Автоматизация теплицы
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 11/02/2016 - 16:40
Добрый день. Довно думаю в направлении автоматизации теплицы, и тут все-таки решил попробовать сделать. Знания в схемотехнике весьма средние, но судя по всему достаточные (после просмотра нескольких десятков роликов по теме). Программная часть в первом приближении тоже не вызывает вопросов. Я постарался описать своё видение того, что я хотел бы соорудить и буду очень признателен за Ваше экспертное мнение о том, где я сильно ошибаюсь, или что лучше сделать принципиально иначе. Спасибо.
- Вся информация с датчиков сливается на *nix-сервер. На нем установлены: MySQL, Apache. Данные принимаются/передаются от теплицы через ZigBee. Необходимое оборудование: mini BTBee Bluetooth Bee USB to Serial port Xbee Adapter Module, XBee Pro S2 module. Со стороны сервера фактически обмен будет осуществляться через СОМ-порт. Расстояние до теплицы до 500м. Вопросы: Можно ли этим модулем связываться с несколькими теплицами одновременно (поочередно)? На этапе разработки/тестирования ПО модуль можно заменить на Bluetooth Bee module HC-05. С точки зрения разработки ничего не поменяется. Также все настройки системы тоже храним на сервере. При запуске/перезапуске контроллеров все значения ключевых параметров грузим с сервера. Интерфейс пользователя - отдельный вопрос.
- Освещение. График включения/ выключения освещения загружаем с сервера (или даже команду на включение и выключение - подумать как лучше). На Arduino (одном из) ставим датчик света, и записываем в БД его значения. При достижении порога - включаем свет. Отключение делаем в определенное время или по достижению нормального уровня освещенности. Оборудование: Arduino Mega #1, Bluetooth Shield V03 Module Wireless Control For Arduino XBee ZigBee TE232+(PIN0,1), XBee Pro S2 module, Solid State Relay Controller 3-32V DC 24-380V AC (на PIN22), фоторезистор (PIN A0) или люксметр? Что лучше, какой люксметр посоветуете?
-
Полив.
- Зонированный полив. На каждую зону полива (6шт) устанавливаем датчик влажности (расстояние от дальнего датчика 12м). Показания с них сливаем на сервер. На каждую зону полива ставим электромагнитный клапан нормально-закрытый (надо разобраться в них). Клапаны подключаем через твердотельные реле. Также включаем центральный центробежный насос. На ёмкости с водой в нижней части ставим геркон, чтобы отключить полив в случае её опустошения. Отчеты о поливе сливаем на сервер. Оборудование: D1U# Soil Hygrometer Humidity Detection Module Moisture Water Sensor (PIN A1-A6), электромагнитные клапаны на зоны полива через каскадирумые сдвиговые регистры 74HC595??? (SPI PIN 52, 53), Герконы на ёмкости (PIN 50, 51?), твердотельные реле 7шт на клапаны и насос. Ещё момент: расстояние до ёмкости 20м! И ещё вопрос: не стоит ли уровень воды проверять ультразвуковым датчиком?
-
- Водоподготовка. Есть ёмкости для воды из которых осуществляется полив (1шт на теплицу -предположительно). Надо знать уровень воды, и, при необходимости её пополнить после окончания цикла полива. В верхней части ставим геркон для определения полного заполнения ёмкости. В ёмкости устанавливаем датчик температуры. Если за ХХ часов до планируемого полива температура не достаточная, включаем подогрев. Оборудование: датчик температуры, реле на клапан наполнения ёмкости (PIN 52, 53), реле на нагреватель волы (PIN 52, 53). Вопрос. Есть ли возможность группировать кучу датчиков на один-два пина? Как?
- Вентиляция. Ставим датчик температуры/влажности внутри и на улице. Данные сливаем на сервер. По команде с сервера включаем вентилятор. Оборудование: DHT22 2 шт (PIN 48, 49), реле на вентилятор (PIN 52, 53).
- Контроль доступа. На оба входа ставим сканеры RFID. Данные карты передаём на сервер и ждём команду на открытие двери. Оборудование: RFID RC522 2 шт (PIN 16, 17, 18, 19), реле на замок (PIN 26, 27), светодиоды об отказе входа (PIN 28, 29).
Как общее ТЗ неплохо. Как алгоритм работы - грубыми мазками - нужна детализация.
Ну и опять же - если это формальное ТЗ - то нафиг тут пины прописывать. Если ТРП/алгоритм - то описание не тянет на это.
В общем разделить мух и котлеты.
удаленые вх\вых все же лучше по проводам....надежнее...20м не миля
Это именно грубое ТЗ большими мазками. Про ПИНы писал больше для себя, чтобы понять сколько их потребуется и хватит ли на все интерфейсов. В процессе написания понял, что UNO не хватает и заменил на МЕГА. Там пинов хватает даже без сдвигового регистра.
Про удаленные датчики. Не будет ли проблем с затуханием сигналов при таких длинах? Правильно ли я понимаю, что использовать кабель STP 5 категории приемлемо? Я тут ещё подумал насчёт подключения дальних датчиков через ESP8266 (как мысль).
Относительно твердотельных реле: можно ли напрямую подключать к пинам в планирует их срабатывания и нагрузки на плату? Или потребуется через транзисторы? В плане того, что их будет много сразу.
Аналоговые датчики влажности грунта. Расстояние до Ардуины будет около 12м. Это нормально? Кабель пока предполагаю экранированную витушку.
Герконы на линии в 20м. Это нормально? С учётом того, что это все по сути под открытым небом, предполагаю, что можно будет что-сполить. Особенно во время гроз. Но это именно мысли вслух. На этой же линии (в плане в расстояния) будет датчик температуры. Лучше ставить аналоговый или цифровой?
RFID-читалки вешаются на UART. Правильно ли я понимаю, что на МЕГЕ их 4 шт? И проблем с подключением не будет (канал 0 будет точно занят под ZigBee).
Я сейчас хотел бы понять что что мне вообще принципиально надо заказать, чтобы потом не искать каждую мелочь и лишнего железа в больших объемах тоже не надо... И так некуда все складывать... :)
Спасибо.
Конечно хозяин - барин, но на хрена теплице сервер? Все ваши алгоритмы и МК прямо внутри обработает ничуть не хуже. И контроль доступа умилителен, у вас стены с крышей из бронестекла будут?
Относительно сервера. Во-первых, он есть. Во-вторых, часть информации мне точно нужна там (как минимум температура, влажность). И самое главное - я хотел сделать ко всему этому хозяйству нормальную web-морду, чтобы все было видно и управлялось.
Помимо этого теплица экспериментальная. Я в прошлом году извёл кучу бумаги и времени, чтобы записать когда и что делал. А потом осенью пробовал проанализировать сделанное. Если бы все сливалось в БД было бы все значительно проще и прозрачней. На этот сезон один из вопросов в том, как влияет дополнительная подсветка на урожай. Я в том числе предполагаю сделать несколько зон с разными режимами освещения, чтобы этот вопрос решить. Аналогичные вопросы с режимами полива, вентиляции и т.п. Статистика - самое ценное.
Относительно контроля доступа. Тут, безусловно, вопрос не в том, что какой-то доктор зло украдёт тяпку. Мысль была в том, чтобы знать кто и когда был. В теплице это не так сильно важно, особенно, если все будет автоматизировано. А вот в овчарне летом уже был готов поехать и купить готовое решение, чтобы знать когда и кто был (кормили или нет, гуляли или нет). Но эти мысли (там их немного больше) я пока отодвинул в сторону. Сейчас важнее справиться с теплицей. Тем более, что уже вторая теплица на подходе и рассада начинает пробиваться:)
Может кто-нить по существу что-нибудь написал бы?
По таким хотелкам здесь ничего не помню. Делали много, но в виде обычного контроллера, без внешних приблуд.
ZigBee ненннада, дорого. ESP8266 наше всё ;)
З.Ы. Сам сейчас разрабатываю контроллер теплицы, реализовано уже многое из того, что вы описали.
Это именно грубое ТЗ большими мазками. Про ПИНы писал больше для себя, чтобы понять сколько их потребуется и хватит ли на все интерфейсов. В процессе написания понял, что UNO не хватает и заменил на МЕГА. Там пинов хватает даже без сдвигового регистра.
По своему небольшому опыту скажу - начни с малого. Смысла заказывать все "нужные" на этапе даже не проектирования а просто "продумывания" ТЗ нет никакого - все равно по мере прорисовки и особенно начала реализации очень сильно все изменится.
Поэтому я бы:
- прописал на бумаге более-менее внятное ТЗ.
- взял по 1 штуке предполагаемых железок.
- сваял макет в минимальной конфигурации и прогнал в тесте.
- провел натурные испытания в минимальной конфигурации.
- понял ошибки ТЗ.
- понял по факту что нужно убрать а что добавить.
- проверил работу с проводами/падением напруги и тп.
- заказл партию железок понимаю куда и зачем их ставить.
- допилил скетч до нужного уровня.
Кроме того - не стоит сразу писАть ГЛОБАЛЬНУЮ прогу. Лучше сначала по одному подключать отдельные модули и отработать работу с ними. Когда понятно что и как работает по отдельности - потом проще собрать из готовых "кубиков" нужный "домик".
Это мое личное мнение не претендующее на единственно правильное решение ;)
Это мое личное мнение не претендующее на единственно правильное решение ;)
Поддержу++++
ZigBee ненннада, дорого. ESP8266 наше всё ;)
З.Ы. Сам сейчас разрабатываю контроллер теплицы, реализовано уже многое из того, что вы описали.
Да, я уже тоже понял, что надо на 8266 связь делать.
Если энтузиазма не хватит своими руками что-то сделать - встану в очередь за покупкой готового... :)
По своему небольшому опыту скажу - начни с малого. Смысла заказывать все "нужные" на этапе даже не проектирования а просто "продумывания" ТЗ нет никакого - все равно по мере прорисовки и особенно начала реализации очень сильно все изменится...
Да. Я вчера тоже к такому выводу пришёл. И даже заказал всего разного по 1-2шт. Теперь месяц утомительного ожидания... :) Пойду писать теперь ТЗ человеческое.
З.Ы. Сам сейчас разрабатываю контроллер теплицы, реализовано уже многое из того, что вы описали.
А какие клапаны предполагаете использовать для воды? Я, почему-то, изначально думал с катушкой 220v, потом понял, что это не самая хорошая идея вообще в теплицу 220 тянуть. А вчера на АЛИ посмотрел - и не могу сказать, что какой-то вариант понравился. Корпуса все открытые, контакты голые. Ну ни разу не IP68 :)
И, кстати, ещё интересно какие капельные распылители предполагаете использовать. Я в прошлом году купил "Micro Flow Dripper Head Drip" и вкрутил их в резиновый шланг, проложенный по грядке. В целом доволен (особенно ценой), но это как-то выглядит по колхозному.
И ещё вопрос фильтрации воды совсем не изучал. Если есть какие-нибудь мысли на этот счёт тоже очень интересно.
И, кстати, ещё интересно какие капельные распылители предполагаете использовать. Я в прошлом году купил "Micro Flow Dripper Head Drip" и вкрутил их в резиновый шланг, проложенный по грядке. В целом доволен (особенно ценой), но это как-то выглядит по колхозному.
И ещё вопрос фильтрации воды совсем не изучал. Если есть какие-нибудь мысли на этот счёт тоже очень интересно.
Если сохранилась, ссылочку на распылители.
Для фильтрации (капельные поилки птиц) использую обычный косой фильтр, хватает и чистить удобно. Емкость хоть и с крышкой, все равно дряни набирается.
А в поиске на Ali надо указать "Micro Flow Dripper Head Drip". Я специально сразу проверил перед тем как написать. И вот как это выглядело в теплице... Но надо учитывать, что у них очень приличный расход воды. У меня грядка 12м. Я сделал одну зону на грядку, но давления не хватило (труба 3/4, давление 6,0 АТМ). Пришлось разбивать зону пополам.
"Micro Flow Dripper Head Drip" ... они же позиционируются как регулируемые по расходу?
" ....но давления не хватило (труба 3/4, давление 6,0 АТМ)" хм...предполагая, что будет самотек и давление порядка 0,2атм, как-то совсем непонятно, что тут делать.