Черговий розумний будинок, в трьох частинах. Частина перша, залізна

Хочу розповісти і показати результати проекту, який розвивається приблизно 10 років. Розвивається як хобі, тому буває, що за тиждень робиться новий пристрій, а потім за півроку — не робиться нічого. Я дуже не люблю словосполучення «Розумний будинок», тому далі воно не зустрінеться. Також тут не буде схем, прикладів коду, обплутаних проводами макетних плат та інших нудних речей. Буде багато фото і міркувань на загальні теми.

image

З чого все починалося, або Контролер освітлення
Років 10 тому якось співпало, що я влаштувався на роботу розробником вбудовуваної електроніки і купив собі квартиру. Грошей було мало, квартира була однокімнатною, жив я один. Хотілося чогось такого, що, як я потім дізнався, називалося «Квартира-студія». Розпочалося захоплююче заняття, яке не можна закінчити ремонт. А з чого починає робити ремонт людина, яка паяльник взяв у руки раніше ручки? Правильно, з проводки. Захотілося, що б світло включався з пульта від телевізора. Сказано — зроблено. Потім захотілося, щоб в темний час при відкритті вхідних дверей включався світло в передпокої. Геркон у двері, працює. Потім захотілося, щоб дверний дзвінок можна було відключати. Ок, зробив. Потім захотілося, щоб йдучи вночі в туалет, включалася маленька лампочка. Ок, підключив датчик руху. Ну а раз у мене є ось такий розумний вимикач — не підключити його до комп'ютера? Підключив. Загалом, після приблизно п'яти ітерацій заліза і сотень, якщо не тисяч ітерацій софта — вийшов такий ось контролер освітлення.

image

Що він уміє?
  • 4 каналу освітлення, з плавним регулюванням;
  • Реле дверного дзвінка, або замку;
  • Датчик відкриття дверей, руху, кнопка дзвінка;
  • Приймач ГДР RC-5.


Контролер освітлення та опалення
Наступним етапом став ремонт у санвузлі. А що найголовніше в туалеті і ванній? Освіжувач, книга або планшет. Тепла підлога. І ще є вентилятор, і пара каналів світла. І хочеться, що б вночі відкрити двері і слабке світло сам включався. А потім включався вентилятор на пару хвилин. Так, стоп. 4 виходи. Ага, є контролер освітлення! Трохи його переробив, і в результаті вийшов контролер освітлення та теплої підлоги. Забігаючи вперед — потім він був розділений на два дещо різних логічно пристрою — для опалення та для ванних-балконів-кухонь. У першому підключаються три датчика температури в контурі управління, два просто для вимірювань; наприклад, зовнішньої температури і, наприклад, температури теплоносія. Другий же залишився з одним датчиком температури, зате обзавівся парою датчиків протікання. Ось він на фото:

image

Що він уміє?
  • 2 каналу освітлення, з плавним регулюванням;
  • Вихід для вентилятора;
  • Вихід для підключення нагрівача;
  • Реле керування потужністю обігрівачів(для опалення) або виконавчого механізму захисту від протікання (для санвузлів);
  • Датчик відкриття дверей.


Потім зайнявся балконом. Там теж пара каналів світла, тепла підлога. Другий контролер обзавівся братом.

Контролер електропостачання
Все працювало, все було добре, поки я не поїхав у відпустку… Повернувся — холодильник не працює. Розтин показав вигорілий варистор і запобіжник. Зрозуміло, скачок напруги, добре, що ними двома все і обмежилося. Поміняв, запрацювало. Але біда не приходить одна, через пару тижнів те ж саме сталося і з кондиціонером.
Треба щось робити. Що? Правильно, контролер для захисту електромережі.

image

Що він уміє?
  • Два канали вимірювання напруги, наприклад до і після нормалізатора або безперебійники;
  • Вимірювання струму;
  • Реле відключення споживачів на час перевищення напруги;
  • Вихід на незалежний розчіплювач для повного відключення всього;
  • Настроювані пороги захисту, підрахунок споживаної потужності — миттєвої, за годину, за добу, повною.


Контролер водопостачання та поливу
В цей же час змінив роботу, став більш краще одягатися заробляти, купив машину і накопичив трошки грошей. А що робить міський житель з машиною і деякою сумою вільних грошей? Купує дачу. Я не став винятком. Електрика там було постійне, а от з водою було гірше. Була труба, з якої через день ледве-ледве щось там текло. Задача зрозуміла, потрібна бочка, насосна станція, бойлер. Ну і звичайно ж ще один контролер. На цей раз водопостачання та поливу.

Але тут починається найцікавіше — датчики тиску і рівня води, датчик вологості грунту. Промислові стоять зовсім не гуманно, тому вирішив зробити сам. Рівень води в баці — спочатку спробував ємнісний, не вийшов. І різні датчики, і різні схеми — ніяк. Гаразд, спробую інший принцип, ультразвуковий, благо їх у Китаї багато недорогих. Запрацювало. Заодно туди ж додав датчик вологості і температури.

image

Тиск. Де ще вимірюють тиск рідин? Ага, автомобіль! У мене вибір припав на ГАЗовский датчик тиску масла. За параметрами 0-6 атм, різьблення така ж як і на водопровідних стрілочних манометрах. Були сумніви щодо корозійної стійкості — але роки три вже все працює. Можна заздалегідь міняти, благо коштують вони копійки. Ось він, ліворуч від манометра. Витратомір зробив на основі звичайного лічильника води, приклеївши на крильчатку магніт, а на корпус — датчик Холла.

image

Датчик вологості грунту. Теж зробив ємнісний, але не зрослося, в підсумку просто міряю опір двома щупами. Ну і температура ґрунту, нехай буде.

image

Вийшло якось так (так, зовні вони всі однакові):

image

Що він уміє?
  • Виходи для насосної станції, водонагрівача і клапана набору води в бак;
  • Виносний датчик рівня води в баку, вологості і температури;
  • Виносний датчик вологості і температури грунту;
  • Два датчика тиску, витратомір, контроль автоматики насосної станції;
  • 4 каналу керування клапанами поливу;


Контролер RGB стрічок
Потім вдома захотілося зробити декоративну підсвітку. Купив RGB стрічок, а як керувати? Купувати готове? Не мій метод, робимо контролер внутрішнє освітлення. Ось такий:

image

Що він уміє?
  • 4 ШІМ виходу для світлодіодних стрічок, RGB + білий;
  • і більше нічого.


Шлюз RS485 — Ethernet
Все добре, але RS485… Куди його? Було кілька варіантів, опишу в наступній частині, в підсумку все звелося до ще одного контролера. До нього ж підключив і привід в'їзних воріт.

image

Що він уміє?
  • 4 дискретних і 3 аналогових входи, 2 релейних виходу.
  • Годинник реального часу.
  • І найголовніше — шлюз RS485 — Ethernet.
Підбиваючи підсумки
Хотілося б розповісти про деякі нюанси з моєї точки зору.

Чому RS-485, а не бездротові інтерфейси? Чому не Wi-Fi?
Я не пам'ятаю вже де, але почув таку фразу — там, де можна прокласти мідь, там потрібно прокласти мідь. Як можна помітити, що для впровадження цієї системи треба практично повністю переробляти проводку. Так чому б не прокласти додатково сигнальні дроти? Що краще — не вчасно які сідають батарейки, забитий ефір або стара добра мідь?

Чому не ARM з лінуксом, а древній 8-ми бітний контролер? Як же інтернет речей?
Все просто — принцип розумної достатності. Навіщо використовувати мегабайти пам'яті і лінукс для того що б запалити лампочку? Та й в будь-якому випадку силова частина, вхідні ланцюги та інше будуть такі ж точно.

Чому не сенсорні екрани, кастомні вимикачі, мобільні телефони, планшети, голосове керування?
Я вважаю, що інтерфейси повинні бути единообразны. Прокинувшись вночі попити води, я не хочу розбиратися, яку з 5 кнопок мені натиснути, що б включити світло. Я хочу натиснути на стандартний вимикач, попити води і лягти спати далі. Я не хочу кожному з тих, що надходять, розповідати, що треба зробити, що б у мене вдома включити світло. Одна справа з планшета налаштувати розклад поливу або освітлення, задати межі допустимого напруги для захисту, і зовсім інша — включити світло.

А як же керування через інтернет?
Звичайно, управління через інтернет є. Я можу звідки завгодно робити що завгодно в рамках реалізованого в залозі. Але є одне але — всі контролери повинні бути автономними і виконувати свої базові функції без будь-якої мережі, інтернету та інших серверів. Якщо я забув заплатити за інтернет — я не хочу залишитися без світла. Якщо у мене на дачі погана зв'язок — я хочу просто натиснувши кнопку на контролері — включити насос і бак. А розклад поливу — можна налаштувати і потім.



З залізної частиною на цьому все, до наступної, другої частини, опишу серверну частину. І покажу ще кілька фотографій всього цього в зборі на прикладі пари проектів.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.