Предисловие: «проект Терран».
Дон Кирпич был не молод, по меркам черепахи, но до старости ему было еще далеко. В жизни он видел некоторое дерьмо. Но были радостные моменты. И вот один из таких радостных моментов настал, когда я понял, что наш «болотник» вырос из своего старого жилища и пора бы ему переезжать в новый террариум. Сказано – сделано. Заказали новую «банку», новый внешний фильтр, новые лампы освещения и подогрева. В общем прям пентхаус ему новый построили. А т.к. я, по своей природе, человек ленивый, то в новом террариуме оставлять старые заморочки с включением ламп, фильтра и т.д. тоже не очень хотелось. Ну фиг ли, пусть пентхаус будет умным. Так и был придуман контроллер «Терран». Почему «Терран»? Может потому что террариум, может потому что я в старкрафт переиграл, да просто вот так.
Глава 1 «Чего бы еще повключать?»
Обдумав все свои идеи, и пообщавшись с парочкой аквариумистов, я решил не зацикливаться только на своём конкретном случае, а сделать контроллер «Терран» более или менее универсальным. Так сказать для аквариумов, террариумов и прочих «умов». Ну а раз уж нам надо (как всегда) быстро, то угадайте что я буду использовать? Правильно, Arduino. К слову, не так давно пересмотрел свои позиции относительно неё. Стал немного лучше к ней относиться, с учётом количества реализуемых мной проектов на arduino nano. Ну да ладно, речь не об этом. Так вот концепция, с учётом аппаратных возможностей и наших потребностей такая:
- Включение и отключение трех устройств по суточному таймеру. При чем без привязки к конкретным суткам. Иными словами нужно иметь возможность включить устройство, к примеру в 20:00, а выключить в 19:00 следующего дня.
- Включение и отключение одного устройства по температуре. Опять же, не важно, подогреватель это или охладитель. Вдруг Вам захочется аксолотлей завести? Температуры включения и отключения могут быть любыми.
- Возможность ручного управления.
- Восстановление состояния после сбоя питания.
Глава 2 «Ректальная тонзиллэктомия»
В проекте «TimeLapse контроллер» я использовал довольно удачную (как мне показалось) связку Arduino nano, дисплея от Nokia5110 и энкодера. Почему бы не повторить? Добавим сюда термистор для измерения температуры и четыре реле для управления. Ну а раз эта аппаратная часть у нас уже проверена, то схватим лошадь за хвост начнем с кода. Так интересней:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 |
#include <EEPROM.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_PCD8544.h> #include <RTClib.h> #define ENC_A 2 //А энкодера #define ENC_B 3 //В энкодера #define ENC_BUTTON 4 //кнопка энкодера #define BACKLIGHT 10 //Управление подсветкой #define BUZZER_OUT 13 //Пин подключен к пищалке #define THERMISTORPIN A6 // пин термометра #define TEMPERATURENOMINAL 25 // temp. для номинального сопротивления (практически всегда равна 25 C) #define BCOEFFICIENT 4000 // бета коэффициент термистора (обычно 3000-4000) #define NUMSAMPLES 10 // сколько показаний используем для определения среднего значения #define THERMISTORNOMINAL 10000 // сопротивление при 25 градусах по Цельсию #define SERIESRESISTOR 10000 // сопротивление второго резистора Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(5, 6, 7, 8, 9); //SCLK, DIN, D/C, CS, RST RTC_DS1307 RTC; DateTime now; const int relay[4] = {14, 15, 16, 17}; volatile long newPosition = 0; //переменная валкодера bool tamper = false; //контроль подсветки bool set = false; //Режим установки параметра unsigned int timeCount = 0; //переменная подсветки unsigned int dsp = 50; //контраст дисплея unsigned int choice = 1; //переменная выбора unsigned int settMode = 0; //Режим настройки unsigned long corrTime = 0; //время старта в секундах от начала суток int adjSecond = 0; //переменная подстройки времени int day = 0; //переменная дня подстройки времени int hoursON[3] = {0, 0, 0}; int minutsON[3] = {0, 0, 0}; int hoursOFF[3] = {0, 0, 0}; int minutsOFF[3] = {0, 0, 0}; int tempNTC = -273; //температура int tempON = 0; int tempOFF = 0; //чтение EEPROM long unsigned long EEPROM_ulong_read(int addr) { byte raw[4]; for (byte i = 0; i < 4; i++) raw[i] = EEPROM.read(addr + i); unsigned long &num = (unsigned long&)raw; return num; } //запись EEPROM long void EEPROM_ulong_write(int addr, unsigned long num) { byte raw[4]; (unsigned long&)raw = num; for (byte i = 0; i < 4; i++) EEPROM.update(addr + i, raw[i]); } void EEPROMread() { for (int i; i < 3; i++) { hoursON[i] = EEPROM.read(i); minutsON[i] = EEPROM.read(i + 4); hoursOFF[i] = EEPROM.read(i + 8); minutsOFF[i] = EEPROM.read(i + 12); } tempON = EEPROM_ulong_read(16); tempOFF = EEPROM_ulong_read(20); adjSecond = EEPROM_ulong_read(24); dsp = EEPROM_ulong_read(28); corrTime = EEPROM_ulong_read(32); } void EEPROMwrite() { for (int i; i < 3; i++) { EEPROM.update(i, hoursON[i]); EEPROM.update(i + 4, minutsON[i]); EEPROM.update(i + 8, hoursOFF[i]); EEPROM.update(i + 12, minutsOFF[i]); } EEPROM_ulong_write(16, tempON); EEPROM_ulong_write(20, tempOFF); EEPROM_ulong_write(24, adjSecond); EEPROM_ulong_write(28, dsp); EEPROM_ulong_write(32, corrTime); } void backLight_on() //включение подсветки { timeCount = 0; tamper = true; } void backlightTimer() //автовыключение подсветки { if (tamper) { digitalWrite(BACKLIGHT, HIGH); timeCount++; } if (timeCount >= 300) //подобрать по времени подсветки { digitalWrite(BACKLIGHT, LOW); if (!set)choice = 1; tamper = false; timeCount = 0; } } void NTCloop() { uint8_t i; float average = 0; float steinhart; int samples[NUMSAMPLES]; for (i = 0; i < NUMSAMPLES; i++) samples[i] = analogRead(THERMISTORPIN); // сводим показания в вектор for (i = 0; i < NUMSAMPLES; i++) average += samples[i]; // рассчитываем среднее значение average /= NUMSAMPLES; average = 1023 / average - 1; // конвертируем значение в сопротивление average = SERIESRESISTOR / average; steinhart = average / THERMISTORNOMINAL; // (R/Ro) steinhart = log(steinhart); // ln(R/Ro) steinhart /= BCOEFFICIENT; // 1/B * ln(R/Ro) steinhart += 1.0 / (TEMPERATURENOMINAL + 273.15); // + (1/To) steinhart = 1.0 / steinhart; // инвертируем steinhart -= 273.15; // конвертируем в градусы по Цельсию tempNTC = steinhart; } void LCDloop() //цикл дисплея { unsigned int _choice = choice; bool _set = set; unsigned int SH = 1; if (now.second() & 1) SH = 0; display.clearDisplay(); if (settMode == 0) //основной экран { //отрисивка времени display.setCursor(0, 0); display.setTextColor(WHITE, BLACK); if (now.day() % 32 < 10) display.print ("0"); display.print(now.day(), DEC); display.print("."); if (now.month() % 13 < 10) display.print ("0"); display.print(now.month(), DEC); display.print("."); display.print(now.year() - 2000, DEC); display.print (" "); if (now.hour() % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (now.hour(), DEC); display.print (":"); if (now.minute() % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (now.minute(), DEC); display.setTextColor(BLACK , WHITE); //отрисивка первой строки display.setCursor(3, 12); if (_choice == 2) { display.fillRect(0, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(WHITE, BLACK); } else { display.drawRect(0, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(BLACK, WHITE); } display.print ("1"); display.setCursor(14, 12); if (_choice == 3) { display.fillRect(11, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(WHITE, BLACK); } else { display.drawRect(11, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(BLACK, WHITE); } display.print ("2"); display.setCursor(25, 12); if (_choice == 4) { display.fillRect(22, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(WHITE, BLACK); } else { display.drawRect(22, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(BLACK, WHITE); } display.print ("3"); display.setCursor(36, 12); if (_choice == 5) { display.fillRect(33, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(WHITE, BLACK); } else { display.drawRect(33, 10, 11, 11, BLACK); display.setTextColor(BLACK, WHITE); } display.print ("4"); //отрисивка второй строки display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.setCursor(3, 25); if (digitalRead(relay[0]) == HIGH)display.print ("I"); else display.print ("O"); display.setCursor(14, 25); if (digitalRead(relay[1]) == HIGH)display.print ("I"); else display.print ("O"); display.setCursor(25, 25); if (digitalRead(relay[2]) == HIGH)display.print ("I"); else display.print ("O"); display.setCursor(36, 25); if (digitalRead(relay[3]) == HIGH)display.print ("I"); else display.print ("O"); //отрисивка температуры display.setCursor(48, 15); display.setTextSize(2); display.setTextColor(BLACK , WHITE); if (tempNTC != -273) { display.print (tempNTC); if (tempNTC >= -9)display.print((char)247); } else display.print ("ERR"); display.setTextSize(1); //отрисивка кнопок "time/sett" display.drawRect(0, 38, 38, 10, BLACK); display.drawRect(45, 38, 38, 10, BLACK); display.setCursor(1, 39); if (_choice == 1) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" Auto "); display.setCursor(46, 39); if (_choice == 0) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" Sett "); } if (settMode == 1) //экран автоматики { //отрисивка первой строки display.setCursor(0, 0); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("1: "); if (_choice == 2) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursON[0] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursON[0]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 3) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsON[0] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsON[0]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("-"); if (_choice == 4) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursOFF[0] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursOFF[0]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 5) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsOFF[0] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsOFF[0]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка второй строки display.setCursor(0, 9); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("2: "); if (_choice == 6) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursON[1] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursON[1]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 7) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsON[1] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsON[1]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("-"); if (_choice == 8) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursOFF[1] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursOFF[1]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 9) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsOFF[1] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsOFF[1]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка третьей строки display.setCursor(0, 18); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("3: "); if (_choice == 10) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursON[2] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursON[2]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 11) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsON[2] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsON[2]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("-"); if (_choice == 12) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (hoursOFF[2] % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (hoursOFF[2]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 13) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (minutsOFF[2] % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (minutsOFF[2]); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка четвертой строки display.setCursor(0, 27); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("4: "); if (_choice == 14) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (tempON % 100 < 10) display.print ("0"); display.print (tempON); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print((char)247); display.print ("-"); if (_choice == 15) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (tempOFF % 100 < 10) display.print ("0"); display.print (tempOFF); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print((char)247); //отрисовка температуры display.setCursor(44, 39); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("t "); if (tempNTC != -273) { display.print (tempNTC); display.print((char)247); } else display.print ("error"); } if (settMode == 2) //экран установки { //отрисивка первой строки display.setCursor(0, 0); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print (" DAY: "); if (_choice == 2) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (now.day() % 32 < 10) display.print ("0"); display.print(now.day(), DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("."); if (_choice == 3) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (now.month() % 13 < 10) display.print ("0"); display.print(now.month(), DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print ("."); if (_choice == 4) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } display.print(now.year() - 2000, DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка второй строки display.setCursor(0, 9); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("TIME: "); if (_choice == 5) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (now.hour() % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (now.hour(), DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 6) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (now.minute() % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (now.minute(), DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 7) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (now.second() % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (now.second(), DEC); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка третьей строки display.setCursor(0, 18); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("tADJ: "); if (_choice == 8) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (adjSecond > 0) display.print ("+"); display.print (adjSecond); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" sec"); //отрисивка четвертой строки display.setCursor(0, 27); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("DSPL: "); if (_choice == 9) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } display.print (dsp); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" %"); //отрисовка времени синхронизации unsigned int cHour = corrTime / 3600; unsigned int cMinute = (corrTime - cHour * 3600) / 60; display.setCursor(44, 39); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print((char)230); if (cHour % 24 < 10) display.print ("0"); display.print (cHour); display.print (":"); if (cMinute % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (cMinute); } if (settMode != 0) { //отрисивка кнопки "Back" display.drawRect(0, 38, 38, 10, BLACK); display.setCursor(1, 39); if (_choice == 1) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" Back "); } display.display(); } void doEncoderA() // функция действия вызываемое прерыванием { if (digitalRead(ENC_A) == digitalRead(ENC_B)) newPosition++; else newPosition--; } void encoderLoop() //цикл обработки енкодера { static volatile long oldPosition; unsigned long curPosition = newPosition; if (curPosition != oldPosition) { backLight_on(); tone(BUZZER_OUT, 4500, 10); if (settMode == 0) { choice = constrain(choice, 0, 5); if (curPosition > oldPosition) { if (choice < 5)choice++; else choice = 0; } if (curPosition < oldPosition) { if (choice > 0)choice--; else choice = 5; } } if (settMode == 1) //настройки автоматизации { choice = constrain(choice, 1, 15); if (curPosition > oldPosition) // прибавляем переменные { if (set) { if (choice == 2)hoursON[0]++; if (choice == 3)minutsON[0]++; if (choice == 4)hoursOFF[0]++; if (choice == 5)minutsOFF[0]++; if (choice == 6)hoursON[1]++; if (choice == 7)minutsON[1]++; if (choice == 8)hoursOFF[1]++; if (choice == 9)minutsOFF[1]++; if (choice == 10)hoursON[2]++; if (choice == 11)minutsON[2]++; if (choice == 12)hoursOFF[2]++; if (choice == 13)minutsOFF[2]++; if (choice == 14)tempON++; if (choice == 15)tempOFF++; for (int i = 0; i < 3; i++) { if (hoursON[i] > 23) hoursON[i] = 0; if (hoursOFF[i] > 23) hoursOFF[i] = 0; if (minutsON[i] > 59) minutsON[i] = 0; if (minutsOFF[i] > 59) minutsOFF[i] = 0; } if (tempON > 99) tempON = 0; if (tempOFF > 99) tempOFF = 0; } else { if (choice < 15)choice++; else choice = 1; } } if (curPosition < oldPosition) //уменьшаем переменные { if (set) { if (choice == 2)hoursON[0]--; if (choice == 3)minutsON[0]--; if (choice == 4)hoursOFF[0]--; if (choice == 5)minutsOFF[0]--; if (choice == 6)hoursON[1]--; if (choice == 7)minutsON[1]--; if (choice == 8)hoursOFF[1]--; if (choice == 9)minutsOFF[1]--; if (choice == 10)hoursON[2]--; if (choice == 11)minutsON[2]--; if (choice == 12)hoursOFF[2]--; if (choice == 13)minutsOFF[2]--; if (choice == 14)tempON--; if (choice == 15)tempOFF--; for (int i = 0; i < 3; i++) { if (hoursON[i] < 0) hoursON[i] = 23; if (hoursOFF[i] < 0) hoursOFF[i] = 23; if (minutsON[i] < 0) minutsON[i] = 59; if (minutsOFF[i] < 0) minutsOFF[i] = 59; } if (tempON < 0) tempON = 99; if (tempOFF < 0) tempOFF = 99; } else { if (choice > 1)choice--; else choice = 15; } } } if (settMode == 2) //настройки устройства { dsp = constrain(dsp, 1, 100); choice = constrain(choice, 1, 9); if (curPosition > oldPosition) // прибавляем переменные { if (set) { if (choice == 2)RTC.adjust(now + TimeSpan(1, 0, 0, 0)); if (choice == 3)RTC.adjust(now + TimeSpan(30, 0, 0, 0)); if (choice == 4)RTC.adjust(now + TimeSpan(365, 0, 0, 0)); if (choice == 5)RTC.adjust(now + TimeSpan(0, 1, 0, 0)); if (choice == 6)RTC.adjust(now + TimeSpan(0, 0, 1, 0)); if (choice == 7)RTC.adjust(now + TimeSpan(0, 0, 0, 1)); if (choice == 8)adjSecond++; if (choice == 9) { dsp++; display.setContrast(dsp); } } else { if (choice < 9)choice++; else choice = 1; } } if (curPosition < oldPosition) //уменьшаем переменные { if (set) { if (choice == 2)RTC.adjust(now - TimeSpan(1, 0, 0, 0)); if (choice == 3)RTC.adjust(now - TimeSpan(30, 0, 0, 0)); if (choice == 4)RTC.adjust(now - TimeSpan(365, 0, 0, 0)); if (choice == 5)RTC.adjust(now - TimeSpan(0, 1, 0, 0)); if (choice == 6)RTC.adjust(now - TimeSpan(0, 0, 1, 0)); if (choice == 7)RTC.adjust(now - TimeSpan(0, 0, 0, 1)); if (choice == 8)adjSecond--; if (choice == 9) { dsp--; display.setContrast(dsp); } } else { if (choice > 1)choice--; else choice = 9; } } if (curPosition != oldPosition && set && choice >= 6 && choice <= 7) corrTime = now.hour() * 60L * 60L + now.minute() * 60L + now.second(); //запоминаем время в секундах } } oldPosition = curPosition; } unsigned int duratation(byte button) //получаем время до отпускания кнопки { unsigned int result = 0; while (digitalRead(button) == LOW) { delay(80); if (digitalRead(button) == LOW) result += 100; if (result > 1100) return 1100; //таймаут нажатия } return result; } void buttonLoop() //цикл кнопки { if (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) { backLight_on(); unsigned int duration = duratation(ENC_BUTTON); if (duration > 1000) //длинное нажатие { tone(BUZZER_OUT, 4500, 200); EEPROMwrite(); LCDloop(); while (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) delay(1); //ждём пока отпустят кнопку } else if (duration > 10) //короткое нажатие { tone(BUZZER_OUT, 4500, 20); buttonClick(); while (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) delay(1); //ждём пока отпустят кнопку } } } void buttonClick() //обработка режима кнопки и перехода по настройкам { if (settMode == 0) { if (choice == 0) { settMode = 2; choice = 1; return; } if (choice == 1) { settMode = 1; return; } else if (choice == 2 || choice == 3 || choice == 4 || choice == 5) { digitalWrite(relay[choice - 2], !digitalRead(relay[choice - 2])); return; } } else { if (choice == 1) { settMode = 0; return; } else { set = !set; return; } } } void mainLoop() //основной цикл работы { bool disable[4] = {false, false, false, false}; for (int i = 0; i < 3; i++) { if (hoursON[i] == hoursOFF[i] && minutsON[i] == minutsOFF[i])disable[i] = true; if (now.hour() == hoursON[i] && now.minute() == minutsON[i] && now.second() == 0 && !disable[i])digitalWrite(relay[i], HIGH); else if (now.hour() == hoursOFF[i] && now.minute() == minutsOFF[i] && now.second() == 0 && !disable[i])digitalWrite(relay[i], LOW); } if (tempON == tempOFF) disable[3] = true; if (tempNTC == tempON && !disable[3]) digitalWrite(relay[3], HIGH); else if (tempNTC == tempOFF && !disable[3]) digitalWrite(relay[3], LOW); } void autoCorrection() //коррекция времени раз в сутки { unsigned long ref = now.hour() * 60L * 60L + now.minute() * 60L + now.second(); //опорное время в секундах if (ref == corrTime && day != now.day()) { day = now.day(); RTC.adjust(now + TimeSpan(0, 0, 0, adjSecond)); } } void logo() //логотип + версия { display.clearDisplay(); display.setCursor(7, 7); display.setTextSize(2); display.print("TeRRaN"); display.setCursor(28, 36); display.setTextSize(1); display.print("v_1.0"); display.display(); delay(1500); } void initOn() //инициализация (восстановление после отключения) { NTCloop(); now = RTC.now(); unsigned long ref = now.hour() * 60L + now.minute(); //опорное время в минутах for (int i = 0; i < 3; i++) { long ON = hoursON[i] * 60L + minutsON[i]; //время включения в минутах long OFF = hoursOFF[i] * 60L + minutsOFF[i]; //время выключения в минутах if (ON - OFF < 0) if (ON <= ref && OFF > ref)digitalWrite(relay[i], HIGH); if (ON - OFF > 0) if (ON <= ref && OFF < ref)digitalWrite(relay[i], HIGH); } if (tempON - tempOFF < 0) if (tempNTC <= tempON && tempNTC < tempOFF) digitalWrite(relay[3], HIGH); if (tempON - tempOFF > 0) if (tempNTC >= tempON && tempNTC > tempOFF) digitalWrite(relay[3], HIGH); } void defaultSett() //сброс настроек в начальные { EEPROMwrite(); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); } void setup() { pinMode(BUZZER_OUT, OUTPUT); pinMode(BACKLIGHT, OUTPUT); pinMode(ENC_A, INPUT_PULLUP); pinMode(ENC_B, INPUT_PULLUP); pinMode(ENC_BUTTON, INPUT_PULLUP); pinMode(THERMISTORPIN, INPUT_PULLUP); for (int i = 0; i < 4; i++) pinMode(relay[i], OUTPUT); attachInterrupt(0, doEncoderA, RISING); if (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) defaultSett(); EEPROMread(); RTC.begin(); display.begin(); display.setContrast(dsp); logo(); //показываем логотип и ждем секунду initOn(); } void loop() { now = RTC.now(); //основное время if (settMode == 0) { mainLoop(); if (adjSecond != 0)autoCorrection(); } if (now.second() & 1) NTCloop(); encoderLoop(); LCDloop(); buttonLoop(); backlightTimer(); } |
Это версия 1.0. Последующие версии буду просто выкладывать в архив с исходниками.
Немного пояснений:
- Функцию обработки температуры я честно скопипастил с какого-то примера из интернетов.
- Основная функция цикла нарукожоплена написана таким образом, что бы можно было устанавливать любое время включения и выключения и любые температуры. Положительная разница между ними или отрицательная – не имеет значения.
- Функция initOn() восстановление после отключения, служит для расчета времени и температур при включении устройства. Благодаря ней не нужно записывать каждый раз состояния в EEPROM. А это существенно продлит жизнь нашей ардуинке.
- Функция autoCorrection() раз в сутки (начиная от последней настройки времени) компенсирует неточность часов, прибавляя заданное число секунд.
Про последнюю фичу нужно вообще сказать отдельно. Эта функция родилась в процессе отладки устройства, т.к. часы на базе DS1307 вообще не отличаются сильной точностью хода, а ставить GPS приёмник, например, это уже дичайший перебор. В моём случае часы убегали вперед на 5-6 секунд в сутки. Но из профильных форумов читал, что бывают и случаи по 15-20 секунд на сутки. Данная функция позволила сократить разбег часов до 4х секунд в неделю. Что, как я думаю, достойный результат. Вообще, как я понял из собственного опыта, самое сложное в микроконтроллерном программировании, это работа со временем. Оказалось, что это очень тонкая материя – рулить переменной, от которой отталкивается всё, в том числе и сам “руль”. Это как стоять на доске и пытаться её же поднять! А штука в том, что в программировании это ВОЗМОЖНО! И так как я не программист, я много времени провел в интернете, в поисках примера. Десятки форумов проговаривали фразу «программная коррекция», но ни один так и не дал пример. То ли теоретиков слишком много, то ли все считали, что это настолько элементарно, что и пример кода не нужен. В общем пришлось писать самому. А мне, как НЕ программисту, это далось ни разу не просто.
Так или иначе запустил всё это на симуляторе Proteus и (с чего бы это???) всё заработало. Если кто-то захочет поиграться, положу файл Proteus’а в архив с исходниками.
После небольших телодвижений напильником по коду, я накидал схему:
Тут всё по традиции, никакого изврата. Ну разве что подключение пьезоизлучателя через ULN2003, но это просто оптимизация. Был лишний транзистор в сборке, почему бы и не использовать? Так же все порты подключены через резисторы, что бы ограничить ток на случай выхода чего либо из строя. Думаю, как подключать реле к розеткам 220в, объяснять не нужно. А если нужно, то Вам явно не стоит затеваться с повторением этого контроллера.
После решил собрать всё на макете и проверить в железе, перед тем как удариться во все тяжкие делать печатную плату.
Знаю, выглядит ужасно. Но мы тут не ядерный синтез запускаем. Главное – работает!
Глава 3 «Снова практикуем ардусатанизм»
приступаем к печатной плате:
Для экономии места расположил часы вертикально. И да! Снова выворачиваем «нанку на изнанку». Отдельный стабилизатор 7805 поставил, что бы не греть встроенный в ардуину. Ну не доверяю я им, хрупкие они на мой взгляд. Это моя «шиза» и нечего с неё смеяться. А вообще, можно использовать и встроенный. Кто как любит. Всё проверил, травлю, лужу, паяю, лаком покрываю:
Вот над вопросом «И куда вот это вот всё засунуть?» я думал долго. Корпус хотелось не большой, но с розетками на 220в, что, оказалось, две несовместимые «хотелки». На моё счастье нашелся дохлый ИБП с нужным корпусом типа вот такого:
Ну что же, не очень компактно, но неплохо. Четыре розетки я использовал для своих целей, а остальные четыре просто запитал напрямую. Вынул всё лишнее, отпилил всё ненужное, поставил внутрь всё нужное:
Маленькая белая коробочка справа – блок питания на 12в 500мА. Куплен в местном радиодетальном магазине. Собрал:
Рекомендация по сборке всего лишь одна:
Т.к. мы тут имеем дело с напряжением 220в, четко понимайте и перепроверяйте всё что вы делаете. Тут Вам не шутки. Обязательно озаботьтесь предохранителями и прочими средствами защиты. Пожары и жертвы никому не нужны.
Глава 4 «Как это работает?»
Прошивка 1.0
И так, в итоге у нас управление энкодером, и три варианта экрана. Главный экран включает в себя:
- Дата и время
- Кнопки с номерами розеток, для ручного управления
- Под ними индикаторы “O” или “I”. Показывают включена или выключена розетка
- Справа температура на датчике. Обновляется каждую нечётную секунду
- Снизу кнопки “Auto” – для входа в меню установок автоматизации, и “Sett” – для настройки самого устройства.
Экран установок автоматизации:
- Четыре строки с номером розетки. Напротив каждого номера время включения, время выключения. На четвертой розетке соответственно температуры включения и выключения.
- Кнопка возврата в главный экран
- Текущая температура. Для удобства установки последнего реле
Экран настройки:
- “DAY” – установка даты
- “TIME” – установка времени
- “tADJ” – количество секунд, прибавляемое каждые сутки, для автоматической корректировки часов
- “DSPL” – уровень контраста дисплея
- Кнопка возврата в главный экран
- “τ” время следующей автоматической корректировки часов
Первый запуск контроллера «Терран», настоятельно рекомендую проводить с зажатой кнопкой енкодера. Это сбросит настройки на начальные и пропишет их в память EEPROM. Так же при первом запуске велика вероятность, что модуль часов не инициирован и Вы увидите вместо даты и времени «00». Это нормально, нужно зайти в настройки и как только Вы начнёте задавать дату или время – часы начнут отсчёт. Рекомендую начать установку от года к дням. Так же, именно с момента установки времени, будут отсчитываться 24 часа для периодической корректировки времени. Далее рекомендую выставить точное время и проверить через 24 часа на сколько и в какую сторону убегает Ваш экземпляр часов. Установить это время в параметре tADJ. Например, в моём случае, часы спешили на 5 сек. Соответственно в параметре tADJ я указал -5 сек, скорректировал часы по серверу точного времени и сохранил EEPROM.
Основной цикл автоматизации и автокоррекция не работают пока Вы находитесь на одном из экранов настройки. Если Вы что-то меняли в настройках или в установках автоматизации – нажмите и подержите кнопку енкодера на главном экране до звукового сигнала. Это сохранит изменения в EEPROM память контроллера (включая последнее время корректировки времени). Если этого не сделать, то после выключения питания настройки вернутся на предыдущие.
Прошивка 1.1
- третья розетка работает по таймеру, а не по времени как первая и вторая. Т.е. в настройке автоматизации указывается не время, а продолжительность включенного состояния (работы) и продолжительность выключенного состояния (простоя).
- внесены некоторые оптимизирующие правки. Размер занимаемой памяти стал меньше, изменена работа с EEPROM.
- поправлены мелкие недочеты в коде.
Прошивка 1.2
- глобально переработан цикл дисплея
- количество таймеров выросло с четырех до восьми (6 по времени и 2 по температуре). Все розетки отвязаны от таймеров. Любой таймер можно назначить на любую розетку и можно их смешивать.
- исправлены ошибки в основном цикле и цикле инициализации
- исправлена стабильность работы енкодера
- размер занимаемой памяти сократился на 5-7%.
инструкция по эксплуатации версии 1.2
Заключение
Данный прототип я собирал пару дней, а вот отлаживал почти месяц. И прошивка Террана продолжает “вылизываться” по сей день. Тем не менее, устройство стабильно работает и имеет право на жизнь. Главное что дон Кирпич доволен и улыбается. И не маловажная часть прототипирования – экономическое обоснование. Ну так вот: цена всех запчастей на момент публикации составила примерно 1300р + корпус. Если все эти пироги покупать не в местном магазине, а заказать в Китае, выйдет еще дешевле. А вот три розетки с таймером и один термостат в заводском исполнении, по цене обошлись бы примерно в два-три раза дороже. В общем, пользуйся своими мозгами правильно, дорогой читатель.
Круто!
Но это дело не для средних умов.
Честно говоря, я считаю, что собрать нормальный аквариум, например, местами сложней. Это же нужно целую экосистему создать, кучу мелочей продумать. Так что если человек способен на создание подобного, то и этот контроллер будет для него выполнимой задачей. Может не простой, но выполнимой 🙂
Классно получилось! основательно, даже с шпротеусом) Теперь черепахен вообще людей перестанет видеть, всё завтоматизировал)
Репозитарий на github не надумал завести? чтобы обновления прошивок вести.
ой, ниии. я пока не дорос до хаба. А черепах только рад, что его не трогают. Он только жрачку когда чуит – активизируется))
Мне известно что uln2003 – это транзисторы Дарлингтона дающие на выходе или обрыв или землю.
Поэтому пищалка подключенная к земле работать не будет.
Её надо на питание подключать , как релюшки.
Спасибо, что заметили ошибку. На самом деле в PCB пищалка подключена правильно, к +5V. Ошибка закралась только в схему. Я сейчас же её исправлю.
Нашёл ссылку на Ваш блог на форуме aquakmv.com. Сначала собрал описанный там контроллер (без световых эффектов – закатов, восходов и прочих лун, считаю это лишним) – много таймеров, а температурное реле только для вентилятора, что не очень меня устраивало.
Увидел Ваш и загорелся сделать. Считаю, он выгодно отличается от первого.Пока разбираюсь, собрал без релюх и транзисторов.
Единственное, пришлось подправить код – у меня автоподсветка работала “наоборот” , т.е. постоянно, а когда действуешь энкодером, гасла. Но это мелочь, вероятно, дисплей не такой как у Вас.
Возник вопрос : как можно откалибровать датчик температуры? Только подбором R1 или можно программно?
И как подключить датчик ds 3231 вместо терморезистора ? Я совсем чайник в этих делах…
Здравствуйте.
Про калибровку: обычно точность +/- 1 градус, что вполне достаточно. Если сильно врёт, то можно не мудрить и в строке tempNTC = steinhart; добавить или отнять нужную величину. Но я бы лучше подобрал резистор. Так идеологически правильней, я считаю.
ds3231 – это часы реального времени. Кстати более точные чем ds1307 и полностью совместимые с данным проектом. Я бы рекомендовал ставить именно их. Если же вы имели в виду датчик ds18b20, то примеров в интернете полно (первая ссылка в гугле https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/arduino-ds18b20/), но я не просто так отказался от него в пользу терморезистора. Дело в том, что датчики эти (может мне только подделки китайские попадались?) часто возвращают ошибочные значения, а написать правильную программную обработку мне не хватило желания. Кода больше, толку меньше.
P.S. про дисплей Вы правы. Бывают с управлением по 1 а бывают по 0.
Спасибо за быстрый ответ. Конечно, я имел в виду ds18b20, а часы применил ds3231, перепутал. И все-таки точности термометра на термисторе недостаточно для аквариума , особенно при разведении.
Погуглил термисторы, датчики LM35… Только ds18b20 дает необходимую точность (0.5оС, 0.25оС, 0.125оС или 0.0625оС ) . Попробую разобраться, как подключить. Всё когда-нибудь приходится делать впервые, может, программистом на старости лет стану!
Ещё вопрос. Если Вы пробовали подключать ds18b20, не могли бы скинуть код для образца. Просто кроме кода для подключения придётся как-то выводить на дисплей, что-то удалять из основного кода… Боюсь, сразу не осилю.
Хм… Эту часть кода я пробовал, но не сильно помню куда всё это делось.
Я поищу, что у меня было. Если будет время, подкину код в симулятое, посмотрим что получится.
Для связи можете писать мне на support@unicaster.ru может так побыстрей будет.
Хочу поблагодарить автора за оказанную мне помощь в изготовлении и настройке этого проекта! Рыбки балдеют!
Также, благодаря ему, я занялся ардуинкой, проектами на ней. Если ранее я тупо собирал схемы и скачивал скетчи, теперь я и сам что-то научился делать.
Могу похвастать своим первым проектом – кризером для кожевенного дела! Работает, как надо (согласно выданному мне ТЗ)!
Продолжаю самообразование!
Это приятно. Рад, что оказался полезен 🙂
Здравствуйте. Заинтересовался вашим проектом . Подскажите пожалуйста что за компонент в схеме R17, а также на печатной плате контакты NTC.
R17 (NTC контакты для подключения его же)- это терморезистор. Именно он измеряет температуру на которую опираются два последних задания в автоматике.
Здравствуйте. Скажите пожалуйста, вот такой энкодер подойдет (https://3drob.ru/datchiki_i_sensory/datchiki_vibracii_ugla_naklona/datchik_vrasheniya_enkoder_ky_040?yclid=5987090866234774511&utm_source=yandex&utm_medium=cpc&utm_campaign=tovarnaya_kampaniya) в вашу схему или придется также как и вы конденсаторами обвязку делать? Заранее спасибо
Вы знаете, нужно пробовать. У меня без конденсаторов дребезг страшный.