|
Устройства для умного дома
Контроллеры.
Все описанные устройства оригинальной разработки отлажены и могут быть запущены в производство. Контроллеры разрабатывались под оригинальное ПО с использованием общей части (системы) на основе FreeRTOS.
 
Плата контроллера TR4.
Плата была разработана для приложения умного дома - Управление отоплением и ГВС, но может использоваться и для других приложений с подходящими внешними устройствами и датчиками. Плата сделана на основе процессора серии CortexM3.
Плата имеет резервное питание чесов на ионисторе, обеспечивающее работу часов до 1 суток про отсутствии питания. Имеется возможность подключения внешней литиевой батареи. Встроенная флэш память служит для установки настроек и сохранения журнала работы. Имеется 2 разъема для подключения RS-485.
Питание платы от 15 до 50В. Имеется разъем для межплатного соединения для обеспечения дополнительных интерфейсов через COM или SPI (RS-232, RS-465, BlueTooth и др.)
Плата имеет следующие внешние сигналы управления и контроля:
2 усиленных аналоговых выхода 0-10В (управление задвижками).
2 высокоомных аналоговых входа 0-10В (контроль задвижек).
2 входа реле.
5 входов термо датчиков. Возможна работа с датчиками NTC или цифровыми датчиками DS по однопроводной шине. Цифровые датчики могут подключаться по несколько штук на вход, с вводом ID датчика при установке.
 
Плата координатора COORD_5_S (6).
Плата координатора имеет несколько версий. В последних версиях (5_S, 6) добавлена работа с датчиками CO2. В версии 6 заменен разъем RJ на клеммники питания и RS-232, также добавлена возможность работы с интернетом по Wi-Fi (модуль с обратной стороны), добавлен датчик температуры.
Плата была разработана для приложений использующих связь с внешними устройствами через радиоканал. Плата сделана на основе процессора серии CortexM3.
Плата имеет резервное питание чесов на ионисторе, обеспечивающее работу часов до 1 суток про отсутствии питания. Имеется возможность подключения внешней литиевой батареи. Встроенная флэш памяти служит для установки настроек и сохранения журнала работы. Имеется разъем для подключения RS-485 и питание. Питание платы от напряжения 9-17В. При отсутствии датчика CO2 возможно питание от 5В через микро USB (для версии 5_S).
Плата содержит модуль BlueTooth, преимущественно используется для связи с приложением смартфона. Плата 6 версии также содержит модуль Wi-Fi.
На плате установлен чип радиомодуль работающий в диапазоне 868 мГц с мощностью до 10 мВт. Регистрация не требуется. Имеется встроенная антенна и возможность подключения внешней антенны. ПО раиомодуля и формат передачи оригинальной разработки.
Внешние устройства.
Плата драйвера светодиодного светильника LED_DRIVER.
Для питания светодиодов светильника был разработан свой драйвер для управления током светодиодных линеек.
Управление яркостью осуществляет контроллер при помощи ШИМ через оптопару.
Используется контроллер радиомодуля, в котором также содержатся модули связи с координатором по радио сети.
На плате также есть разъем для подключения фоторезистора датчика овещения и вход для датчика движения. Для стабильной работы фаза сигнала ШИМ синхронизуется с фазой напряжения сети. Для измерения освещенности необходимо откалибровать измеритель по люксметру. Результат измерения освещенности выдается в люксах. Контроллер драйвера кроме приема команд, может отправлять команды события о срабатывании датчика движения или изменении освещенности при автоматическом регулировании освещенности.
В последних версиях плат есть также разъем для подключения дополнительного драйвера который используется для подключения второго комплекта линеек с целью изменения цветовой температуры свечения светильника. Через этот разъем на второй драйвер выдается напряжение 320 в и сигнал ШИМ второго датчика с контроллера. Значение цветовой температуры меняется в зависимости от соотношения токов в холодных и теплых линеек.
Плата дополнительного драйвера светодиодного светильника LED_DRIVER_СT.
Схема самого дополнительного драйвера аналогична LED_DRIVER. Питание идет с основной платы, с выпрямительного моста. ШИМ управления также идет с дополнительной оптопары основной платы.
 
Плата управления сторонними драйверами светодиодного светильника LED_CONTROL.
Данная плата содержит блок питания и контроллер на основе процессора радиомодуля. На выходе платы 2 сигнала шим с опто развязкой. Программа управления полностью аналогична LED_DRIVER. Работа платы проверялась на драйверах Аргос с ШИМ управлением.
 
Плата датчиков светильника B1.
Плата содержит модуль датчика движения и фоторезистор определения освещенности. Угол видимости датчика освещенности меняется путем изменения глубины установки фоторезистора. Разъем подключается непосредственно к основному драйверу или к плате управления сторонними драйверами. Плата устанавливается непосредственно в светильник.
 
Внешний датчик движения R_PIR.
Датчик движения используется как дополнительный в приложении управления освещением для включения групп светильников. Также используется как основной датчик в приложении охраны помещений. Датчик имеет автономное питание. Батарейки хватает примерно на 5 лет. Датчики выполнен на радио контроллере, включаются в радиосеть контроллера или координатора.
 
Удаленный выключатель R_CONTROL.
Плата удаленного выключателя может быть установлена стандартный настенный выключатель или в виде брелка. К одной плате может быть подключено до 9 клавиш или кнопок выключателя. Программа обрабатывает длинные и короткие нажатия. На плате может быть установлен терморезистор NTC для передачи температуры, а также переменный резистор для плавной установки , например яркости светильников. С выключателя можно управлять яркостью, цветовой температурой светильников, включение-выключение, в зависимости от настроек приложения. Применяется в других приложениях, например ручное включение выключение двигателя насоса в системе полива. Плата имеет автономное питание. Батарейки хватает примерно на 5 лет. Плата выполнена на радио контроллере, включаются в радиосеть контроллера или координатора.
 
Датчик влажности почвы (макет).
Датчик влажности почвы выполнен на плате TERMOMETR_4. Плата устанавливается в герметичный корпус. Снаружи имеются 2 штыря из нержавеющей стали. Значение сопротивления передается в контроллер. В датчике может быть установлен терморезистор для измерения температуры воздуха или почвы. В контроллере значение влажности получается исходя из калибровки во время настройки. Плата имеет автономное питание. Батарейки хватает примерно на 5 лет. Плата выполнена на радиоко нтроллере, включаются в радиосеть контроллера или координатора.
 
Плата радиообмена для привода регулятора температуры радиатора отопления RFM1_CC.
Плата предназначена для передачи информации и управления автономным регулятором температуры с приводом. Плата pаcпаивается через переходную платку к плате контроллера привода. Используются сигналы интерфейса SPI и питание. Также SPI используется для прошивки своей прогрммы в конnроллере привода, которая полностью заменяет штатную. Разъем программирования для AVR программатора установлен на плате RFM_CC. Все схемы питаются от двух батареек AA. Плата выполнена на радио контроллере, включаются в радиосеть контроллера или координатора. В ее задачу входит только обмен данными. Вся работа выполняется контроллером привода с программой оригинальной разработки. В функции программы входит обеспечение работы индикации, ввода с кнопок, включение выключения двигателя вперед-назад, работа датчика вращения. Датчик имеет простую конструкцию, с одним фотодиодом, не обеспечивает точный учет положения задвижки при смене направления вращения, поэтому приходится периодически делать калибровку нуля.
Описание работы доработанного термостата 08.04.2016
Краткое описание.
Термостат предназначен для удаленного регулирования температуры помещения, устанавливается на вентиль радиатора отопления. Регулировка температуры происходит автономно по закону PI регулятора. Уставка температуры и при возможности, точное значение температуры помещения термостат получает по радиоканалу . При отсутствии информации о внешней температуры регулирование происходит по внутреннему термодатчику. Термостат периодически выдает посылку координатору со значениями температуры, уставки, напряжению батарей и т.д.
После передачи сообщения термостат переходит в режим ожидания посылки команды (время ожидания 300 мс). В случае успешного приема команды, период до следующей посылки устанавливается 5 мин, иначе остается 30 сек. В посылке команды может быть установлен бит отмены длинного периода, тогда следующая посылка в любом случае будет выдаваться через 30 сек. Интервалы 30 сек. и 5 мин. не имеют точного значения и могут меняться незначительно в случайном порядке для исключения многократного наложение сигналов от разных устройств.
Установка адреса термостата.
Каждый термостат в радиосети должен иметь свой адрес.
В термостате адрес 16 бит 4 шестнадцатеричных знака.
Адрес не должен также пересекаться с адресами других термодатчиков и термостатов данной сети.
Для установки адреса нажать кнопку "MEN" и кнопками +/- выбрать "АДРС", нажать "OK".
Адрес отображается в шестнадцатеричном виде, для удобства можно использовать 0-9 как десятичный.
Кнопками +/- отредактировать каждый знак. Переход к следующему знаку - кнопка часов. Нажать "OK".
Установка термостата.
Для установки термостата удалить и вставить элементы питания или воспользоваться командой меню "КАЛБ" (калибровка).
На индикаторе высветится "ОТКР" (открытие задвижки), подождать полного открытие задвижки до отображения "МНТЖ" (монтаж). В это время нужно установить термостат и нажать кнопку "ОК" или подождать 15 сек. После этого отобразится "КАЛБ" (калибровка), задвижка закроется с вычислением диапазона хода задвижки для дальнейшего вычисления относительного положения задвижки. Данная калибровка может производиться без снятия термостата в случае необходимости. После закрытия задвижки и калибровки термостат переходит в установленный ранее режим работы.
Если термостат не установлен или остановлен неправильно, выдается ошибка 2, - большой ход штока.
Автономная настройка термостата.
Настройка производится при помощи 5 кнопок с отображением информации на индикаторе.
Сверху индикатора отображается положение задвижки в виде полоски. Внизу отображается состояние работы в виде значков. В центре строчка из 4 знаков отображает значения, в зависимости рот режима работы.
Для входа в режим настройки нажать "MEN". Выбор функции меню +/-. Для установки нажать "OK".
Выбор режимы работы.
Термостат может находиться в одном из 3 режимов работы. Режим может быть установлен при помощи меню и запоминается. При выключении питания режим сохраняется. Для установки режима нажать кнопку "MEN" , выбрать "РЕЖМ" - кнопка "OK", отобразится текущий режим работы. Выбрать кнопками +/- один из режимов: "РУЧН" (ручной), "АВТО" (автоматическое автономное регулирование) или "УДАЛ" (автоматическое удаленное регулирование). Нажать "OK".
Ручной режимы работы.
Внизу отображается значок "MANU", вверху полоска положения задвижки, значение в центре обозначается как "XXПР" ("100П" при 100% ).
Где XX положение задвижки в процентах. При помощи кнопки часов можно посмотреть текущую температуру помещения.
Данный режим, в основном, служит для настройки. В этом режиме не используется температура помещения и не происходит регулирование.
Для установки положения задвижки, при помощи кнопок +/- установить значение в процентах и нажать кнопку "OK".
Задвижка должна отработать указанное значение. При установке 0% или 100% задвижка переводится в одно из крайних положений без использования оптического датчика с установкой его крайних значений. Так можно обнулить набегающую ошибку датчика из-за его конструктивной особенности. Это происходит и в других режимах работы (при установке крайних значений).
Автоматический режимы работы.
Внизу отображается значок "AUTO", вверху полоска положения задвижки, в центре отображается значение уставки в градусах. При помощи кнопки часов можно посмотреть текущую температуру помещения.
В этом режиме происходит регулирование температуры помещения в зависимости от установленной уставки.
Значение уставки можно изменить кнопками +/- с интервалом в 0,1 градуса. Возможно длинное нажатие +/- для ускорения установки. Чтобы значение уставки сохранить при возможном отключении питания, нажать "OK". В данном режиме параметры регулировки (KP,KI И тд) - последние параметры удаленной работы или по умолчанию.
Удаленный режимы работы.
Внизу отображается значок "AUTO" и значок радио, вверху полоска положения задвижки, в центре отображается значение уставки в градусах. При помощи кнопки часов можно посмотреть текущую температуру помещения.
В этом режиме происходит регулирование температуры помещения в зависимости от уставки. Значение уставки невозможно изменить автономно, она устанавливается удаленно по радиоканалу.
В данном режиме в радиоканал отправляется посылка с данными, в ответ может быть получена посылка с данными управления или установок. Кроме уставки термостату по радиоканалу может быть передано значение температуры полученное с внешнего датчика. В этом случае это значение также служит для регулирования. В случае не получения этой температуры в течении заданного времени , регулирование продолжается по внутреннему датчику температуры.
Дополнительная индикация.
Человек в двери - отображается температура помещения (по кнопке), внутренняя или установленная удаленно.
Человек возле двери- идет проветривание.
Луна - термостат в работе. Если нет значка - термостат в спящем состоянии.
Снежинка - идет размораживание.
При очистке крана отображается "ОЧИС" - закрытие открытие крана через заданный интервал.
 
Плата удаленного термометра может использоваться во всех приложениях, где требуется измерении температуры. В качестве датчика температуры используется терморезистор NTC. На плате может быть установлен переменный резистор для предустановки температуры. Значение положения резистора передается в контроллер. При использовании корпуса с указателем показания калибруется при настройке. Плата имеет автономное питание. Батарейки хватает примерно на 5 лет. Плата изначально разрабатывалась для точной установки температуры помежения. Применяется также в приложении полива. Плата имеет автономное питание. Батарейки хватает примерно на 5 лет. Плата выполнена на радиоко нтроллере, включаются в радиосеть контроллера или координатора.
Плата удаленного термометра TERMOMETR_4.
|
