Парник-2019: продолжение следует

У меня есть дурацкая привычка доводить до конца однажды начатое дело. Почему дурацкая, спросите вы? А потому, что в моём случае это самое желание довести дело до конца может проявляться в совершенно непредсказуемый момент времени. Иногда через год или два после того как я бросил этот проект. Уже и думать забыл про него, ан нет! Вдруг появляется то самое чувство незавершенности и начинает зудеть как расчёсанная реакция Манту.

Проект «Парник» начался в 2016 году как естественная ответная реакция организма на принуждение его к физическому труду. Проще говоря — надо было заставить автоматику делать то, что мне самому было делать лень. А именно:

  • открывать и закрывать форточки в парнике при достижении определенных пороговых температур воздуха внутри;
  • поливать находящиеся там растения из промежуточного резервуара (бочки);
  • следить за уровнем воды в бочке, при опустошении бочки — сигнализировать;
  • уметь делать всё вышеперечисленное по команде, поступившей дистанционно (через СМС).

Кроме того, неплохо было бы получать от устройства данные по температуре/влажности воздуха и накапливать их для анализа. Например, для определения эффективности управления. Для этого нужно где-то построить график температуры (хотя бы за день). Значит надо уметь передавать данные в это самое «где-то», то есть требуется какой-то информационный обмен и соответствующий сервер, который будет накапливать информацию и строить красивые графики.

В начале лета 2016-го был разработан макет блока управления, чтобы посмотреть как это вообще будет выглядеть и как работать (и будет ли вообще).

Макет был разработан на основе модулей Arduino (плата Arduino Mega, GSM шилд и две платы реле). Я не очень люблю платы Arduino и Atmel в целом. Но в данном случае макет требовалось собрать быстро и максимально дёшево. Пришлось смириться 🙂 В результате получилось что-то вот такое.

Летом того же 2016-го была написана программа для макета, которая обеспечивала открытие/закрытие форточек автоматически и принудительно через СМС, а также отчет о состоянии в СМС (температура/влажность внутри, напряжение питания). Питалась эта система от аккумулятора 12 В. Зарядка предполагалась вручную. Однако, исправление багов прошивки и отладка затянулись и не позволили протестировать систему в «боевых» условиях — лето закончилось. Однако, сама концепция устройства была признана рабочей.

Поэтому в последующие несколько месяцев была произведена кардинальная переработка блока управления. Пришлось отказаться от объемного монтажа как от ненадежного и нетехнологичного решения. То есть ворох ардуиновских плат нужно было заменить одной своей. Кроме того, нужно было заменить корпус — в него предполагалось поместить аккумулятор от бесперебойника и зарядное устройство, запитанное от солнечной панели. Это позволяло сделать устройство независимым от питающей сети и не таскать силовые кабели по огороду (а именно там обычно и располагаются парники).

К слову, на новой плате всё же был оставлен посадочный разъем под ардуиновские шилды. Так оказалось удобнее — на это место сажается либо GSM шилд либо WiFi шилд (была также версия с XBee модулем) в зависимости от требований к системе. В таком вот виде этот блок и был установлен в систему.

Это, собственно, была только история вопроса. А теперь к главному — что не так то?! Вроде всё закончено и функционирует. Система отработала два сезона (первый год с GSM-модулем, второй с Wi-Fi и передачей на данных на локальный сервер).

В период опытной эксплуатации был выявлен ряд проблем с системой:

  • Датчики. В системе использовались датчики DHT22 для измерения температуры и влажности воздуха внутри и снаружи (на всякий случай) парника. За два года эксплуатации вышли из строя 2 датчика. Это много. Надежность DHT22 оставляет желать лучшего. Их надо менять на что-то другое.
  • И снова датчики. Вне зависимости от типа, датчики должны быть цифровыми (ибо таскать аналоговые сигналы по несколько метров себе дороже). А цифровые датчики имеют возможность зависать, что и было не раз продемонстрировано датчиками DHT22. Значит, надо иметь штатную возможность снимать и подавать на них питание в случае ошибки без перезапуска всей системы.
  • Выяснилось, что система не защищена от КЗ или повышенного энергопотребления внешних устройств. Последний из вышедших из строя датчиков образовал контур с пониженным сопротивлением и высаживал АКБ за пару часов.
  • Корпус блока управления. Большой и железный. Большой мешает установке на раму парника (весьма хлипкую), а железный мешает работе беспроводных модулей — приходится вытаскивать антенны наружу. Проблему с габаритами можно решить интегрировав зарядное устройство в плату управления.
  • Стоимость комплектующих. Предыдущая плата управления была разработана под те компоненты, которые у меня были в наличии и всего было смонтировано две платы. Как выяснилось, при необходимости расширить производство компоненты будет не так просто достать и стоимость у них соответствующая. Необходимо оптимизировать стоимость.
  • Низкая технологичность отдельных узлов. Для уменьшения стоимости датчики были сделаны из покупных модулей, соединенных объемным монтажом. Кроме того, соединялись датчики с кабелем при помощи пайки (только соединение с блоком управления было на пружинных клеммниках). Поэтому техническое обслуживание системы превращалось в сущий ад. Снять датчик при таком раскладе не представлялось возможным ибо кабель уже просунут через всевозможные отверстия и закреплен где только можно. Попытка же перепаять сломанный DHT22 на месте (стоя внутри засаженного парника посреди помидоров) — это занятие для сильных духом.
  • Небольшое количество каналов управления. Их сейчас хватает, но нет резерва, а со временем всегда возникает желание что-нибудь ещё добавить. Например, досветку или обогрев или принудительную вентиляцию. Да мало ли что в голову взбредёт.
  • Отсутствие местного ручного управления. Иногда нужно находясь рядом с парником отдать ему какую-то команду (перейти в Safe-mode, принудительный полив и т.д.). Сейчас для этого приходится искать какое-нибудь устройство (ноутбук/телефон). Это очень неудобно. Необходимы кнопки на самом блоке управления.
  • Отсутствие индикации. Требуется индикация двух возможных ситуаций — «авария» и «требуется вмешательство пользователя». Самый распространенный вариант последнего — это пустая поливная бочка.

Итак, перед нами новая (на самом деле старая) задача, и сейчас самое время ей заняться. Казалось бы до весны ещё куча времени, но если учесть что весь объем работ будет выполняться одним человеком — то можно ещё и не успеть). Для того, чтобы правильно спланировать работу был использован OpenProject. Давно хотел его попробовать вместо Redmine, которым пользуюсь уже относительно давно. Вот так выглядит график первого этапа работ.

Парник-2019. График работ. Openproject

ПО плану разработка блока управления должна быть закончена к новому году. Кроме блока управления предстоит ещё разработать и изготовить датчики и комплекты кабельных частей. Ну и написать ПО, разумеется.

About the Author: admin

1 комментарий

  1. Привет, Автор! Пишу как заинтересованный «любитель» теплиц. Меня зовут Владимир Благодатских, мне 60 и я работал в Тимирязевке более 20 лет на кафедре овощеводства. специализация — конструкции теплиц. Смотрю на многие самоделки для теплиц и хочется всем конструкторам сказать — ребята, теплица это не так просто, как кажется. Практически ни у кого не предусмотрено пропорциональное регулирование фрамугами, нет аварийного закрытия по ветру — иначе сломает, нет закрытия по дождю. Это только то, на что сразу обращаешь внимание. Если есть интерес к этой теме — можно пообщаться. В контактах моя почта и мой сайт (только недавно начатый)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.