan listrik desa), bunga yang tumbuh di rumah tidak membeku, dan kami tidak membakar begitu banyak gas untuk pemanasan. Omong-omong, nilai meter gas dari sudut pandang program dan nyata selama dua bulan operasi bertepatan sepenuhnya, oleh karena itu pembayaran gas dapat diselesaikan tanpa mengunjungi rumah Anda.Tampilan umum perangkat yang berfungsi
(di bawah ini adalah penstabil tegangan untuk boiler gas, Anda dapat mengabaikannya)Bagaimana tampilannya di komputer
Memantau tanpa menghubungkan ke boiler gas
Meskipun ada koneksi yang otonom, dimungkinkan untuk memverifikasi bahwa boiler bekerja sesuai dengan grafik gigi gergaji dari suhu cairan pendingin dalam baterai pemanas. Agak, tapi bagus!Sensor aliran gas (lihat publikasi sebelumnya )
Sejauh ini, semuanya ditampilkan berdasarkan basis akrual, tetapi grafik ini akan diubah menjadi grafik laju aliran gas versus waktu.Stasiun cuaca: suhu di luar.
Nah, menarik bagi saya untuk mengetahui apa yang harus saya kenakan saat meninggalkan rumah.Stasiun cuaca: tekanan atmosfer
Ek meratakannya dan runtuh! Kami akan mengamati untuk saat ini, tetapi mungkin untuk mempercepatnya untuk memprediksi cuaca.Pemantauan dengan kontrol boiler gas
Untuk kontrol saat ini dimungkinkan untuk mengatur suhu target pendingin yang diinginkan (output dan pengembaliannya). Pada grafik, sasaran ditunjukkan oleh garis putus-putus. Menurut mereka, boiler secara independen menentukan algoritma operasi (interval antara menyalakan kompor dan pompa), dengan fokus pada data sensor suhu sendiri.Keandalan dan keamanan
Sistem operasi pada pengontrol kontrol beroperasi dalam mode read-only, sehingga perangkat tidak takut pemadaman listrik yang tidak terduga. Demikian pula, boiler gas dikontrol sedemikian rupa sehingga jika terjadi pelanggaran pada sirkuit kontrol (controller tidak diberi energi, kabel antarmuka dimatikan, atau kabel rusak), boiler secara otomatis beralih ke mode operasi standar dengan kontrol dari konsolnya. Algoritma pertukaran data dioptimalkan untuk "saluran komunikasi yang sangat buruk" (agar perangkat berfungsi, setidaknya "sesekali" menghubungkan melalui EDGE sudah cukup, karena saya pribadi memastikan ketika menginstal controller di penyelesaian Biserovo di wilayah Moskow - tidak ada cakupan Megafon di sana).Saat ini, perangkat mengumpulkan informasi dari sensor dengan frekuensi sekali per menit, dan pertukaran dengan server dilakukan setiap 15 menit. Dalam mode ini, resolusi maksimum pemantauan adalah 1 menit, dan penundaan maksimum yang mungkin terjadi dalam menerima informasi adalah 15 menit. Pada saat yang sama, pasokan lalu lintas harian gratis adalah 15MB dari 20MB yang disediakan sesuai dengan opsi tarif.Jenis kontrol kedua (via SMS) dapat digunakan ketika perlu untuk mendapatkan informasi atau mengubah mode operasi "di sini dan sekarang" (yaitu jika kita tidak ingin menunggu 15 menit sebelum sesi berikutnya dengan server).Rencana masa depan
- « »: , ( « ») / ( , )
- ( , CO, ..)
- (, , )
- - ?
Dan akhirnya, riset pemasaran kecil. Pengembangan di atas dilakukan secara eksklusif "untuk diri saya", tetapi dengan mempertimbangkan minat teman-teman dan tetangga kita, pilihan untuk membuat versi industri dari pengendali semacam itu dipertimbangkan.- Saat ini, perangkat tidak memiliki indikator dan keyboard sendiri untuk kontrol. Manajemen dan pemantauan dimungkinkan melalui Internet (mode utama) dan melalui SMS (mode tambahan). Apakah saya perlu membuat sistem indikasi (tampilan) dan kontrol otonom (tombol), dengan mempertimbangkan fakta bahwa ini akan meningkatkan biaya perangkat keras?
- . , , . 24x7 . - ? , ?
- , : ? , , . , . -, ?
- . 2-3 ?
- , ( ), , ( , -...). .. . , « »?
Source: https://habr.com/ru/post/id389183/
All Articles